配電自動化技術(shù)在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

張 健，李 寧，閆彥龍

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現(xiàn)階段，電網(wǎng)的配電系統(tǒng)不斷發(fā)展，過去傳統(tǒng)的配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)無法滿足當(dāng)前的電力需求。自動化技術(shù)在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用已成為主要趨勢。盡管我國的電網(wǎng)配電自動化取得了一定程度的進步，系統(tǒng)性能也有所提高，但總體而言，我國的配電自動化系統(tǒng)尚未實現(xiàn)全面覆蓋。該系統(tǒng)可靠性不夠強，當(dāng)前的管理模式不適合電網(wǎng)配電自動化，這些問題對中國電力工業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了一定的影響。

1 配電自動化的概念

所謂配電自動化技術(shù)，主要是指在電力系統(tǒng)信息收集等功能中增加自動化技術(shù)。智能配電可以為用戶或電力公司實現(xiàn)用戶與電力公司之間的直接通信。換句話說，是為信息處理增加便利的一種技術(shù)。因為，配電管理自動化主要使用計算機技術(shù)實現(xiàn)自動化電力系統(tǒng)信息的處理，這比傳統(tǒng)的配電技術(shù)更安全、更快捷。另外，通信系統(tǒng)的協(xié)作節(jié)省了更多的電力設(shè)備成本。

2 實現(xiàn)配電自動化的必要性

配電自動化主要由電力電子技術(shù)、計算技術(shù)、自動化控制技術(shù)組成，只有將這三種技術(shù)更好的融合才能體現(xiàn)配電自動化的強大作用。在電力電子技術(shù)與配電系統(tǒng)相結(jié)合的前提下，可以保證電子系統(tǒng)的自動化能力，電力電子設(shè)備可以明顯促進電力電子技術(shù)的發(fā)展，電子電力技術(shù)的合作可以更好地節(jié)省電力，也可以為公眾提供高質(zhì)量的服務(wù)。通過電力電子技術(shù)的探索，為電力工業(yè)的發(fā)展提供了更有利的轉(zhuǎn)型條件。

3 配電網(wǎng)絡(luò)和配電自動化應(yīng)用狀態(tài)

作為配電技術(shù)中迅速發(fā)展的新技術(shù)，配電自動化技術(shù)為傳統(tǒng)配電系統(tǒng)帶來了許多便利和優(yōu)勢。傳統(tǒng)配電技術(shù)在融入現(xiàn)代配電自動化技術(shù)之后得到了極大的發(fā)展。

3.1 應(yīng)加強配電自動化的實用性

改革開放后，我國的電力發(fā)展取得了進步，但仍有許多電力技術(shù)相對落后或缺乏經(jīng)驗。例如，國內(nèi)配電自動化的普及率不足10%，而發(fā)達(dá)國家的普及率已超過65%。我國配電自動化的實際速度也很低，其中大多數(shù)是由于技能不成熟，無法掌握實際的應(yīng)用和管理以及缺乏維護技能所致。如今，許多配電自動化設(shè)備沒有發(fā)揮作用或變得閑置，這不僅浪費國民經(jīng)濟資源，而且妨礙配電自動化發(fā)展。

3.2 總體發(fā)展?fàn)顩r不理想，困難較大

目前我國的計算機技術(shù)和科學(xué)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了很高的水平，但是經(jīng)濟發(fā)展水平尚未達(dá)到發(fā)達(dá)國家水平。配電自動化不僅需要科學(xué)技術(shù)，而且還需要全國所有電力系統(tǒng)提供大量資金，進行設(shè)備改進和專業(yè)培訓(xùn)。但目前為止，要實現(xiàn)全面發(fā)展還需要很長時間。

3.3 發(fā)展水平不平衡

當(dāng)前我國相比其他國家來說，電力工業(yè)起步比較晚，相應(yīng)的配套電力設(shè)施配備還不完善，進而導(dǎo)致整體發(fā)電水平就不平衡。由于我國幅員遼闊，不同地區(qū)的電力發(fā)展水平也有很大差距。目前國家電力部門已經(jīng)認(rèn)識到這種不平衡，開始投入大量的資金，培養(yǎng)高質(zhì)量的電力人才，增加電力工程建設(shè)，盡可能地縮小這種電力發(fā)展差距，實現(xiàn)各地區(qū)電力應(yīng)用的平衡。

3.4 配電自動化缺乏實用性

由于國內(nèi)電力現(xiàn)代化的發(fā)展起步較晚，導(dǎo)致技術(shù)相對落后。配電自動化普及率在我國還不到10%，而且缺乏實用性，資源分配非常不合理。例如，許多配電自動化設(shè)備處于閑置狀態(tài)，從而導(dǎo)致配電資源浪費。

4 配電自動化控制過程

配電自動化系統(tǒng)在供電系統(tǒng)中的應(yīng)用主要是對電網(wǎng)進行自動監(jiān)控并收集相關(guān)的運行數(shù)據(jù)。系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)的收集和處理主要基于配電柜單元，數(shù)字測量和控制單元安裝在現(xiàn)場級高壓開關(guān)柜中。中間采用測控單元進行測控，集中供電以提供電能，可以有效減少干擾，提高電網(wǎng)運行的可靠性。另外，使用220V交流或直流屏幕為顯示器供電。開關(guān)的數(shù)量和模擬的數(shù)量在很大程度上取決于變壓器的數(shù)量以及進出變壓器的電線路徑。隔離開關(guān)可以從電流和電壓互感器獲得開關(guān)量和模擬量。變壓器傳輸0至100V的電壓信號和電流互感。設(shè)備的傳輸電流信號為0至5A。設(shè)計配電自動化系統(tǒng)時，通常可以使用通信電纜完成外部工作。根據(jù)使用需求，可以選擇規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到90.8mm，并選擇可以滿足系統(tǒng)要求的計算機屏蔽電纜。連接通訊電纜，所有用戶均可使用。發(fā)送所連接設(shè)備的操作數(shù)據(jù)與相應(yīng)的控制命令以完成設(shè)備的操作，同時將數(shù)據(jù)發(fā)送到主機，并分析和收集接收到的數(shù)據(jù)信號以掌握數(shù)據(jù)。根據(jù)監(jiān)視結(jié)果，可以改善系統(tǒng)的實際運行狀態(tài)和系統(tǒng)的自動控制。另外，配電自動化系統(tǒng)可以管理相關(guān)數(shù)據(jù)存儲的數(shù)據(jù)庫，從而可以查詢電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息。

5 配電自動化在配電生產(chǎn)管理中的應(yīng)用原則

5.1 安全原則

配電自動化主要用于每個人的日常生活。隨著生活水平的不斷提高，對安全性的需求也在不斷提高，因此，電力安全不僅是提高配電安全性，還是反映責(zé)任感的基本標(biāo)準(zhǔn)之一。相關(guān)工作人員需要確保所有人的用電安全以及穩(wěn)定社會秩序。因此，為了確保電力安全，不僅要提高配電的可靠性，而且要增強人們的社會責(zé)任感。

5.2 實用原則

許多配電系統(tǒng)選擇最先進的設(shè)備，但與實際工作不符，無法發(fā)揮最大作用。如果盲目引用，則會浪費資源，增加設(shè)備成本，無法實現(xiàn)最佳的資源分配目標(biāo)。

5.3 創(chuàng)新原則

配電自動化是一個相對復(fù)雜的項目，需要不斷總結(jié)和進一步研究，同時需要順應(yīng)潮流進行逐步調(diào)整和創(chuàng)新，使我國的配電自動化水平能夠與先進國家保持同步。

5.4 可靠原則

自動化管理的另一個功能是強大的可靠性。在快速發(fā)展的今天，人類離不開電子設(shè)備，對電力的需求以及電源的穩(wěn)定性都在不斷增長。因此，在配電管理中，需要提高配電的可靠性，減少錯誤和故障，并提供可靠的管理。

6 配電自動化技術(shù)在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

6.1 信息技術(shù)

信息技術(shù)可以有效地傳輸電力運行參數(shù)測量數(shù)據(jù)信息，并且通過信息收集，隨時掌握遠(yuǎn)程設(shè)備的各個方面。信息技術(shù)也可以有效地應(yīng)用于電網(wǎng)數(shù)據(jù)的分級管理，包括人力建設(shè)、設(shè)備維護與運營、人力調(diào)度、設(shè)計與人力建設(shè)、設(shè)計方案、評估報告等方面，有效減輕員工的工作量，提高了業(yè)務(wù)系統(tǒng)的效率。

6.2 電子配電站和配電終端設(shè)計

電子配電站的任務(wù)主要是協(xié)助主配電站完成其工作，其中部分工作是將監(jiān)控終端收集的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)街髋潆娤到y(tǒng)。主站系統(tǒng)向電子配電站發(fā)送一些命令，然后實現(xiàn)配電系統(tǒng)中線路開關(guān)的遠(yuǎn)程控制。為了使電網(wǎng)的維護人員易于調(diào)試和監(jiān)視電力系統(tǒng)，在設(shè)計電子配電站時特別設(shè)計了人機界面功能，以方便維護人員的操作。在整個電網(wǎng)配電系統(tǒng)中，主配電系統(tǒng)和電子配電站系統(tǒng)在設(shè)計邏輯上基本彼此獨立。這樣，可以有效減少電網(wǎng)配電系統(tǒng)的響應(yīng)時間，可以改善電網(wǎng)的配電系統(tǒng)。為了進一步降低成本及施工難度，通常使用電子配電站來遠(yuǎn)程控制整個配電系統(tǒng)并解決問題。

7 配電自動化管理

在管理工作中，應(yīng)注意合理設(shè)置傳輸路線，以防止泄漏，并通過自動化的管理程序及時糾正和更新數(shù)據(jù)，同時進行監(jiān)控。

7.1 數(shù)據(jù)信息

配電自動化的基本功能是信息數(shù)據(jù)管理，它對應(yīng)一個龐大的數(shù)據(jù)庫，管理數(shù)據(jù)庫收集、分析和存儲分發(fā)過程中生成的所有數(shù)據(jù)。然后，員工和系統(tǒng)工作不受空間和時間限制，并及時糾正、檢測和分類更改信息。

7.2 安全性

在配電自動化過程中，有必要根據(jù)實際使用情況合理分配和設(shè)置線路，以有效防止過電壓引起的短路問題。在構(gòu)建配電自動化系統(tǒng)時，將使用多個饋線以確保線路安全。在發(fā)生線路故障的情況下，可以將線路壓力及時分配給另一個供電設(shè)備，這可以有效地確保用戶的安全性和穩(wěn)定性不受線路故障的影響。

7.3 加大電網(wǎng)更新力度

根據(jù)配電自動化系統(tǒng)的需求，有必要加強電網(wǎng)改造，使電網(wǎng)能夠保障高效、安全的供電質(zhì)量。配電自動化系統(tǒng)的最大優(yōu)點是可以避免故障的發(fā)生和快速處理電力問題，從而達(dá)到配電自動化系統(tǒng)的實際應(yīng)用效率，及時更新切換電網(wǎng)的互連容量和饋線的結(jié)構(gòu)。

8 配電自動化應(yīng)用發(fā)展趨勢

通過總結(jié)配電自動化系統(tǒng)的優(yōu)勢，最終目標(biāo)是減少由于缺少電力設(shè)備、系統(tǒng)和技術(shù)而造成的損失。以確保電力設(shè)備的穩(wěn)定運行并提高用電的可靠性。它還可以優(yōu)化現(xiàn)有電力設(shè)備的外觀，提高線路電源容量并減少出現(xiàn)問題的可能性。這不僅減少了空線上的資本投資，而且減少了設(shè)備維護成本和故障維護成本，進而降低了運營成本。盡管電源系統(tǒng)存在問題，但可以大大改善電源容量恢復(fù)的響應(yīng)時間，實現(xiàn)配電管理中配電自動化的社會和經(jīng)濟利益。

8.1 通信優(yōu)化

當(dāng)前的分配通信方法包括無線、光纖、載波和電纜。每種方法都有不同的可靠性、安全性和覆蓋范圍。未來對現(xiàn)有通信方式的優(yōu)化將使現(xiàn)有通信方式更加科學(xué)合理，并得到充分利用。

8.2 增強用戶體驗

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和電力技術(shù)的發(fā)展，未來配電自動化系統(tǒng)也將發(fā)展，在滿足用戶需求的同時，還將提高電力系統(tǒng)自動化服務(wù)的性能。盡可能滿足各種供電情況的需要，并在供電過程中保持電壓的穩(wěn)定性，使用戶可以享受供電安全。

隨著時代的發(fā)展，配電系統(tǒng)自動化的發(fā)展將越來越完善，越來越受歡迎。未來的發(fā)展將更加智能和全面，可以及時解決在電力應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)的問題，從而在根本上減少經(jīng)濟損失。通過電力系統(tǒng)的發(fā)展和智能技術(shù)的進步來降低成本，進而實現(xiàn)安全和經(jīng)濟。未來，對配電系統(tǒng)自動化技術(shù)的要求會越來越高，在電力系統(tǒng)中采用的先進技術(shù)來充分保證用戶的電能質(zhì)量。

9 結(jié)束語

我國的自動化配電技術(shù)起步較晚，仍然存在很多問題。為了解決這些問題，相關(guān)公司應(yīng)該積極提高管理人員水平，建立電力安全管理體系。構(gòu)建質(zhì)量可靠、安全、優(yōu)質(zhì)的電力供應(yīng)系統(tǒng)。配電自動化的開發(fā)是配電系統(tǒng)開發(fā)的重中之重，配電自動化可以促進電力供應(yīng)商的快速發(fā)展，提高公司的整體競爭力和市場份額，并節(jié)省公司的時間和人力。通過發(fā)展更有效的管理和運作模式，以促進社會發(fā)展和生產(chǎn)力發(fā)展，為國家電力工業(yè)的發(fā)展做出貢獻。