配電自動(dòng)化系統(tǒng)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

吳廷君　張?zhí)m花

摘要：哥本哈根會(huì)議上，習(xí)近平總書(shū)記代表中國(guó)鄭重承諾2030年碳達(dá)峰，2060年碳中和。經(jīng)濟(jì)發(fā)展將向綠色、低碳化過(guò)渡，帶來(lái)了供能和用能方式的重大變化，而電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變是其中的關(guān)鍵，與這一轉(zhuǎn)變密不可分的是智能電網(wǎng)建設(shè)。配電自動(dòng)化系統(tǒng)作為智能電網(wǎng)中的重要配電環(huán)節(jié)，在整個(gè)智能電網(wǎng)發(fā)展中得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。接下來(lái)本文首先概述了智能配電化系統(tǒng)，而后就配電自動(dòng)化系統(tǒng)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用和發(fā)展進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：配電自動(dòng)化系統(tǒng);智能電網(wǎng);應(yīng)用

引言

隨著世界環(huán)境氣候問(wèn)題的日益突出，以解決此種問(wèn)題的哥本哈根氣候大會(huì)的影響下，世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展向低碳化逐步轉(zhuǎn)變及實(shí)施，尤其在資源利用方式上更是發(fā)生了根本性的改變。在整個(gè)轉(zhuǎn)變創(chuàng)新的迫切需求下，將作為扮演重要角色的電力系統(tǒng)擺在突出位置。電網(wǎng)的建設(shè)思路自然需要發(fā)生轉(zhuǎn)變。建設(shè)以動(dòng)態(tài)方法處理電網(wǎng)狀態(tài)，源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”互動(dòng)調(diào)控的智能電網(wǎng)是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。而配電自動(dòng)化系統(tǒng)作為智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，是智能配電網(wǎng)的重要組成部分。

1.配電自動(dòng)化系統(tǒng)的具體功能

監(jiān)視和控制系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。監(jiān)視整個(gè)電力監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行情況，動(dòng)態(tài)刷新各電氣設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)，支持現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的遠(yuǎn)程（自動(dòng)）控制功能。

監(jiān)視和調(diào)整電能質(zhì)量自動(dòng)。對(duì)整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量和電能可靠性狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)視。記錄擾動(dòng)時(shí)的波形，作為電能質(zhì)量分析和故障分析的依據(jù)。

監(jiān)視和自動(dòng)控制功率因數(shù)。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)男Ч?，智能無(wú)功補(bǔ)償電容器快速補(bǔ)償系統(tǒng)無(wú)功缺額，通過(guò)校正系統(tǒng)功率因數(shù)來(lái)提高電網(wǎng)能效。

高精度的電能計(jì)量。使用高精度、多時(shí)段、雙向計(jì)量的智能測(cè)控儀表，精確測(cè)量系統(tǒng)電能供應(yīng)和用戶電能消耗。

電能消耗統(tǒng)計(jì)和分析。對(duì)電能和需量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，包含不同用電設(shè)備在不同費(fèi)率時(shí)段的電量消耗，可以按照日、月、季度、年的時(shí)間段進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和記錄，提供最優(yōu)用電方案。

電氣火災(zāi)預(yù)防性監(jiān)視。監(jiān)視設(shè)備泄露電流的變化、線纜接頭、設(shè)備連接處溫度的變化，為配電設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)提供依據(jù)，有效預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生，保障用戶財(cái)產(chǎn)的安全。

報(bào)警和事件管理。系統(tǒng)在電能質(zhì)量事件發(fā)生、設(shè)備狀態(tài)改變、電網(wǎng)擾動(dòng)、電氣故障時(shí)觸發(fā)并記錄報(bào)警。

2.配電自動(dòng)化系統(tǒng)在電網(wǎng)中的應(yīng)用成效

負(fù)荷自動(dòng)測(cè)量統(tǒng)計(jì)代替大量的人工測(cè)量測(cè)量，遠(yuǎn)程操控代替人工現(xiàn)場(chǎng)操作，減少運(yùn)行人員工作量，減輕工作負(fù)擔(dān)，提高操作過(guò)程的安全性;挖掘現(xiàn)有一次設(shè)備的潛力，提升設(shè)備的使用效率;實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)的最小范圍自動(dòng)隔離，縮小停電范圍，保障電能供應(yīng)，提高供電可靠性，有可觀的直接經(jīng)濟(jì)效益和間接經(jīng)濟(jì)效益;配電主站可以利用系統(tǒng)附帶的多個(gè)應(yīng)用功能來(lái)分析和管理各項(xiàng)日常事務(wù)。線上集中處理調(diào)度、運(yùn)維、事故等業(yè)務(wù)，使配網(wǎng)管理向著集約化、精細(xì)化、專業(yè)化的方向邁進(jìn)。

3.配電自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)

隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展，未來(lái)電力的發(fā)展模式必然是向著節(jié)約化、自動(dòng)化方向發(fā)展。當(dāng)前階段人們用電需求量顯著提高，在此背景下電力企業(yè)也面臨諸多挑戰(zhàn)。雖然在智能電網(wǎng)中配電自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，特別是一些利益相關(guān)方還需要加強(qiáng)研究，可以融入科學(xué)思維提升改造電網(wǎng)自動(dòng)化，有針對(duì)性地開(kāi)展相關(guān)工作。

4.配電自動(dòng)化系統(tǒng)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用措施

智能電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中配電自動(dòng)化系統(tǒng)是極為重要的組成構(gòu)件之一，其實(shí)施自動(dòng)化控制時(shí)主要通過(guò)配電網(wǎng)信息系統(tǒng)，主要控制的工作范圍有電網(wǎng)運(yùn)行、監(jiān)控與事故處理等。

4.1配電網(wǎng)的策劃應(yīng)用

（1）配電網(wǎng)所需的電源線必須接入環(huán)網(wǎng)，并應(yīng)接入不少于兩個(gè)相應(yīng)的電源。對(duì)于一些集中供電的地區(qū)，有必要考慮建立一個(gè)具有更多電源的供電系統(tǒng)。（2）配電線路的相應(yīng)干線必須分段處理。這樣做的目的是避免某些地方出現(xiàn)異常情況，導(dǎo)致大多數(shù)線路區(qū)域斷電。在這種情況下，配電網(wǎng)的運(yùn)行模式和非條件區(qū)的負(fù)荷可根據(jù)區(qū)段開(kāi)關(guān)的切換進(jìn)行適當(dāng)轉(zhuǎn)換。分段處理的主要規(guī)則是根據(jù)具體情況，或根據(jù)等壓、等長(zhǎng)和等用戶數(shù)的規(guī)則。也有必要考慮投資效益。如果線路長(zhǎng)度在3km以內(nèi)，宜分為三段進(jìn)行處理。如果線路較長(zhǎng)，其區(qū)段不得超過(guò)五個(gè)區(qū)段。（3）如果分段開(kāi)關(guān)是無(wú)斷路器的負(fù)荷開(kāi)關(guān)，可以節(jié)省一些一次設(shè)備的資本投資。

4.2自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用

監(jiān)控系統(tǒng)、主站、通信接口等都屬于自動(dòng)化系統(tǒng)的內(nèi)容，都是不可缺少的內(nèi)容，聯(lián)系相當(dāng)密切，只有互相配合才能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行的目標(biāo)。主機(jī)和監(jiān)控設(shè)備傳遞信息主要通過(guò)該通訊接口進(jìn)行，而后由監(jiān)控設(shè)備通過(guò)鏈路和交換設(shè)備將現(xiàn)場(chǎng)獲取的資料傳遞到主控系統(tǒng)中，為各環(huán)節(jié)通訊暢通奠定基礎(chǔ);若內(nèi)部發(fā)生故障，系統(tǒng)管理主要作用為對(duì)其進(jìn)行有效調(diào)控，通常情況下監(jiān)控管制的過(guò)程中以監(jiān)控獲得的數(shù)據(jù)資料為主，這是系統(tǒng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵;監(jiān)控線路內(nèi)部運(yùn)營(yíng)主要通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)，若出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)系統(tǒng)第一時(shí)間發(fā)出相應(yīng)信號(hào)，便于工作人員第一時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)救和維護(hù)。

4.3 IDS系統(tǒng)應(yīng)用

從普通城市分析，該系統(tǒng)主要包含子站、主站等多單元的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)控制結(jié)構(gòu)。主要是以配電自動(dòng)化為基礎(chǔ)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)將應(yīng)用光纖連接配網(wǎng)終端單元，然后再形成了單環(huán)網(wǎng)，還可連接子站。[4]

目前該系統(tǒng)在冶金行業(yè)、建筑行業(yè)、軌道交通、石油等行業(yè)已經(jīng)得到了充分運(yùn)用，IPDS系統(tǒng)也有利于企業(yè)提高用電設(shè)施、重工業(yè)用電設(shè)備和設(shè)備運(yùn)行效率，從而降低企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本，推動(dòng)企業(yè)的科學(xué)發(fā)展，以此達(dá)到節(jié)能減排目標(biāo)。特別是港口、火車站、飛機(jī)場(chǎng)等來(lái)說(shuō)，電能是基礎(chǔ)設(shè)施也是主要的運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力，通過(guò)運(yùn)用該系統(tǒng)可以降低電能的成本、降低能源的消耗，從而提高運(yùn)行效率。

結(jié)語(yǔ)

智能電網(wǎng)中應(yīng)用配電自動(dòng)化與電力系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)相符合，這對(duì)電力系統(tǒng)而言起到良好的推動(dòng)作用?？茖W(xué)技術(shù)快速發(fā)展，目前我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)逐步變得健全，取得良好的發(fā)展。電力企業(yè)應(yīng)加大研究配電自動(dòng)很系統(tǒng)，積極創(chuàng)新，促進(jìn)系統(tǒng)兼容性不斷提高，為電力行業(yè)可持續(xù)發(fā)展奠定良好的條件。

參考文獻(xiàn)

[1]孟慶焜.配電自動(dòng)化系統(tǒng)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用和發(fā)展[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2020（15）：69-71.

[2]常承鑫.智能電網(wǎng)下配電自動(dòng)化建設(shè)思路探討[J].2013年中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集，2021（09）：112～113.