供配電系統(tǒng)電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用研究

楊珂 俞英麒

關(guān)鍵詞：電氣自動化控制；供配電系統(tǒng)；應(yīng)用研究

一、引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的快速發(fā)展，電氣自動化控制技術(shù)已經(jīng)運用到我國的各種領(lǐng)域中。而在我國電網(wǎng)的供配電系統(tǒng)中，供配電設(shè)備復(fù)雜，系統(tǒng)功能越來越多，一旦設(shè)備或者線路出現(xiàn)故障，就會影響群眾的正常生活和企業(yè)的生產(chǎn)，因此電力企業(yè)需要對配供電系統(tǒng)進(jìn)行不斷的優(yōu)化和檢測，保證供配電系統(tǒng)的正常運行[1-5]。而電氣自動化控制技術(shù)，能夠提高對于供配電系統(tǒng)的控制能力，提高工人檢測、檢修的能力，從而實現(xiàn)供配電系統(tǒng)自動控制的目的[6]。電力行業(yè)是我國重要的能源行業(yè)，而配供電系統(tǒng)就是電力行業(yè)的主要“根基”，將電氣自動化控制技術(shù)應(yīng)用到供配電系統(tǒng)中，實現(xiàn)電力網(wǎng)絡(luò)的自動化控制，提高電力資源的分配能力，提升工人的工作效率，從而進(jìn)一步促進(jìn)我國智能電網(wǎng)建設(shè)，滿足不同地區(qū)、不同行業(yè)對于電力資源的不同需要，實現(xiàn)電力資源的高效、安全、便捷控制[7-10]。本文主要分析電氣自動化控制技術(shù)在供配電系統(tǒng)的應(yīng)用，總結(jié)電氣自動化技術(shù)在供配電系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢，為提升電氣自動化控制技術(shù)在供配電系統(tǒng)的應(yīng)用效率提供一定的參考意見。

二、電網(wǎng)供配電系統(tǒng)存在的問題

（一）用電設(shè)備監(jiān)控問題

在我國電網(wǎng)供配電系統(tǒng)中，有許多運行的設(shè)備，如變電器、電閘開關(guān)等，如圖1 所示，該類設(shè)備缺乏相應(yīng)的實時監(jiān)控設(shè)備，使得這些設(shè)備的檢測效果較低，大部分設(shè)備存在老化、故障等問題時，使得該類設(shè)備的空載損耗率較高，如果不能夠及時地進(jìn)行檢測、反饋，導(dǎo)致電力人員對該類設(shè)備的檢查力度不夠，從而使得該類設(shè)備在運行過程中出現(xiàn)電能浪費的問題。

（二）供配電系統(tǒng)配置不合理問題

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的電網(wǎng)更新的速度比較快，用戶的用電量不斷增加，使得我國原有的供配電系統(tǒng)不能夠滿足日益增加的用電量，而且，我國供配電系統(tǒng)配置不合理，需要對原有的供電分配進(jìn)行重新優(yōu)化，使得電網(wǎng)的供需關(guān)系達(dá)到一定的均衡性。但是我國許多用電企業(yè)需求的電壓較低，在配電系統(tǒng)接入企業(yè)的電力系統(tǒng)時，需要經(jīng)過多次的降壓，有時候還需要人工進(jìn)行更換電路，或者將供電電壓進(jìn)行相應(yīng)的降壓后才能夠正常使用，不能實現(xiàn)自動化控制的有效配置，不僅僅造成了供配電系統(tǒng)的損耗，還存在用電的安全隱患。

（三）供配電系統(tǒng)布局問題

在設(shè)計整個配供電系統(tǒng)時，供配電系統(tǒng)的電路損耗，主要是由于電力布局不完善造成的。當(dāng)供電系統(tǒng)與用電企業(yè)的距離較遠(yuǎn)時，需要進(jìn)行高壓輸送的方式，但是由于系統(tǒng)布局問題，只能夠使用低壓進(jìn)行電力輸送，就會產(chǎn)生大量的電能損耗。由此可見，電力系統(tǒng)布局不完善，對于高壓和低壓分配不合理，缺乏對于配電系統(tǒng)周圍的環(huán)境調(diào)研，就會影響后續(xù)的配電系統(tǒng)電能的分配問題。

三、供配電系統(tǒng)應(yīng)用電氣自動化技術(shù)的優(yōu)勢

（一）提升配供電系統(tǒng)的運行效率

在供配電系統(tǒng)中使用電氣自動化控制技術(shù)，可以根據(jù)不同地區(qū)和不同位置的需求，進(jìn)行合理的供電配置，避免部分地區(qū)出現(xiàn)電力資源缺乏或者供電過剩的情況。另外，電氣自動化控制技術(shù)能夠根據(jù)電廠的發(fā)電量和變電站的規(guī)模，進(jìn)行相應(yīng)的資源配置，能夠?qū)⒐┡潆娤到y(tǒng)的電力輸送最優(yōu)化，提升整個配供電系統(tǒng)的運行效率。

（二）提升供配電系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性

配供電系統(tǒng)可以將自身的運行參數(shù)傳遞給控制系統(tǒng)，按照計算機分析，進(jìn)行更加智能化、自動化的控制，從而使得整個供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。由于整個供配電系統(tǒng)復(fù)雜，傳輸?shù)木嚯x遠(yuǎn)、規(guī)模大，使得供配電系統(tǒng)一旦出現(xiàn)相應(yīng)的問題，就會使整個系統(tǒng)的維修工作存在較大的困難和危險，并且面臨整個供配電系統(tǒng)癱瘓的問題。而電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用能夠及時對整個供配電系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測的，及時發(fā)現(xiàn)供配電系統(tǒng)的故障，制定相應(yīng)解決方案，并排除故障的所在，最低程度地降低供配電系統(tǒng)因故障造成的損失，大大地提升供配電系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，不僅僅維護(hù)供配電系統(tǒng)的正常運行，還能夠為電力企業(yè)節(jié)省一定人工成本費用。

（三）提升配供電系統(tǒng)的調(diào)度效率

在供配電系統(tǒng)中，主要存在著單回路放射式、雙回路放射式、單線式、環(huán)式、樹干式、雙回路干線式等不同的接線形式。也正是由于供配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、規(guī)模龐大，并且受到安裝的地形、地貌以及氣候因素的影響，使得供配電系統(tǒng)的工作效率受到影響，技術(shù)不能夠得到相應(yīng)的升級，使得不同地區(qū)的供配電系統(tǒng)協(xié)同、調(diào)度效率比較低。然而，電氣自動化控制技術(shù)，能夠顯現(xiàn)供配電系統(tǒng)的智能化、自動化調(diào)度，不僅僅能夠降低人力資源費用，還能夠保證維護(hù)工人的人身安全；并且能夠?qū)崿F(xiàn)不同部門之間的信息化交流，真正實現(xiàn)智能化電網(wǎng)管理系統(tǒng)，對提升我國電力資源的利用率，提高供配電系統(tǒng)的調(diào)度效率有重要的意義。

（四）優(yōu)化供配電系統(tǒng)的整體架構(gòu)

在供配電系統(tǒng)中運用電氣自動化控制技術(shù)，能夠提高整個系統(tǒng)的數(shù)字化管理水平，進(jìn)一步加強供配電系統(tǒng)的統(tǒng)一化體系架構(gòu)。通過自動化控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)供配電系統(tǒng)各個部分的相互融合，在完成智能化的電力控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化了供配電系統(tǒng)的整體架構(gòu)，推動智能電網(wǎng)的快速發(fā)展。

四、供配電系統(tǒng)電氣自動化控制技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

（一）應(yīng)用于自動化監(jiān)控

在供配電系統(tǒng)中，通過監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和電力質(zhì)量監(jiān)測工作。首先，通過電氣自動化控制技術(shù)，能夠監(jiān)測電力線路是否出現(xiàn)波動，保證電力線路的穩(wěn)定性；另外，監(jiān)控系統(tǒng)能夠根據(jù)監(jiān)測的數(shù)據(jù)，進(jìn)行相應(yīng)的判斷分析，摒除相關(guān)的干擾的數(shù)據(jù)信息，從而及時地發(fā)出警報，及時地讓工作人員處理相關(guān)的故障，并關(guān)閉相關(guān)公共區(qū)域的供電系統(tǒng)。其次，對于供配電系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程監(jiān)測功能而言，采用電氣自動化控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)電量的自動化監(jiān)控，完成抄電表的工作，及時提醒企業(yè)或用戶的電量使用情況，實現(xiàn)自動化的監(jiān)控作用，減輕工作人員的工作壓力，并提高工作速率。

（二）應(yīng)用于故障診斷和檢修

供配電系統(tǒng)中的故障監(jiān)控和檢修任務(wù)，是電氣自動化控制技術(shù)重要的作用。在供配電系統(tǒng)中，電力供應(yīng)和分配系統(tǒng)是由許多設(shè)備、模塊組成的，由于結(jié)構(gòu)和規(guī)模的復(fù)雜性，在運行過程中會發(fā)生一些故障，從而影響整個設(shè)備的正常運行。如果采用人工監(jiān)測和維修的方法，需要將電力設(shè)備進(jìn)行關(guān)閉，不僅僅需要大量的時間和精力，而且維修的進(jìn)度緩慢，故障的排查艱辛，對于工作人員的安全存在一定的隱患，還會導(dǎo)致部分區(qū)域電力供應(yīng)中斷，影響人們的正常生產(chǎn)、生活。在供配電系統(tǒng)中使用電氣自動化控制技術(shù)，能夠快速、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)整個系統(tǒng)的故障的所在，不僅能夠降低電力人員的工作量，還可以避免出現(xiàn)停電的問題。除此之外，通過電氣自動化控制技術(shù)能夠搜集相關(guān)故障信息，為供配電系統(tǒng)的維修提高參考。

（三）應(yīng)用于用戶信息采集

在供配電系統(tǒng)中，主要存在著單回路放射式、雙回路放射式、單線式、環(huán)式、樹干式、雙回路干線式等不同的接線形式。也正是由于供配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、規(guī)模龐大，并且受到安裝的地形、地貌以及氣候因素的影響，使得供配電系統(tǒng)的信息采集工作效率受到影響，技術(shù)不能夠得到相應(yīng)的升級，使得不同地區(qū)的供配電系統(tǒng)協(xié)同、調(diào)度效果比較差。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷發(fā)展，電力數(shù)據(jù)信息的采集對于供配電系統(tǒng)的發(fā)展有重要的作用，能夠提升供配電系統(tǒng)的技術(shù)水平。采用電氣自動化控制技術(shù)，能夠自動控制采集電力系統(tǒng)運行過程的相關(guān)數(shù)據(jù)，監(jiān)測整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)，及時解決電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的問題；另外，電氣自動化控制技術(shù)融合大數(shù)據(jù)技術(shù)，能夠提高供配電系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理的效率，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理的自動化、智能化，提升供配電系統(tǒng)的運行效率。

（四）應(yīng)用于電網(wǎng)設(shè)計中

將電氣自動化控制技術(shù)應(yīng)用于配電網(wǎng)中，能夠根據(jù)不同地區(qū)、不同用電量進(jìn)行電網(wǎng)等級分類，按照相應(yīng)的等級進(jìn)行劃區(qū)域、劃城市供電，能夠提升配電網(wǎng)對于電力分配的管控，解決配電網(wǎng)工作量大、管控困難的問題。

在供配電系統(tǒng)中運用電氣自動化控制技術(shù)，能夠提高整個系統(tǒng)的數(shù)字化管理水平，進(jìn)一步加強供配電系統(tǒng)的統(tǒng)一化體系架構(gòu)。通過自動化控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)供配電系統(tǒng)各個部分的相互融合，在完成智能化的電力控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化了供配電系統(tǒng)的整體架構(gòu)。另外，配電網(wǎng)運用電氣自動化控制技術(shù)還能夠提升配電網(wǎng)的自動化水平，提高配電網(wǎng)的運行效率，促進(jìn)配電網(wǎng)系統(tǒng)的安全、平穩(wěn)運行，為居民提供穩(wěn)定的電力資源。另外，隨著電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，人工智能技術(shù)的不斷融入，使得各項故障的實際檢測效率以及信息反饋效率都得到了大幅度提升，這樣大大減少了相關(guān)人員的作業(yè)量，促進(jìn)了電力企業(yè)實際工作效率的提高。

五、提高電氣自動化控制技術(shù)在供配電系統(tǒng)應(yīng)用效率的措施

（一）加強供配電系統(tǒng)的安全管理

①隔離故障區(qū)域。當(dāng)供配電系統(tǒng)中出現(xiàn)了永久性故障，工作人員需要對有故障的供電線路進(jìn)行故障識別和隔離。這是由于在供配電系統(tǒng)中，會自動進(jìn)行故障判定和供電的恢復(fù)，當(dāng)故障排除之后，自動重合閘和饋線斷路器可以重疊。因此，工作人員需要對故障進(jìn)行相關(guān)位置的判斷和識別，進(jìn)行故障信息的分析，徹底切斷相關(guān)電源，使得故障線路的自動隔離。②加強供配電系統(tǒng)的安全檢查。只有對供配電系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)的安全檢查，才能避免出現(xiàn)相關(guān)的技術(shù)問題，杜絕安全隱患的苗頭，預(yù)防安全事故的發(fā)生。③優(yōu)化電力分配系統(tǒng)。如果出現(xiàn)故障 問題，工作人員需要通過徑向饋線的方式為用戶提供電量，但是出現(xiàn)負(fù)載較大的問題，就需要采用饋線互聯(lián)的 方式為用戶提供點電力資源。④提升電力工作人員的應(yīng)急能力。如果在工作過程中，供配電系統(tǒng)出現(xiàn)安全意外，就需要工作人員進(jìn)行應(yīng)急處理，立即采取必要的應(yīng)急措施，切斷電網(wǎng)的電源，避免再次發(fā)生意外。⑤提升工作人員的保密意識。工作人員要提升自身的保密意識，避免供配電系統(tǒng)信息的泄露。

（二）提升電氣自動化控制功能特性

首先，電氣自動化控制技術(shù)要優(yōu)化自動開合電路功能，根據(jù)對于不同時間段和地區(qū)的發(fā)電量不同，控制供配電系統(tǒng)。例如：需要根據(jù)用戶和企業(yè)的用電量不同的需求，在非用電高峰時期，可以將電力輸送到需要更多電力的企業(yè)或地區(qū)；在用電高峰來臨前，通過開啟自動控制裝置，將供配電系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的疏通，實現(xiàn)電力控制的靈活性。其次，電氣自動化控制技術(shù)的保護(hù)功能，能夠分析整個故障的范圍，并且配合自身的控制功能，及時切斷部分電路和設(shè)備，并通知相關(guān)人員有效控制事故的發(fā)展；還需要配合維修人員，將搜集的信息和故障判斷情況，傳輸?shù)较嚓P(guān)人員手中，為電力人員的維修提供給相應(yīng)的支持，便于盡快解決故障。最后，對于常見的電氣自動化控制技術(shù)的監(jiān)控功能，也需要進(jìn)行優(yōu)化，在常見的監(jiān)測控制設(shè)備上添加報警功能，從而視覺和聽覺等角度入手，為電力人員提供更多的數(shù)據(jù)監(jiān)控功能，把握整個供配電系統(tǒng)的運行狀況。

（三）加強電氣自動化控制技術(shù)的創(chuàng)新投入

為了進(jìn)一步提升電氣自動化的控制效果，我們需要加大自動化控制技術(shù)的創(chuàng)新投入力度，支持新技術(shù)的運用和供配電系統(tǒng)的良性運行，推動供配電系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)化。首先要將供配電系統(tǒng)的電氣自動化控制功能與大數(shù)據(jù)技術(shù)相互關(guān)聯(lián)，設(shè)立專門的電力質(zhì)量運行、故障報警、遠(yuǎn)程監(jiān)測以及數(shù)據(jù)運行參數(shù)為一體的監(jiān)測平臺，使用計算機進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲、挖掘、分析及處理。平臺不僅僅能夠反映供配電系統(tǒng)的運行狀況，而且還能夠?qū)⒃O(shè)備的運行隱患和狀態(tài)、系統(tǒng)的管理盲區(qū)以及設(shè)備配件的更換情況進(jìn)行展示，為工作人員提供更加準(zhǔn)確、可靠的管控依據(jù)。

（四）完善電氣自動化控制體系

由于電氣自動化控制技術(shù)涉及的內(nèi)容非常多，相關(guān)技術(shù)人員需要積極學(xué)習(xí)掌握電氣自動化控制的技術(shù)的設(shè)備、理論，以實際工作為基礎(chǔ)，不斷積累相關(guān)經(jīng)驗，根據(jù)供配電系統(tǒng)制定相應(yīng)的自動化控制體系。另外相關(guān)技術(shù)人員還需要學(xué)習(xí)可編輯邏輯控制器，將該項技術(shù)運用到自動化控制技術(shù)中，能夠使自動化控制體系更加可靠、完善、靈活，進(jìn)一步提升供配電系統(tǒng)的專業(yè)體系，推動電力系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展。

六、結(jié)束語

在目前技術(shù)快速發(fā)展的背景下，將電氣自動化控制技術(shù)應(yīng)用于供配電系統(tǒng)中，不僅能夠優(yōu)化供配電系統(tǒng)體系，實現(xiàn)供配電系統(tǒng)的自動化、智能化發(fā)展，而且充分發(fā)揮了供配電系統(tǒng)的優(yōu)勢和作用，提升了系統(tǒng)的運行效率，促進(jìn)我國電力行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。