智能配電網(wǎng)建設(shè)中配電自動化技術(shù)的研究與應(yīng)用探討

廉亞鋒

（國網(wǎng)河南省電力公司沁陽市供電公司，河南焦作 454550）

關(guān)鍵字 智能配電網(wǎng) 配電自動化技術(shù) 電網(wǎng)建設(shè)

配電自動化技術(shù)是各種技術(shù)所形成的系統(tǒng)的控制技術(shù)的產(chǎn)物，配電自動化技術(shù)也借助了有關(guān)的人力管理、設(shè)備功能等內(nèi)容，從而更好地實(shí)現(xiàn)了其技術(shù)自身的高效性，保障配電網(wǎng)運(yùn)行起來更加規(guī)范和高效。在保證配電網(wǎng)自身運(yùn)行效率的同時，也能夠大大的提高整體配電網(wǎng)的安全和可靠，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)智能化。

1 智能電網(wǎng)中自動化技術(shù)的性能特點(diǎn)

智能電網(wǎng)通過各類傳感器實(shí)現(xiàn)對發(fā)電、輸電、配電、用電等環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)采集，并進(jìn)行整理、分析獲取相應(yīng)的有效信息。通過這些信息能夠?qū)崿F(xiàn)對電網(wǎng)的實(shí)時監(jiān)控，以便工作人員能夠及時發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)風(fēng)險、科學(xué)準(zhǔn)確作出決策。[1]在了解智能電網(wǎng)中自動化技術(shù)的性能特點(diǎn)之前首先看看智能電網(wǎng)的大致流程，如圖1。

圖1 智能電網(wǎng)結(jié)構(gòu)流程

1.1 智能電網(wǎng)中自動化技術(shù)的自愈性

智能電網(wǎng)顯著特點(diǎn)之一就是具有強(qiáng)大的自愈性，保障安全穩(wěn)定的電力供應(yīng)。在智能電網(wǎng)中，以高級量測技術(shù)為基礎(chǔ)融入通訊技術(shù)、自動化技術(shù)，獲取完整的電網(wǎng)運(yùn)行信息，實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)的實(shí)時監(jiān)測和控制。[2]依據(jù)其構(gòu)建的電網(wǎng)運(yùn)行全景圖，工作人員能及時發(fā)現(xiàn)其中存在的薄弱環(huán)節(jié)，消除當(dāng)前運(yùn)行方式中的各類潛在風(fēng)險。同時該技術(shù)能夠適應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化，當(dāng)發(fā)生故障后針對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜统绷髯兓M(jìn)行實(shí)時分析，為工作人員提供緊急狀態(tài)下的輔助決策和應(yīng)對預(yù)案，有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)電網(wǎng)管理中的不足，提高電力系統(tǒng)安全運(yùn)行邊界。

1.2 智能電網(wǎng)中自動化技術(shù)的兼容性

現(xiàn)下，大力開發(fā)利用新能源成為人類的必然選擇。然而新能源的高比例并網(wǎng)給傳統(tǒng)電網(wǎng)帶了一系列影響和挑戰(zhàn)。如因潮流反向?qū)е码妷?、頻率發(fā)生偏差的電能質(zhì)量問題；因風(fēng)電、光電功率高度不確定性導(dǎo)致的負(fù)荷預(yù)測、中管理難度增大的問題；因電力電子元件的大量采用導(dǎo)致的諧波污染問題。兼容性強(qiáng)是智能電網(wǎng)的另一個優(yōu)點(diǎn)。智能電網(wǎng)可將風(fēng)電、水電、太陽能發(fā)電、儲能等科學(xué)整合，消除各路電能相互封閉的“孤島”，促進(jìn)新能源消納，最大程度避免棄風(fēng)、棄光、棄水現(xiàn)象。在電網(wǎng)中存在功率缺額或功率盈余時，智能電網(wǎng)可削峰填谷、自動響應(yīng)，使得潮流實(shí)現(xiàn)科學(xué)調(diào)配、合理分布。此外智能電網(wǎng)可消除諧波干擾帶來的危害，提高電能質(zhì)量和供電可靠性。

1.3 控制電網(wǎng)中運(yùn)行

電網(wǎng)的控制運(yùn)行包括電廠的開停機(jī)及出力管理、變電站的監(jiān)視控制等。為確保電力系統(tǒng)的高效運(yùn)行，必須加強(qiáng)上述所有環(huán)節(jié)的控制，保證系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)在合理區(qū)間。

2 智能電網(wǎng)中自動化關(guān)鍵技術(shù)分析

作為智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵內(nèi)容，智能電網(wǎng)中自動化技術(shù)是保證電網(wǎng)可靠運(yùn)行和不斷發(fā)展的重要手段。

2.1 應(yīng)用服務(wù)技術(shù)

電網(wǎng)中自動化系統(tǒng)具有多種多樣的功能，但存在一定的重復(fù)和冗余，如何對這些分散的功能進(jìn)行集成融合是當(dāng)前的一大難題。在智能電網(wǎng)中，中自動化系統(tǒng)采用面向服務(wù)架構(gòu)（Service-Oriented Architecture，SOA）。SOA 體系下的中自動化系統(tǒng)可將多種系統(tǒng)應(yīng)用封裝，電力中部門可根據(jù)實(shí)際需要靈活調(diào)用。同時還可配置其他中功能模塊，滿足智能電網(wǎng)發(fā)展各階段對中業(yè)務(wù)的需求。[3]

此外，SOA 體系下的中自動化系統(tǒng)可將傳統(tǒng)電網(wǎng)中系統(tǒng)的電網(wǎng)分析、培訓(xùn)仿真等模塊劃分出來，比如狀態(tài)估計(jì)、靈敏度計(jì)算、中員潮流等。同時這些模塊可根據(jù)需求進(jìn)一步完善優(yōu)化，這是智能電網(wǎng)中自動化系統(tǒng)的另一顯著優(yōu)勢。目前智能電網(wǎng)中自動化系統(tǒng)已在許多地區(qū)電網(wǎng)中得到應(yīng)用，并在優(yōu)化電網(wǎng)系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)與主控計(jì)算機(jī)間的數(shù)據(jù)共享等方面發(fā)揮著重要作用。[4]通過對電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)視控制，在事故發(fā)生前生成告警，中監(jiān)控人員可及時通知運(yùn)維人員消除缺陷，有效減少故障造成的損失。

2.2 節(jié)能發(fā)電中技術(shù)

電力系統(tǒng)的發(fā)電中環(huán)節(jié)通常會存在大量能源浪費(fèi)，加之我國能源本身不夠充足，因此節(jié)能發(fā)電中技術(shù)的研究與應(yīng)用具有重要意義。電網(wǎng)中管理部門應(yīng)充分認(rèn)識節(jié)能發(fā)電的重要性和緊迫性，投入脫硫檢測、水調(diào)自動化等關(guān)鍵性技術(shù)，有效避免資源浪費(fèi)。在節(jié)能發(fā)電中技術(shù)中，一方面要整合、優(yōu)化傳統(tǒng)發(fā)電工程，通過技術(shù)創(chuàng)新減少發(fā)電中的能源損失，同時要加強(qiáng)對發(fā)電過程的集中管理和控制；另一方面利用節(jié)能電力中技術(shù)有效消納各類可再生能源，減少化石能源比例，推動電網(wǎng)清潔化、低碳化。[5]

2.3 電網(wǎng)實(shí)時動態(tài)監(jiān)測技術(shù)

電力系統(tǒng)是典型的超高維、強(qiáng)非線性系統(tǒng)，具有動態(tài)不確定性，傳統(tǒng)電網(wǎng)中自動化系統(tǒng)基于局部信息的監(jiān)測控制方法，難以滿足電網(wǎng)發(fā)展的要求。因此，一方面中人員可在動態(tài)監(jiān)控屏上對電力使用情況進(jìn)行監(jiān)測，有效掌握各類電能使用數(shù)據(jù)；另一方面可通過分析監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對目前電網(wǎng)運(yùn)行狀況的有效評價，為下一階段的中決策提供依據(jù)，極大加強(qiáng)中人員對電網(wǎng)運(yùn)行的管理和控制能力。

2.4 一體化中管理技術(shù)

我國電網(wǎng)運(yùn)行遵循“統(tǒng)一中，分級管理”原則，上下級中自動化系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)庫、圖模資源等信息如何進(jìn)行異地和層級共享是一個重要課題。通過一體化中平臺，以節(jié)能減排為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)和所有并網(wǎng)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，優(yōu)化電能資源配置。此外還可整合擴(kuò)展其他應(yīng)用模塊，滿足智能電網(wǎng)中縱向貫通的新型業(yè)務(wù)需求。[6]

3 結(jié)語

綜上所述，在建設(shè)智能電網(wǎng)的過程中，中自動化技術(shù)是不可缺少的一個重要組成部分。隨著電網(wǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大、新能源并網(wǎng)比例增加，大型交直流混聯(lián)電網(wǎng)形成，許多新問題、新挑戰(zhàn)將不斷涌現(xiàn)，中人員在對電網(wǎng)進(jìn)行管理時，須充分重視智能電網(wǎng)中自動化關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，保障人們的用電需求，促進(jìn)智能電網(wǎng)的發(fā)展，為經(jīng)濟(jì)社會的不斷前進(jìn)奠定堅(jiān)實(shí)的電力能源基礎(chǔ)。