電力系統自動化配網智能模式技術分析

劉彬

摘要：電力生產、運行以及管理系統的自動化程度不斷加大，配網的數字智能化水平也隨之日益提高，新技術在配網中的巧妙靈活運用助推了配網建設和管理的智能化。文章從配網智能系統建設和智能模式的應用兩方面對配網的智能模式進行了技術分析和探討，希望能給技術研發提供方向性思考。

關鍵詞：電力自動化；配網；智能模式；技術分析

電力系統中配電網的高效、有序運行是供電可靠性和安全性的基礎保障，把停電時間縮短到最小才能實現電力企業經濟利益的最大，這就要求電力系統的配網組建中不僅要注重電能的穩定、安全，也要考慮綠色環保和運營手段的靈活變化，為數字化智能模式的技術研發和推廣使用提供了契機，從用戶的利益訴求研究配網管控的智能技術，是社會科技進步以及市場競爭的大勢所趨，也是電力行業謀求經濟利益最大化和實現長久快速發展的必經途徑。

1 配網智能系統建設

1.1 數據維護和終端管理。

自動化配電系統的基礎技術支撐是GIS，把配網系統數據接口和GIS運行環境加以優化，使GIS中的圖形參數能夠實現增量模型和全模型的自動導入與輸出，確保初始數據的質量，進而可減少對圖形數據的重復維護。選配設備終端時其供電模式宜選用混合模式（電池+系統供電），以減免突然斷電或者電源更換對系統帶來的干擾。

1.2 智能調度。

首先是對風險隱患的監測預警及智能報警。借助于數據實時搜集平臺以及配網模型結構，按照預先制定的運行計劃和檢驗校核程序設置對配網潮流負荷等典型數據實行智能化自動校核，精準判別系統有無超負荷工作等不良現象存在，對停電計劃各時段有無沖突作出全面診斷，分析研判配網薄弱點的預設是否存在漏洞及風險等，為系統的日常運行管理提供自動化輔助。智能校驗給系統運行方案的合理制定提供了基礎的參考數據；對設備停電的關聯校驗降低了不必要重復停電對供電系統穩定性的不良影響。

其次是程序化控制和自愈復電技術。停電、閉環轉電以及復電是配網系統典型的操作程序，一方面，按照網絡拓撲結構以及安全性自檢的制度，應加強配網智能模式下運行狀態校核以及邏輯判斷的防誤機制，把多種操作項目整合成統一集中的操作任務，并將人工操作轉化為智能控制，提高工作效率的同時降低人工誤操作引發事故的概率；另一方面，加強配網系統發生故障后的自愈復電能力，對終端故障判別、指示以及主站邏輯判別等進行自動化設置，實現對故障的定位與隔離，從系統負荷以及自動化的程度高低以及應急預案等實際出發，由系統自主選取合適的處理手段，待故障排除之后自行執行復電程序。

最后是配網監測系統要具有可定制功能。與傳統電網監測方式不同，自動化配網智能模式下監測功能要以用戶的實際訴求為導向，實現監測功能的可個性化定制。這就要求配網接口及圖形參數在配網系統內要統一標準，自主網到配網實現供電和保電拓撲網絡的無限搜索以及電源網點之間的搜索，對于搜索結果要自動加工成網絡關聯圖加以顯示，并進行拓撲著色，提高配網監測的可視化和智能化程度。

1.3 配網數據的深度挖掘。

一方面要搭建實時更新的數據庫和運行平臺，對系統來源不同的圖形、模型等數據進行實時搜集、更新和加工整合，創設信息服務集約化、開發環境集成化的開放體系。數據庫及平臺要兼有數據搜集和加工整合的綜合功能，進而為更高級別的應用軟件提供充足的源數據，以利于網絡模型的創建以及圖形數據的維護；另外運用多元化的表現手法以及靈活多變的調度機制對動態數據實施更加豐富的展現和處理完善。

另一方面，系統要對負荷的實時特性具有綜合分析能力。對不同類型供電負荷的特點及規律進行細致的分析和總結，為電力管理及營銷決策提供極具參考價值的數據支持，實現劃分供電高峰及低谷的科學性及實用性，把系統接入方式和市場營銷手段不斷優化提升，進而提高企業形象和管理水平。

2 智能模式應用

2.1 集中智能模式

該模式下自動化配網工作重點在于把系統檢測出的設備或者線路故障的具體信息經過斷路器等特定設備傳送到主站的控制系統，經過專業算法及嚴謹分析確定故障發生的準確位置，借助配網中拓撲網絡的控制功能以及對應的控制裝置實現對故障的隔斷。該種智能模式把負荷過載、網路損失等各項不良影響因素進行了全方位的綜合考慮，以主站高度科學化的分析計算為基礎，制定出過載緩解以及網損恢復等行之有效的解決方案和措施，也就是利用控制開關等具體的設備裝置對負荷實現轉供，該方法具有極強的普適性，不僅能用于構造形式不同的配網，還能用于線路多重故障的排除及修復。該種智能模式具有較高的先進性，特別適宜在架空線路以及環網結構中使用。

優點分析：（1）當配網系統中發生故障時的工作形式和正常狀態下的工作形式均能以自動化的調度手段實現靈活且具有針對性的優化，同時也能按照管理人員的操作指令在系統內部預設的程序下穩定運行；（2）準確搜集配網中所有用戶的用電狀態（用電端口數量、電壓以及電流等）的信息以實時數據的形式發送到主站控制系統，使主站實施遠程控制的措施更加精準無誤，保障上下通信渠道通暢及命令傳輸的及時性；（3）具有與無功電壓補償裝置、配電檢測計量終端等配網組件之間良好的兼容性，為配網發揮自動化的無功控制作用提供方便；（4）集中智能本身具有對故障進行自動判別和切除的自動化功能，為把故障影響和損失減到最小，適宜與繼電器等保護設備聯合并用。

2.2 分布智能模式

該種智能模式多用在配網發生故障之后的處理環節。配網產生故障后需要在第一時間進行搶修，否則將會導致設備損毀、經濟損失甚至是人員傷亡。然而由于自動化的配網本身擁有故障判別、定位以及隔離等功能，能夠對配網網絡實施重新架構，使得技術操作步驟簡化許多。該種智能控制模式最主要的裝置是以FTU將多個斷路器相連接形成的分段器（或者分段開關），分段器的重合功能發揮著重要作用。按照工作原理不同可細分為電流計量型開關和電壓控制型開關。前一種開關以故障電流引發分段器的開閉次數來判定故障發生的區域，后一種開關以主站分段器首次產生故障電流到第二次產生故障電流之間的時間間隔來判定故障發生的大致區域。

缺點分析：（1）對配網系統、用戶終端沖擊很大，對故障的處理速度和恢復供電的效率偏低；（2）要不斷更換主站的速斷定值以及重合閘的設置，參數更改頻繁，尤其在多支路或者多電源等復雜配網中，參數整合的難度很大；（3）在一條線路中上重合器與下重合器之間動作的選擇性較差。

3 結語

電力系統的自動化程度伴隨科技研發和推廣得到了快速提高，其中配網工程的智能操控模式在多種新型信息技術的推動下也獲得了前所未有的提高和強化，在技術的實踐和應用中不斷尋求技術突破和創新，加快技術更新的步伐，才是電力企業增強在電力市場中競爭力以及塑造行業口碑、打造成功企業形象的關鍵措施。