電力系統(tǒng)配電網(wǎng)中自動化技術的運用

陳天勝 程治真 程建建 韋碧琳

摘要：把配電網(wǎng)自動化運用到電力系統(tǒng)里面，可以把由于配電系統(tǒng)的損害造成的停電從時間和范圍上大大地降低，相應的能夠在供電的質量方面提供保障，另外也可以讓供電服務得到提升，采用配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)對于檢修工作有非常大的幫助，可以提高檢修的效率，減少檢修所用時間，從而讓電力系統(tǒng)有更高的安全系數(shù)。

關鍵詞：電力系統(tǒng);配電網(wǎng);自動化技術

引言：隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力資源被廣泛的應用于社會的各行各業(yè)，而且對于電力資源的需求日益增長，同時在供電質量方面也提出了更高的要求，在電力系統(tǒng)上采用配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)可以為電力的大量輸出還有電力的質量方面提供強有力的保障。

1.什么是電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化

對于一整套的電子系統(tǒng)來說，電力系統(tǒng)配電網(wǎng)是屬于整個系統(tǒng)的末端環(huán)節(jié)，主要是和用戶進行連接，通過網(wǎng)線實現(xiàn)其功能。配電網(wǎng)類似人的神經(jīng)末梢，它包含很多設備，各個設備之間的連線形成了一個交叉連接的網(wǎng)，和終端用戶實現(xiàn)連接，所需電壓不高。信息技術、網(wǎng)絡技術、電子技術、計算機技術以及通信技術共同組成了配電網(wǎng)自動化技術，這些技術統(tǒng)一接受系統(tǒng)的指令，由控制系統(tǒng)控制的相關電力器材，能夠給它們提供最合適的工作環(huán)境，就是可以對用戶的需求進行完美的匹配，同時也能夠獲取經(jīng)濟效益的最大化。這個系統(tǒng)能夠對于電力設備的工作狀態(tài)進行監(jiān)測，當設備出現(xiàn)故障的時候可以及時做出反應，發(fā)出警報并且提供備選措施。當下，在世界范圍內(nèi)的經(jīng)濟發(fā)達國家已經(jīng)具備相當高水準的輸電網(wǎng)的自動化技術。電力系統(tǒng)的配電網(wǎng)系統(tǒng)選用自動化控制的技術能夠提高整個系統(tǒng)的工作能力，使其具有較高的穩(wěn)定性以及可靠性，還能夠在經(jīng)濟上實現(xiàn)降本增收。

2.當今社會為配電網(wǎng)自動化提供具體技術的領域

由于電力自動化技術的功能包含了電力企業(yè)和配電網(wǎng)有關的全部，還可以對用戶的用電安全、用電服務和用電質量提供較高的保障，所以電力自動化技術在配電網(wǎng)中的運用是一個具有綜合性以及復雜性的巨大的系統(tǒng)工程。當下主要有這幾個技術為配電網(wǎng)提供技術支持：

2.1通信技術提供的監(jiān)測功能

在配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中之所以可以實現(xiàn)對各個電力設備的有效監(jiān)測，是因為其采用了計算機通信技術。這項技術的引入可以讓系統(tǒng)在電力設備和線路出現(xiàn)故障的時候立馬采取有效措施，對整個配電網(wǎng)提供高效的維修，進而提供較高的安全保護。

2.2結合地理信息系統(tǒng)，提高工作效率

要想實現(xiàn)配電網(wǎng)的各項功能，保證其日常工作，結合了精準的地理信息功能，這樣讓其可以實現(xiàn)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的準確分析、對故障進行判斷還有可以對地址實現(xiàn)定位等服務相關的功能。由于把配電網(wǎng)自動化技術和地理信息系統(tǒng)實現(xiàn)了嚴密的匹配，對于配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的故障處理以及用戶服務等方面實現(xiàn)了強強結合的效果，讓電力自動化系統(tǒng)有更高更快的反應能力。

3.配電網(wǎng)電力自動化具備的應用原則

3.1在經(jīng)濟條件和發(fā)展兩個方面的適應性原則

首先在經(jīng)濟條件方面的適應原則是：在我國農(nóng)村，由于大部分地區(qū)經(jīng)濟水平不發(fā)達，而配電網(wǎng)自動化建設具有長期性、復雜性以及綜合性比較高的特點，因此，對于網(wǎng)絡建設的過程，無法全部按照外國發(fā)達國家的模式，要與實際國情相結合，把能夠處理當?shù)氐呐潆娋W(wǎng)的現(xiàn)實麻煩作為關鍵標準，還要可以達到供電網(wǎng)的可靠性，把有限的資金最大限度的進行使用。其次在發(fā)展方面的適應原則為：由于配電網(wǎng)是持續(xù)發(fā)展的，并且在發(fā)展的過程中一直在完善，其在用戶數(shù)量、擁有的電力設備以及鋪設的線路上一直發(fā)展壯大，這就要求電力自動化和配電網(wǎng)二者要能夠協(xié)調發(fā)展。

3.2在安全方面具有可靠性原則

由于人們生活水平的不斷發(fā)展，電力的地位越來越重要，社會生產(chǎn)和日常生活都無法離開電力的應用，在配電網(wǎng)上應用自動化技術，當網(wǎng)絡發(fā)生損壞的話，對于人們的生活和生產(chǎn)就會帶來很大的麻煩，如果損壞比較嚴重的話還會影響經(jīng)濟的發(fā)展;由此，電力自動化在配電網(wǎng)運行方面必須嚴格實行安全性原則，還要設計合理、可行的方案，達到電力系統(tǒng)對配電網(wǎng)的安全保障。

4.配電自動化的主要應用

4.1如何實現(xiàn)饋線自動化

配電網(wǎng)自動化的非常主要的組成是饋線自動化，那么如何實現(xiàn)饋線自動化？要具有提供科學的配電網(wǎng)結構，還要提供這些條件：在各環(huán)網(wǎng)開關、負荷開關以及階段配電站內(nèi)開關的具體操作機構一定可以實現(xiàn)遠方操作;環(huán)網(wǎng)開關柜還要有開關操作電源以及為FTU、通信設備提供電力的工作電源，另外還要有可靠性高以及抗外界干擾強的通信系統(tǒng)，這些能夠保證環(huán)網(wǎng)的供電。

實現(xiàn)饋線自動化遵循的原則為：發(fā)生故障以后，網(wǎng)絡重構可以進行集中控制和分布控制組合，并以分布式控制為第一的原則，保證要有比較快的反應速度，來讓配電網(wǎng)可以閉環(huán)工作，當故障沒有解除的時候，可以立即對故障環(huán)節(jié)實現(xiàn)隔離，另外要能夠為無故障的環(huán)節(jié)持續(xù)供電，并且要對開環(huán)工作實現(xiàn)兼容。

4.2變電站自動化的定義以及具有的功能

變電站自動化主要結合自動控制技術以及信息處理和傳輸技術，借助計算機硬件和軟件系統(tǒng)或者是自動裝置實現(xiàn)對變電站的監(jiān)管、監(jiān)測以及運行功能的一套自動化系統(tǒng)，它可以替代人工。變電站自動化的主要標志是信號數(shù)字化以及計算機通信技術，它對于變電站運行以及監(jiān)控方面實現(xiàn)了非常大的改變，擁有十分明顯的收益。變電站自動化的功能為：實現(xiàn)數(shù)據(jù)方面的收集、運算以及處理，對權限和狀態(tài)實現(xiàn)監(jiān)控、控制開關、和繼電保護實現(xiàn)信息流通，能夠進行自動控制，從而實現(xiàn)和變電站之間的另外的自動化設備信息互換，達到通信調度的功能。

5.電力配電網(wǎng)的自主技術的發(fā)展趨勢

首先對于電能的質量要注重并穩(wěn)健提升。目前，由于工業(yè)生產(chǎn)過程對大功率的電子設備數(shù)量需求激增，導致對于電能的質量提出了更高的要求?，F(xiàn)在，電力工作人員需要研究的重要課題為如何把電能質量提升至更高的質量。在電能質量提高方面發(fā)揮重要作用的是DSP。要想讓系統(tǒng)具有更高的可靠性以及便捷性可以借助高速數(shù)字信號處理器，然后再加上在算法方面進行改進，可以實現(xiàn)電能質量的提升的期望。

其次，要對配電網(wǎng)系統(tǒng)采取保護措施。通信是饋線自動化的根基，主要對配電網(wǎng)整體的數(shù)據(jù)進行搜集，進行控制，從而讓配電高級應用——PAS以及SCADA能夠投入運用，其平臺為地理信息系統(tǒng)——GIS，可以讓配電網(wǎng)完成對設備進行管理;現(xiàn)在配電網(wǎng)自動化的重要方案為把PAS、SCADA和GIS三者有機結合為一個整體，這個整體對于配電網(wǎng)自動化轉變?yōu)榫哂信潆娋W(wǎng)管理和配電監(jiān)控、保護功能的全方位自動化運行管理系統(tǒng)發(fā)揮了非常大的促進作用。

最后，采用分布式小電流接地方式進行保護。由于采用完全分布的FTU能夠非常易于掌握配電網(wǎng)的全部電流負序分量的情況，并且可以把負序電流的突變量和小波分析技術相輔助，對于提高識別的準確性和精準度方面十分有效果，另外完全分布的FTU在承載量上有非常大的空間，所以這種以配電自動化為基礎的小電流接地方案具備很明顯的優(yōu)勢，未來這種保護方案擁有很大的潛能。

結束語：

目前我國的經(jīng)濟水平處于高速增長的階段，在配電網(wǎng)領域也會采取較大范圍的整改，那么電力自動化系統(tǒng)會在配電網(wǎng)方面有更廣闊的應用。因此，要想達到低成本的對配電網(wǎng)進行安全運行提供支持，必須在電力自動系統(tǒng)技術上不斷研究，使其具備更加強大的功能。

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