電力系統(tǒng)主網(wǎng)調(diào)度與配網(wǎng)運(yùn)行自動(dòng)化的發(fā)展方向探析

雪 艷

（南京南瑞工程技術(shù)有限公司， 江蘇 南京 211111）

0 引言

在科技技術(shù)的不斷創(chuàng)新下，將高科技應(yīng)用到各行各業(yè)中，提高了我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和推動(dòng)了電力行業(yè)的發(fā)展。電氣行業(yè)云在近年來成為我國大受歡迎的一項(xiàng)科學(xué)智能技術(shù)項(xiàng)目，而自動(dòng)化在推動(dòng)電氣行業(yè)中起著至關(guān)重要的作用，自動(dòng)化的智能技術(shù)的高效性和穩(wěn)定性促使它在電氣系統(tǒng)上能夠有效地進(jìn)行運(yùn)作，代替部分電力工作者，不僅提高了電氣工作的運(yùn)行效率和速度，還保障了電力工作者的人身安全。雖然相比于其他發(fā)達(dá)國家的電氣領(lǐng)域方面的發(fā)展來說，制造水平相對來說可能還不夠成熟，但是在電力系統(tǒng)主網(wǎng)調(diào)度與配網(wǎng)運(yùn)行自動(dòng)化的綜合性上，其優(yōu)勢還是比傳統(tǒng)電力調(diào)配系統(tǒng)更加先進(jìn)快速。隨著科技不斷推進(jìn)和發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)也在不斷更新發(fā)展，在未來電力系統(tǒng)主網(wǎng)調(diào)度與配網(wǎng)運(yùn)行自動(dòng)化的發(fā)展將會(huì)不斷升級，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)運(yùn)行自動(dòng)化在電力系統(tǒng)主網(wǎng)調(diào)度中的普及和運(yùn)用。

1 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化應(yīng)用現(xiàn)狀

電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化因科學(xué)技術(shù)水平的提高，在軟件技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)等大力研發(fā)下為其提供了較好的技術(shù)環(huán)境。簡單來說，電力企業(yè)抓住了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，將其融入進(jìn)去，以此來提高電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的運(yùn)行速度和效率。但是有一個(gè)關(guān)鍵問題，在電力調(diào)度自動(dòng)化的科學(xué)應(yīng)用技術(shù)上缺乏專業(yè)技術(shù)人才，這就導(dǎo)致了雖然現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)發(fā)達(dá)，但是卻應(yīng)用不到里面去。因此影響到電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化很難以持續(xù)性的狀態(tài)運(yùn)用到實(shí)踐中。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的維護(hù)技術(shù)應(yīng)用缺陷主要體現(xiàn)在很大程度上影響了系統(tǒng)工作效率和自動(dòng)化功能的正常運(yùn)作。因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)的運(yùn)行具有系統(tǒng)上和范圍上的復(fù)雜性和廣泛性兩個(gè)特點(diǎn)，這就表明了電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的工作人員需要將不同等級的電力線路相互連接在一起，然后呈現(xiàn)出最佳的運(yùn)行狀態(tài)。而電能在生產(chǎn)和運(yùn)輸過程中具有高效性，如果想要達(dá)到一個(gè)最佳的狀態(tài)，這就需要保障每個(gè)用戶的用量達(dá)到一個(gè)平衡的狀態(tài)，所以電力系統(tǒng)建設(shè)工作人員需要加大對電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)的科研力度，以此來達(dá)到對目前的社會(huì)發(fā)展對電力系統(tǒng)的需求[1]。

2 配網(wǎng)運(yùn)行自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

我國想要電質(zhì)量得到進(jìn)一步提升和發(fā)展，那就需要智能電網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，以此來確保我國的電力發(fā)電量和電力供配的穩(wěn)定性。智能化發(fā)展在國家電力“十三五”規(guī)劃中所占投資比重之大，由表1 投資比重可見。我國電力部門研究和發(fā)展關(guān)鍵所在是將配電自動(dòng)化逐漸走向成熟的智能化和自動(dòng)化，中國目前發(fā)展的目標(biāo)和趨勢是實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)運(yùn)行自動(dòng)化智能化的集成化。所謂的電氣一體化可以分為幾個(gè)方面：我國將抽象的地理數(shù)據(jù)進(jìn)行科技化的信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，將更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和檢測情況及時(shí)有效地分配到電力工作人員的手上，使工作人員能將檢測到的數(shù)據(jù)運(yùn)行到其他平臺上各地的配電設(shè)備工作狀態(tài)上；在調(diào)配自動(dòng)化中可以和其系統(tǒng)中的子自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行信息互換，可以互相協(xié)作，也不會(huì)影響到它們之間的運(yùn)作；配電網(wǎng)運(yùn)行自動(dòng)化系統(tǒng)采用了開放性和分布式的原則，使得配電網(wǎng)系統(tǒng)在環(huán)境上的包容性和兼容性更強(qiáng)；配電網(wǎng)已經(jīng)從單一模式到雙網(wǎng)模式甚至是多網(wǎng)模式，適應(yīng)了現(xiàn)在社會(huì)的高速度發(fā)展的需要；能夠進(jìn)行多種系統(tǒng)操作和能夠穩(wěn)定運(yùn)行[2]。

表1 投資比重

3 電力系統(tǒng)主網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化發(fā)展方向

3.1 無人化方向

所謂無人化發(fā)展就是通過系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行無人值班，以此來避免專業(yè)技術(shù)人員的缺乏，從而影響到電力系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)。簡單來說，就是將電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)實(shí)行無人監(jiān)管狀態(tài)的監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在沒有工作人員監(jiān)管下能實(shí)時(shí)監(jiān)控。這種監(jiān)控是監(jiān)控系統(tǒng)通過對安全系統(tǒng)的自動(dòng)評估分析，對運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控調(diào)控進(jìn)行自動(dòng)化的預(yù)測處理，這種電力智能無人化技術(shù)在電力系統(tǒng)故障上能自動(dòng)報(bào)警，方便電力工作人員能及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)問題，保障電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，因此這種無人化系統(tǒng)對電力系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)故障問題的處理效率提供技術(shù)保障。此外，無人化發(fā)展在成本上還能減少人力資源的相關(guān)費(fèi)用，以此來實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性[3]。

3.2 對象技術(shù)方向

電力系統(tǒng)主網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化建設(shè)的對象技術(shù)主要作用在于重要數(shù)據(jù)的來源和獲取，進(jìn)一步對電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障問題有針對性地對此問題采取相應(yīng)的措施，電力系統(tǒng)本身具有準(zhǔn)確性的特點(diǎn)，而發(fā)展對象技術(shù)需要根據(jù)其特點(diǎn)來獲取電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息。但是這個(gè)過程中是需要遵守CIM技術(shù)，從而用較高的技術(shù)水平的科學(xué)方法，來實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度自動(dòng)化的最佳理想模式。該技術(shù)的使用要求發(fā)展技術(shù)人員要根據(jù)我國目前電力系統(tǒng)運(yùn)行情況，因此提高了對象處理技術(shù)的應(yīng)用的針對性。

3.3 可視化方向

所謂的可視化就是電力調(diào)度系統(tǒng)通過圖像處理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、安全分析技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。具體來說，電力調(diào)度自動(dòng)化就是在可視化發(fā)展中，將原有的數(shù)據(jù)資料通過有機(jī)轉(zhuǎn)換圖形技術(shù)和顯示技術(shù)將其更好更直觀的呈現(xiàn)出來。圖像化的優(yōu)勢是能讓電力系統(tǒng)管理人員對系統(tǒng)運(yùn)行過程中發(fā)生的問題更能有效準(zhǔn)確地進(jìn)行判斷，以此快速解決電力系統(tǒng)發(fā)生的問題。

3.4 智能化方向

電力系統(tǒng)主網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的發(fā)展之一就是智能化。這就需要電力系統(tǒng)建設(shè)人員技術(shù)上的專業(yè)程度和科學(xué)技術(shù)上內(nèi)容上的運(yùn)用熟練度，以此來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行的智能化管理應(yīng)用。這里的科學(xué)技術(shù)內(nèi)容是，調(diào)度數(shù)據(jù)資料的集成技術(shù)，能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)、穩(wěn)定性和有效性進(jìn)行有效地整合。系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)人員要利用集成技術(shù)整合的數(shù)據(jù)資料，對電力運(yùn)行的狀態(tài)進(jìn)行必要的預(yù)防控制和預(yù)警，以此來保護(hù)電力系統(tǒng)對系統(tǒng)功能的恢復(fù)和處理故障問題，以此，如果智能化調(diào)度系統(tǒng)就可以自行進(jìn)行協(xié)調(diào)和控制了，進(jìn)而高效地完成自己的使命[4]。

4 配網(wǎng)運(yùn)行自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用前景

配網(wǎng)運(yùn)行自動(dòng)化設(shè)備在短短時(shí)間內(nèi)發(fā)展就得到了顯著的變化，促進(jìn)了電力調(diào)度系統(tǒng)過程的發(fā)展。即使對于我國當(dāng)前來說，自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展還是不夠成熟，但是目前的配網(wǎng)運(yùn)行自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)為社會(huì)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)效益做出了很大貢獻(xiàn)，在后面的發(fā)展過程中加快配網(wǎng)運(yùn)行自動(dòng)化設(shè)備的技術(shù)研究，讓配電網(wǎng)自動(dòng)化在全國普及。如圖1 所顯示，基于配電自動(dòng)化設(shè)備生產(chǎn)公司的產(chǎn)量，結(jié)合配電運(yùn)行自動(dòng)化設(shè)備在電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的使用情況，對配網(wǎng)運(yùn)行自動(dòng)化設(shè)備產(chǎn)量的增長進(jìn)行了數(shù)據(jù)預(yù)估。

圖1 配電網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)備產(chǎn)量變化圖

圖1 是2019 年以前的產(chǎn)量增長呈現(xiàn)出上升趨勢，但是在2019 年以后預(yù)計(jì)會(huì)出現(xiàn)下滑趨勢，但是目前總的來說，還是在上升的，由此可見，近幾年來，配電自動(dòng)化設(shè)備在市場上不斷擴(kuò)大，未來也會(huì)隨之增加，但是不是大幅度地增加，而是保持在一個(gè)合理的水平內(nèi)，再對圖2 進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)配電自動(dòng)化設(shè)備在一直增加，由此說明，配電自動(dòng)化設(shè)備的市場需求量在不斷增加，配電自動(dòng)化設(shè)備在電力系統(tǒng)中的使用率越來越高。

5 配電網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展方向

5.1 配網(wǎng)自動(dòng)化功能框架的奠定

在國際供電會(huì)議特設(shè)工作小組在1995 年提出的專題報(bào)告中，如下原則：

1）把電網(wǎng)用戶和功能區(qū)別開來；

2）把計(jì)劃功能和在線功能區(qū)別開來；

3）把運(yùn)行工作和維修工作區(qū)別開來。

電網(wǎng)運(yùn)行、運(yùn)行計(jì)劃及其優(yōu)化、用戶聯(lián)系和控制、維修管理這四個(gè)配電自動(dòng)化劃分四組，但四個(gè)功能是密不可分的，不是分頭行動(dòng)，這樣可以資源共享和互換，在一定程度上確保其控制和管理的一致性。

5.2 集成化、智能化和綜合化是發(fā)展趨勢

在之前的配電網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)施使用獨(dú)立的、單項(xiàng)自動(dòng)化系統(tǒng)的解決方式，像大用戶的遠(yuǎn)程抄表和直接的負(fù)載控制，因?yàn)榕潆娋W(wǎng)自動(dòng)化之間是有著不相同的關(guān)聯(lián)，在很大程度上是無法進(jìn)行滿足的，在規(guī)模擴(kuò)大時(shí)對于資金的合理性使用就會(huì)有所困難。其次，配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)具有復(fù)雜性、綜合性和廣泛性的特點(diǎn)，其中包括設(shè)備和子系統(tǒng)，各個(gè)功能和子系統(tǒng)之間存在不同聯(lián)系，又因?yàn)榕潆娋W(wǎng)自動(dòng)化處于不斷發(fā)展的階段，對于任何一個(gè)企業(yè)來說是不可能做到完全被包攬的。

在饋線自動(dòng)化方面，現(xiàn)有的饋線終端設(shè)備不僅具有常規(guī)的遙測、遙信和遙控的功能，在故障維修、電能質(zhì)量等一些數(shù)據(jù)的檢測上，對于斷路器的監(jiān)視功能上是集成式，可以促使開關(guān)和斷路器的有機(jī)結(jié)合，機(jī)電一體化，成為發(fā)展的新方向。在建設(shè)、運(yùn)行和維護(hù)上的成本有了顯著的下降，提高了供電的可靠性，對此創(chuàng)造了有利的條件。在故障上問題的發(fā)生和恢復(fù)送電上可以縮短停電時(shí)長，想要進(jìn)一步有效地解決這一問題，就需要利用數(shù)字式繼電保護(hù)，饋線自動(dòng)化和DMS系統(tǒng)為基礎(chǔ)。需要三種技術(shù)來進(jìn)行處理：線路故障指示器法、故障距離計(jì)算法和不同路線區(qū)間故障概率統(tǒng)計(jì)法，對這三個(gè)信息結(jié)合進(jìn)行處理。

5.3 技術(shù)和經(jīng)濟(jì)手段綜合利用，改善對用戶的服務(wù)

在電力市場激烈的競爭中，想要穩(wěn)固客源，就需要對用戶的服務(wù)進(jìn)行改善。合理利用科技技術(shù)和經(jīng)濟(jì)技術(shù)手段，改進(jìn)對用戶的服務(wù)，對不同客戶的不同需求給予不同的滿足，對用戶合理、經(jīng)濟(jì)用電、鼓勵(lì)用戶參與和配合電力企業(yè)對供電進(jìn)行管控進(jìn)行合理的指導(dǎo)，給用戶一個(gè)好的使用感和用電選擇權(quán)是當(dāng)前配電自動(dòng)化發(fā)展值得注意的一個(gè)動(dòng)向。

6 結(jié)語

隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，市場需求也越來越大，對電力系統(tǒng)主網(wǎng)調(diào)度與配網(wǎng)運(yùn)行自動(dòng)化的要求也越來越高，要求能進(jìn)行信息上報(bào)以及信息資料的查詢等等，為順應(yīng)時(shí)代的變化發(fā)展，電力也在隨著社會(huì)時(shí)代的發(fā)展變化進(jìn)行更新和轉(zhuǎn)變。對于電力配網(wǎng)的轉(zhuǎn)變，提升了供電質(zhì)量，減少故障產(chǎn)生頻率，提高了維護(hù)檢測的速度，需要對電力系統(tǒng)主網(wǎng)調(diào)度與配網(wǎng)運(yùn)行自動(dòng)化不斷完善、改進(jìn)進(jìn)一步進(jìn)行分析，促使電力系統(tǒng)主網(wǎng)調(diào)度與配網(wǎng)運(yùn)行自動(dòng)化系統(tǒng)更加健全，使運(yùn)行上更加穩(wěn)定、安全、可靠，提高人民群眾的使用感，實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。