電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)技術(shù)探索

摘 要 當(dāng)前，世界各發(fā)達(dá)國(guó)家電力系統(tǒng)輸電網(wǎng)都已經(jīng)達(dá)到較高水平的自動(dòng)化程度。自動(dòng)化控制的電力系統(tǒng)配電網(wǎng)可以增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，同時(shí)又可以提高經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)電力工作者也逐漸重視電力系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)化控制程度，當(dāng)前電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化程度正在逐步提高。配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)就是結(jié)合信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)，由系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理，控制系統(tǒng)中的電力設(shè)備，使其在最優(yōu)模式下工作，即能充分滿足客戶的需求，又能取得最大的經(jīng)濟(jì)效益。文章研究了當(dāng)前電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)，并分析了未來(lái)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】配電網(wǎng)自動(dòng)化 自動(dòng)化 電力系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)技術(shù)

1 電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化簡(jiǎn)介

電力系統(tǒng)配電網(wǎng)在整個(gè)電子系統(tǒng)中處于末端環(huán)節(jié)與用戶連接的那一部分網(wǎng)線，正如人的神經(jīng)末梢一樣，配電網(wǎng)上有較多的設(shè)備、線路錯(cuò)綜復(fù)雜，連于終端用戶，電壓等級(jí)低。配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)就是結(jié)合信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)，由系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理，控制系統(tǒng)中的電力設(shè)備，使其在最優(yōu)模式下工作，即能充分滿足客戶的需求，又能取得最大的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)在自動(dòng)監(jiān)測(cè)電力設(shè)備，在出現(xiàn)故障時(shí)能夠即時(shí)合理進(jìn)行配制，并報(bào)警。當(dāng)前，世界各發(fā)達(dá)國(guó)家電力系統(tǒng)輸電網(wǎng)都已經(jīng)達(dá)到較高水平的自動(dòng)化程度。自動(dòng)化控制的電力系統(tǒng)配電網(wǎng)可以增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，同時(shí)又可以提高經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)電力工作者也逐漸重視電力系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)化控制程度，當(dāng)前電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化程度正在逐步提高。

2 電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)技術(shù)

2.1 面向?qū)ο虻脑O(shè)計(jì)技術(shù)

配電網(wǎng)是按照變電站、饋線、開(kāi)關(guān)或者變壓器以及負(fù)荷分層分布。一個(gè)區(qū)域當(dāng)中包括各個(gè)饋線子網(wǎng)，每個(gè)饋線子網(wǎng)即一個(gè)變電站，每個(gè)饋線子網(wǎng)又包括各個(gè)節(jié)點(diǎn)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)歸屬于一個(gè)管理節(jié)點(diǎn)，并由聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)絡(luò)管理。通常各個(gè)變電站之間的節(jié)點(diǎn)是不能進(jìn)行通信的，因?yàn)橹挥袣w屬于同一饋線子網(wǎng)上的節(jié)點(diǎn)才有通信的必要。但是當(dāng)遇到特殊情況時(shí)，如網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)時(shí)，節(jié)點(diǎn)需要溝通其當(dāng)饋線子網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)時(shí)，就需要通知聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，當(dāng)、當(dāng)聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)允許其通信時(shí)，不同變電站的節(jié)點(diǎn)才可以進(jìn)行通信。網(wǎng)絡(luò)管理節(jié)點(diǎn)在饋線子網(wǎng)上的第一個(gè)子站，該節(jié)點(diǎn)記錄著饋線子網(wǎng)上子節(jié)點(diǎn)的信息，此種設(shè)計(jì)是面向?qū)ο虻脑O(shè)計(jì)技術(shù)，有利于網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)展。

2.2 節(jié)點(diǎn)全網(wǎng)漫游技術(shù)

理論上全網(wǎng)中的每一節(jié)點(diǎn)都有可能與網(wǎng)中其它節(jié)點(diǎn)通信。在自動(dòng)配電系統(tǒng)當(dāng)中，每一節(jié)點(diǎn)都對(duì)應(yīng)著其所在饋線中的一個(gè)管理節(jié)點(diǎn)，與管理節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。如果某一節(jié)點(diǎn)A不能夠與其管理節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，則網(wǎng)絡(luò)會(huì)自動(dòng)自檢節(jié)點(diǎn)，此時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)為丟失狀態(tài)。系統(tǒng)會(huì)改變中繼，由管理節(jié)點(diǎn)去搜索該節(jié)點(diǎn)。當(dāng)管理節(jié)點(diǎn)也不能搜索到該節(jié)點(diǎn)時(shí)，會(huì)報(bào)告給饋線子網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，即完成漫游申請(qǐng)。此漫游申請(qǐng)經(jīng)將匯報(bào)給側(cè)變電站的通信息管理節(jié)點(diǎn)，由此管理節(jié)點(diǎn)對(duì)漫游的新節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重新注冊(cè)。注冊(cè)成功后會(huì)發(fā)通知給配調(diào)中心，由配調(diào)中心通知相關(guān)變電站，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的全網(wǎng)漫游。

2.3 自動(dòng)設(shè)置中繼技術(shù)

在軟件設(shè)計(jì)當(dāng)中對(duì)NDLC中繼節(jié)點(diǎn)設(shè)置了轉(zhuǎn)發(fā)、接收信息的功能模塊，使其即能夠成為一般結(jié)點(diǎn)，又能夠?qū)崿F(xiàn)信息的轉(zhuǎn)發(fā)與接收功能。設(shè)計(jì)中對(duì)于NDLC中繼節(jié)點(diǎn)采用了數(shù)字信號(hào)，信號(hào)可以在網(wǎng)絡(luò)中不失真?zhèn)鬏敚⑶矣捎趥鬏數(shù)男畔⑿　㈩l率低，因此對(duì)于網(wǎng)上通信不會(huì)造成太大壓力。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中任意兩個(gè)相臨節(jié)點(diǎn)間若能實(shí)現(xiàn)通信，則整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的任節(jié)點(diǎn)都可以相互通信。通過(guò)自動(dòng)設(shè)置中繼技術(shù)，在滿足這一條件的基礎(chǔ)上可以解決通信距離問(wèn)題。

3 未來(lái)技術(shù)發(fā)展

未來(lái)，電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化將有以下幾種發(fā)展趨勢(shì)。

首先是逐漸提高電能的質(zhì)量。當(dāng)前，在工業(yè)生產(chǎn)中大量大功率的電子設(shè)備數(shù)據(jù)增多，隨之而來(lái)的是對(duì)電能質(zhì)量要求的不斷提高。當(dāng)前，很多電力工作者都在探索提高電能質(zhì)量的新課題。DSP對(duì)于提高電能質(zhì)量起到了重要的作用。通過(guò)高速數(shù)字信號(hào)處理器可以使系統(tǒng)提高其可靠性與靈活性。同時(shí)可以通過(guò)算法的改進(jìn)，達(dá)到提高電能質(zhì)量的目標(biāo)。

第二，實(shí)施配電網(wǎng)系統(tǒng)保護(hù)。饋線自動(dòng)化把通信作為基礎(chǔ)，實(shí)施配電網(wǎng)全局性的數(shù)據(jù)控制及采集，進(jìn)而使配電高級(jí)應(yīng)用—PAS與配電SCADA得以實(shí)現(xiàn)；還把地理信息系統(tǒng)—GIS作為平臺(tái)，確保了配電網(wǎng)的設(shè)備管理的實(shí)現(xiàn)；同時(shí)PAS、SCADA與GIS的一體化就促進(jìn)配電網(wǎng)自動(dòng)化成為配電網(wǎng)管理與配電監(jiān)控及保護(hù)的全方位自動(dòng)化運(yùn)行管理系統(tǒng)，此方案已經(jīng)成為當(dāng)前配電網(wǎng)自動(dòng)化的主要方案。

第三，分布式小電流接地保護(hù)方案。未來(lái)，完全分布的FTU將會(huì)在探索小電流接地保護(hù)方案發(fā)面綻露頭角。完全分布的FTU具有很高準(zhǔn)確度、較大的承載量，運(yùn)用此技術(shù)可以很容易獲得配電網(wǎng)的整個(gè)電流負(fù)序分量分布狀況，能夠運(yùn)用負(fù)序電流的突變量與小波分析技術(shù)，以使識(shí)別的可靠性及靈敏度有效提高。此種基于配電自動(dòng)化的小電流接地保護(hù)方案有著優(yōu)越的性能，其具有喜人的發(fā)展前景。

（通訊作者：于海芳）

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作者簡(jiǎn)介

張航（1982-），男， 大學(xué)本科學(xué)歷。現(xiàn)在長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)攻讀研究生學(xué)位。現(xiàn)為國(guó)網(wǎng)長(zhǎng)春供電公司工程師，從事配電工作。

于海芳（1976-）女，現(xiàn)為長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)教授。

作者單位

1.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué) 吉林省長(zhǎng)春市 130000

2.國(guó)網(wǎng)長(zhǎng)春供電公司 吉林省長(zhǎng)春市 130000