電力系統自動化技術在配電網運行管理中的實踐研究

解金鋼

（國網安康供電公司，陜西 安康 725000）

0 引 言

國家電網中的一個核心概念就是配電網，配電網的職責主要是保證電能的有效傳輸，一旦配電網出現問題，將會造成整個電能傳輸出現較大問題，間接導致用電故障甚至出現電網崩潰等諸多問題。但是，配電網的管理仍然存在許多問題，比如，配電網是一個龐大的系統，具體到每一段的配電線路尤其是偏遠山區，配電線路的長度長、安裝困難，管理起來更加困難，不能實時有效地監控配電線路的電能傳輸情況，給用電安全和方便快捷的用電體驗帶來了一系列的挑戰[1]。因此，為了極大提高配電網運行的效率，將電力自動化技術引入配電網的運行管理中，通過電力自動化解放人力物力，實現資源的節約和有效利用。

1 配電網運行管理存在的問題及配電網自動化建設意義

1.1 配電網運行管理中存在的問題

配電網的運行與配電線路的運營緊密結合在一起。由于配電線路較長，如果某一段配電線路出現線路老化或者由于不可抗因素造成線路損壞而沒有及時發現，將會給用電安全帶來極大隱患。因此，需要引入一個系統監管冗長的配電線路，提高總體的安全性能。另外，存在配電網運行程序運行延遲現象。一個好的輸電系統要精準進行輸電，如果由于傳輸效率等導致居民或者企業沒有及時有效收到電，那么造成的損失將不可估量。現階段，配電網運行是多個獨立系統協同工作，有時很難保持長時間多個系統聯合穩定工作，因此易導致運行效率低下。這些問題是配電網運行管理中的一些突出問題。

1.2 電力自動化系統技術實現配電網自動化的意義

1.2.1 提高供電質量

引入電力自動化系統技術后可以實現多個系統的聯合控制，使整個配電網系統的運行更加智能化。這個過程中配電網的運行是一個動態過程，是一個將電能、頻率以及數值之間相互轉換的過程。通過自動化系統可以實現三者的自由轉換，極大地提高了運行效率，從而可以減少電路傳輸過程中的損失，提高供電質量。

1.2.2 有利于提高供電的經濟性

一個好的自動化系統主要通過可靠性和經濟性進行評價。通過引入電力自動化系統，可以極大提高供電過程中的智能化，在供電過程中可以及時篩選出正常運行的配電線路和已經出現故障的配電線路，從而避免電能的浪費。另外，引入電力自動化系統后，可以增加補償電容器，防止電線老化造成安全隱患。它可以在發生安全隱患時自動進行補償，防止出現因為電源老化造成線路崩潰甚至引發火災等情形，從而提高配電網供電過程的經濟性。

2 電力自動化系統在配電網運行管理中的應用原則

2.1 安全性原則

由于電力自動化本身是高危險的，并且配電網在運行過程中易存在隱患，因此將電力自動化系統引入配電網運行管理過程要注意是安全。安全無小事，引入過程中需要做大量的安全試驗，從而不斷改進技術，進行科學有效的設計，提升配電網的安全性能，更好地實現配電網運行管理的安全性。

2.2 可靠性原則

供電可靠性是配電網運行管理必須重視的問題。如果一個線路在運行過程中不可靠，會造成大量的故障隱患，導致配電線路在傳輸過程中出現故障。由于配電線路較長，很多時候如果某一段配電線路出現故障將很難排查到，不僅花費大量的人力物力，也不利于系統長期有效的運用。

2.3 實事求是原則

電力自動化系統的種類繁多，而且由于現階段科技的不斷發展，自動化水平越來越高。但是，并不是自動化水平越高的電力自動化對配電網的運行管理就越好。需要根據每個地區的實際情況進行選擇，遵循實事求是的原則。通過貫徹實事求是的原則，讓電力自動化系統更好地服務于配電網的運行管理。

3 電力自動化系統技術在配電網運行管理中的應用

3.1 配電網數據采集和監控功能實現

本系統主要通過站控層的數據采集器，由專門的數據采集員利用采集器上的傳感器，通過控制柱上開關，并且結合終端系統上配變檢測終端單元的配合傳回數據。傳回的數據主要通過配變檢測單元傳遞，可以將回路完整的遙測量及其計算量裝置的工作狀態傳遞給站控層[2]，如圖1所示。

圖1 配電網自動化數據采集傳遞

從圖1可以看出，電力自動化系統在配電網中的運行主要包括現地層、通信層以及站控層，其中站控層起著中央控制傳輸的過程，不僅可以實現數據的采集，還可以實現監控功能。監控功能主要是應對突發情況如突然的停電情況。停電主要是由于設備的故障導致的停電，還有應對突發情況導致人工計劃檢修停電。

設備故障停電采用電力自動化系統可以更好地檢測篩選故障線路，通過疑似故障點，將所有故障點系統進行自動統計，并且傳遞給站控層，然后對其進行監控，且站控層發出指令自動隔離這些故障點，直到排除故障點并且修好，才重新恢復電能的傳輸。這樣極大增強了電能傳輸效率，可以發揮自動化系統的精準確定的優點，實現實時監控，減少篩選的時間和資源的浪費。

3.2 配電網自動化系統數據庫的實現

配電網的工作過程中是一個龐大的數據收集與整理過程，如果沒有一個有效的系統數據庫支持，將會造成大量數據丟失或者數據混亂。本文研究的配電網自動化系統數據庫采用當前比較先進的分布式實時數據庫C/S結構商業數據庫[3]，具體結構如圖2所示。

系統采用EB技術實現實時數據、設備臺帳數據、GIS圖形數據的共享，將配網數據在供電企業內部網絡甚至在Internet上發布，真正做到了配電自動化系統與MIS系統的無縫連接，完成了SCADM、DMS、GIS等傳統封閉獨立系統向真正的開放性系統的轉變，實現了數據的實時調取和收集，并且這個過程中數據之間不會相互干擾，避免了數據之間產生交集造成數據混亂的情況。

圖2 配電網自動化系統數據庫結構圖

3.3 配電系統自動化性能測試結果分析

在對系統進行設計后，需要測試整個系統的性能，從而保證電力自動化系統可以應用在配電網運行管理中，實現可靠性的分析。本次測試選擇在眾多節點中隨機選取兩對節點，分別做1和2編號，通過迭代的方式進行系統計算，迭代次數為2，具體結果如表1所示。

對電壓進行測試的10組數據，如表2所示。自動化系統應用于配電網十分有效，達到了精度要求。

表2 隨機取10個節點測電壓數據

4 結 論

綜上所述，本文主要通過對電力控制系統應用于配電網運行中實現自動化管理為目標，通過實踐研究進行設計，實現功能的準確性和數據的收集監控，從而排除隱藏的故障點，實現整個系統的更好運行。