強化電力系統及其自動化施工技術思考

史曉宇

摘 ?要：文章針對三種新型自動化技術進行分析，并圍繞電氣自動化技術、配電自動化技術、電網調度自動化技術、變電站自動化遠程運維四個層面，探討了自動化技術在電力系統施工及運維中的具體應用，以期為電力系統建設提供參考。

關鍵詞：電力系統;自動化;遠程監控

中圖分類號：TM76 ? ? ? ? ?文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）31-0160-02

Abstract： This paper analyzes three new automation technologies， and focuses on four aspects： electrical automation technology， distribution automation technology， power grid dispatching automation technology and remote operation and maintenance of substation automation. This paper discusses the specific application of automation technology in power system construction and operation and maintenance， in order to provide reference for power system construction.

Keywords： power system; automation; remote monitoring

引言

電力系統自動化涵蓋發電控制、電力調度與配電自動化三個層面，強調依據應用場景、用電需求的差異實行電力資源的合理配置與優化調度，為生產生活用電提供支持。自動化施工技術主要指利用信息技術手段，針對電力系統的運行與維護過程進行動態監控，提高施工質量與管理水平，實現智能電網建設目標。

1 電力系統施工的自動化技術

1.1 低壓無功補償

低壓無功補償是提高電網功率因數的自動化技術，能夠有效降低設備運行故障概率，提高設備的安全可靠性、節約運行成本。例如當前在配電網中常在變壓器低壓側安裝JKWB型配電監測無功補償裝置，利用這種智能型負荷開關元件既能夠針對電網進行無功補償，提高電網功率因數、降低線損，同時也能夠實現對電網電壓、電流等指標的實時監測，為低壓配電管理提供技術支持[1]。

1.2 自動化調度

自動化調度技術主要體現在兩個方面：一方面是配電管理自動化，利用信息管理系統實現對配網信息的自動收集與處理，提高電網自動化控制水平;另一方面是饋線自動化，依托FTU實現對配電運行數據的收集、傳輸與分析處理，并且提供運行狀態檢測、故障自動隔離等功能。

1.3 故障診斷處理

故障診斷技術主要利用電力自動化技術實現對設備的識別與生產過程監控，當線路上某一設備或環節出現故障問題，可自動完成故障定位與診斷分析，并發出警報信息，有效提高電力設備故障診斷與處理效率，降低經濟損失。

2 自動化技術在電力系統施工及運維中的具體應用

2.1 電氣自動化技術

2.1.1 人工智能技術

以往電力系統故障檢查與排除環節涉及到較大的工程量，部分情況下需針對整體電網中的各環節進行檢查，在成本控制與供電可靠性方面存在嚴重缺陷。而基于人工智能理念可為電氣工程自動化提供技術支持，在電力系統發生故障后由饋線自動化終端FTU進行故障自我診斷與檢查，通過串口485/232連接DTU終端，并經由基站、路由器將故障信息上傳至監測中心，由監測中心在短時間內快速響應、根據故障信息判斷具體的故障問題，以此為電力系統故障檢修維護作業創設便捷條件，促使運維工作效率大幅提升。

2.1.2 仿真模擬技術

以往在電力系統建設環節，需在實驗室開展電網運行數據的仿真試驗與模擬信息，待確認數據及信息符合建設標準后，方可進入到后續建設環節。而通過引入仿真模擬技術，基于TCP/IP協議即可將采集到的數據信息經由Internet上傳至終端設備，利用終端設備智能系統中的仿真技術進行電網運行數據的審核評估，既有助于節約電網建設與運維成本，同時也能夠為電力系統創設安全防御機制，維護電網的安全可靠運行。

2.2 配電自動化技術

2.2.1 配電主站系統

主站系統建設是配電自動化應用的重要基礎，應以配電網運行調度與生產指揮作為主體對象，建立配電網調度控制一體化平臺（如圖1所示），拓寬配電信息覆蓋面、強化功能模塊整合應用，滿足電網分析、配調運行、配電SCADA、饋線自動化、綜合停電管理等功能需求，并且實現新能源接入、配電可視化等智能功能。

2.2.2 FA處理方式

通常針對配電主站/子站與終端間具備主從通信條件、開關設備帶有電動操動機構的配電線路，應采用集中型全自動FA方式;針對配電主站與終端間不具備通信信道、開關設備無電動操動機構的線路，可采用集中型半自動FA方式;針對FTU間具備對等通信條件的線路，可采用就地型智能分布FA模式;針對FTU間不具備通信信道條件、在配電網架與一次設備間具備雙電源供電手拉手條件的線路，可采用就地型重合器FA處理方式，有效提高FA效率[2]。

2.2.3 信息交互共享

由于配電網涉及到的信息量較大、業務環節眾多，因此需基于IEC61968標準引入信息交互總線，基于“源端維護，全局共享”原則進行不同應用領域的信息整合、交互與業務集成，確立統一的數據交換模型、規范數據接口，推動配電網的智能化、交互性建設。

2.2.4 配電終端設計

在配電終端設置上，應結合配電網網架結構特征、承載設備類型、用戶用電需求等因素進行配電終端的選用與配置，針對架空線路聯絡開關、配電室等關鍵節點采用“三遙”配置方式，針對分支開關等一般性節點可采用“兩遙”或“一遙”等配置方式，并且選取真空斷路器、故障指示器等布設在分支線上，進一步拓寬配電自動化的應用與覆蓋范圍，提高電網搶修、運維調度等環節的技術與性能指標。同時，在配電終端取電方式的設計上，可采用超級電容、蓄電池自動活化等技術手段，保障終端的實用化與可靠運行;在終端標準化設計上，將DTU、光纖配線架等整合在同一屏柜內，進一步提升安裝施工效率。

2.3 電網調度自動化技術

基于SVG技術提供電氣模型信息，技術人員在獲取到信息后可建立圖形與CIM對象間的映射關系，便于在自動化系統內完成圖形設置，并且利用SVG技術提供私有屬性信息，基于源系統完成圖形導入、導出操作。技術人員通過利用SVG元素、電氣模型、私有屬性三類信息，可在自動化系統中實現對多種電氣器件的圖元描述與可視化處理;同時，可采用SVG技術中的拓展標記語言進行電力系統數據信息的實時處理，依據獲取到的最新裝置信息完成實時數據的解讀，并進行圖形信息的更改，提高電網調度自動化運行效率;此外，還可利用.wav或.mp3格式的文件進行報警提示，由技術人員通過設置資源定位符、調節報警功能參數，可在觸發“開始”鍵后自動播放音頻文件，由系統依據報警等級自動配置故障處理措施，保障電網調度自動化系統的靈活性與安全可靠性。

2.4 變電站自動化遠程運維

基于GSP協議建立變電站自動化遠程運維體系，遵循“安全分區、網絡專用、橫向隔離、縱向認證”原則進行安全管控系統架構的設計，在主站、子站分別建立三層結構，其中通信層為電力調度數據網，協議層為通用服務協議，應用層包含運行監視、組態配置、設備管理、維護操作、異常診斷五類應用模塊，依托權限認證、USB Key、安全標簽與縱向加密裝置實現服務安全管控，保障遠程運維人員身份的合法性。利用全景仿真技術搭建起遠程運維系統的測試環境，采用GSP一致性測試客戶端工具進行各接口的集成處理，針對遠程運維子站的各項服務接口分別進行GSP服務端肯定性測試、否定性測試、應用功能測試以及專項測試，驗證該系統具備應用可行性，可將主站、子站信息交互的響應時間控制在10s內，且滿足多個客戶端并發調用需求，流量峰值可達10Mbit/t[3]。

3 結束語

在智能電網建設持續深入推進的形勢下，電力企業應牢固秉持創新驅動發展目標，依托人工智能、自動仿真、SVG等技術手段提升電力系統自動化運行水平，更好地提高電網整體效能。

參考文獻：

[1]李洪領，趙懷臣.電力配電系統自動化存在的問題與解決措施[J].百科論壇電子雜志，2019（02）：602.

[2]梁毅剛.淺談電力系統及其自動化施工技術存在得到問題及措施[J].中國設備工程，2019（14）：190-191.

[3]馬群.探析電氣工程及其自動化技術下的電力系統自動化發展[J].建筑工程技術與設計，2018（16）：4119.