電力系統配電網自動化的前景方向探究

賈沈翔

（國網江蘇省電力有限公司泰州市姜堰區供電分公司）

電力系統配電自動化具有電力系統故障分析功能、電量與功率控制功能、配電實時性監控的功能等，可增強配電管理的效率，預防電能損失的問題，推動電力系統的安全可靠運行。因此，在電力系統配電網運行的過程中應重點采用自動化技術，并且在未來發展的進程中不斷完善和優化配電網自動化系統，為其后續的可持續進步夯實基礎。

一、電力系統配電網自動化分析

電力系統配網自動化主要就是采用先進的計算機技術、電子通信技術與自動化技術等提高配電網的自動化水平，借助此類技術全面監控配電網的運行狀態和安全事故，智能化進行配電網的維護，確保系統的安全穩定運行，降低故障問題發生率，減少人力資源、財力資源和物理資源的投入，提升系統的運行效率。同時，自動化技術的應用還能自動監測配電網系統的故障問題，提升系統管理的效率和效果，為電力系統的健康穩定發展和配電網的安全運行提供基礎保障。

二、電力系統配電網自動化功能

目前在電力系統配電網自動化發展的過程中，能夠實時性采集和收集配偶點位運行的各類數據信息，利用現代通信技術將數據傳輸到管理系統和數據庫系統，全面研究和分析數據信息之后判斷配電網的運行情況，及時發現故障問題和安全問題，及時作出應對。同時自動化技術的應用，還能實時性監測用戶的電力計量裝置數據信息和運行現狀，預防發生竊電的問題、偷電的行為。另外，自動化技術的應用還具備擴充性的特點、開放性的特點，可以準確、快速識別出配電網系統內的故障電流，按照故障電流的特點和具體狀況，針對性進行故障問題的控制，使得配電網能夠良好運行。

1.控制功率與電量功能

配電自動化不僅具備電量控制功能，而且可以實現科學控制配電功率，這也是配電自動化系統眾多功能中最為基礎，也最為核心的功能。

2.實時監控功能

實時監控系統，可以對電網系統當中的線路開展實時檢測工作，掌握線路的實際負荷情況以及實時運行情況，有效預測當中的安全隱患，確保整個電網系統始終處于正常運轉、安全運轉狀態。與此同時，借助監控系統還可以精準掌握、科學管控終端用戶的操作情況，通過電表監控功能可以有效發現竊電行為，以此避免電能流失所帶來的損失。

3.故障處理功能

電網自動化系統具備配電線路故障檢測與故障排查功能，當電路系統出現問題時，可以及時開展檢測工作，并且將檢測信息精準反饋給電網系統控制臺。同時，還具備一定的自動修復能力，這項功能主要通過故障控制器完成。故障控制器DDR 可以應對各種惡劣的自然環境，在各種自然條件下做好故障排查工作。

4.科學檢測電能損失

電網自動化系統可以有效檢測，并且精準核算線路電能損失。科學做出調整，探索更加優質、更加高效的線路運行模式，從而有效降低電能損耗，保證供電公司的經濟收益。

5.拓展功能

配電網自動化系統具備節點連接功能，可以在基礎節點的連接處完成拓展。當配電網需求量擴大時，可以通過增設硬件設施的方式完成設備功能擴展，并且通過連接軟件方式將新的節點匯入到原有的互聯網當中，實現電網拓展。

三、電力系統配電網自動化發展歷程

1.自動化模式現狀

電力系統運行過程中主要涉及到發電環節、輸電環節和配電環節，配電網是整體電力系統為電力用戶提供服務的重要環節，是電力輸送連接用戶的終端。只有積極采用先進的技術和現代化的管理方式，才能最高程度上利用和配置配電網的資源，提高配電網的運行水平。而配電網的自動化發展就能夠通過各類先進技術和現代化的手段，增強配電網運行管理的效果，當前多數地區已經開始進行配電網的自動化建設，制定了配電網的自動化模式，例如：構建饋線自動化配電的模式，遠程性、實時性對饋線分段開關進行監督控制，監測聯絡開關的實時狀態，了解饋線電流的情況，結合監測和監督結果自動化進行饋線開關的操作，提升饋線處理的有效性。此類模式網架的結構非常科學，設備容量的設置也十分合理，能夠靈活應用饋線開關和配電網的各類設備，預防出現饋線管理和調控的問題，完善配電網調配和管理功能。

2.自動化發展的歷程

我國在20 世紀90 年代就已經開始研究配電網的自動化技術，為城市電力配電網的改造和升級提供技術支撐，多數城市已經建設配電網自動化系統。隨著21 世紀的到來，我國開始重點進行城鄉電力配電網的改造，采用先進的自動化技術提升故障診斷的速率、故障隔離的速率、自動化恢復供電的水平。2004 年我國供電企業已經開始進行配電網自動化的建設，為自動化技術的推廣和應用夯實基礎。2009 年我國相關部門下達了關于配電網自動化建設的指示、互動化的標準，明確了配電網整體的自動化建設和發展目標，促使自動化技術在配電網領域中的推廣和應用。從整體的層面而言，配電網自動化建設與發展經歷了以下三個階段：其一，以自動化開關設施為基礎進行系統的互配，能夠自動化進行故障問題的隔離，快速解決故障問題，使得區域范圍內能夠快速恢復正常供電，例如：在配電網中采用自動化的重合器設備、分段器設備，增強故障隔離和供電恢復的效果；其二，以FTU 系統和現代化通信技術為基礎的自動化技術應用，可以進行配電網的遠程監控，將FTU 系統、通信系統、計算機系統等有機整合，提高自動化技術在配電網領域中的應用有效性；其三，自動化技術高級應用的階段，能夠自動化、智能化進行配電管理，提升配電網調控和管控的智能化程度，在高級應用軟件的支持下，改善自動化技術的應用現狀。

雖然我國電力系統配電網自動化經歷了多個階段的升級和改造，但是由于目前自動化技術的應用存在問題，難以全面發揮自動化系統和技術的應用功能、應用作用，導致配電網的自動化升級和改造止步不前。因此在未來發展的過程中，應重點結合電力系統的配電網自動化發展需求、特點等，增強技術應用的規范性與合理性，充分發揮自動化技術的功能和價值，促使配電網自動化的良好發展。

四、電力系統配電網自動化發展前景方向

由于目前我國電力系統配電網的自動化發展存在問題和不足，有著一定的發展空間和前景，因此在未來發展期間應重點探討和分析如何增強配電網的自動化建設水平，促使配電網自動化系統的良好運行、穩定發展。主要的前景方向為：

1.自動化功能實現的前景方向

電力系統配電網自動化發展的過程中，有著自動化功能實現的潛力和前景，因此未來發展應重點尋求能夠實現配電網自動化功能的措施，提升自動化系統的發展水平和運行成效。

（1）故障檢測功能的發揮

配電網自動化運行期間的功能眾多，在多種功能共同作用下能夠使得配電網運行水平有所提升，尤其是自動化系統的故障檢測功能，能夠自動化全面性檢測配電網是否存在故障問題，使得相關管理部門能夠按照自動化檢測結果快速有效解決故障，提升配電網運行的穩定性，確保供電的質量和連續性。因此在配電網自動化系統未來發展的過程中，應著重關注故障檢測功能的發揮，例如：自動化系統實時性監測配電網的運行狀態，一旦發現有故障隱患問題，就可以利用數據處理模塊進行告警信息和事件的發送，同時發送配電網事故問題的總信號、保護動作的信號等，使得操作人員按照信號指示快速解決故障問題。另外，還需完善自動化系統的告警事件智能化決策機制，一旦系統發送故障信息，就要智能化判斷是瞬時類型還是永久類型的故障，按照判斷結果將數據信息發送到數據庫系統內，快速結合數據庫系統所接收的信息做出故障分析和處理的決策，確保維修人員按照決策信息進行故障維修和處理。

（2）故障定位與隔離功能的發揮

為了全面發揮配電網自動化系統運行中的故障定位功能和隔離功能，應重點完善自動化故障定位分析與隔離操作的機制。首先，可以按照故障檢測所發送的警告信息和告警事件序列、FTU 過流信號等做出初步的分析，之后與配電網的拓撲之間相互整合，判斷故障所在的位置和區段，確保能夠快速準確進行定位。其次，完成故障問題定位分析之后，在問題發生的位置進行故障的隔離，采用SCADA 自動化分析的技術，準確了解配電網開關的狀態情況，按照網絡狀態進行網絡拓撲處理，確保能夠快速、有效將發生故障問題的區域分段隔離，確保電力系統的安全穩定運行，避免故障問題對正常供電造成影響。

（3）電力恢復功能的發揮

采用自動化系統進行配電網故障問題的精準定位和合理隔離之后，要按照實際情況進行自動化的電力恢復，通過在配電網絡拓撲中設置電力恢復的模塊，確保自動化系統在完成電力恢復之后，快速做出處理，撤除配電隔離的部分，以最快速度使得配電網恢復到原本狀態。

電力系統配電網自動化發展的進程中，為了能夠充分發揮自動化技術的應用功能，不僅需要考慮自動化技術應用的社會、經濟和技術效益，還需著重根據自動化系統發展需求完善系統功能，確保自動化系統功能優化性、完善性的情況下，促使配電網的安全運行、高質量供電，增強供電服務的效果和效率。

2.技術創新發展的前景方向

相較于傳統配電網，配電自動化系統具有的功能眾多，可以實現與互動的密切互動與交流，鼓勵用戶對電力供應工作的各個關鍵性環節提出寶貴意見，并且確保用戶可以結合自身需求開展選擇性使用與選擇性消費。但是在配電網自動化發展的過程中若不能科學進行技術的創新和應用，將會導致自動化系統的實現和應用受到制約，因此，在未來發展應著重對配電網自動化技術的創新。例如：采用自動設置中繼的先進技術，在軟件設計的過程中配置信息接收功能、轉發功能，將功能模塊運用到中繼節點上，確保信息的自動化接收與轉發。再如：研發配電網自動化主站一體化的技術，將主站系統作為核心部分，研究開發能夠提升配電網系統自動化水平、智能化水平的技術。同時還需研發現代化的5G 通信技術與配電網自動化系統整合的技術措施，改善整體系統的通信性能，增強配電網自動化系統的運行效果，使得配電網自動化系統在運行中可以準確進行各類數據信息的采集處理、分析處理、整理處理等，為提升配電自動化技術的自愈性建設水平提供基礎保障，促使配電網自動化系統的多元化發展、標準性建設，達到預期的技術創新研發目的。

3.智能電網的前景方向

結合配電自動化系統發展趨勢展開分析，逐漸朝向智能電網發展。目前國內智能電網研究工作仍然處于基礎探索階段，利用現存依據以及現有理論開展應用探索。由于全國各地的資源分布情況不同以及用電需求不同，配電自動化系統發展方向以及研究重點也不盡相同。結合目前智能電網研究工作分析，智能電網主要是在電網系統當中注入互聯網技術、計算機技術、現代通信技術、電力技術、自動控制技術等，將人工智能功能賦予電網系統，使得電網系統具備基礎應變能力，當遇到緊急情況時可以做出智能反應，有效解決一系列故障問題。配電自動化需要借助自動化管理系統實現在配電自動化，系統建立環節，要盡量收集配電數據與配電信息，將低壓用電信息與配電自動化系統有機融合。結合用戶的實際需求展開深度分析，探索更為優質的服務模式，滿足用戶的個性化需求，提升用戶滿意度。在用戶的日常生活的各個方面，感受智能電網系統的優勢。與此同時，可以結合自身的實際用電需求，科學開展用電配置。不僅如此，配網自動化系統可以使廣大電力用戶精準掌握電網系統供電情況，有效調節自身用電情況。除此之外，電力用戶可以在互聯網當中通過各種APP、各種網站查詢電量，掌握用電事故的一系列處理信息。

4.綜合發展的前景方向

為保證配電自動化系統處于安全運轉、正常運轉狀態，有效克服各種設備故障問題。當配電網遇到巨大干擾與巨大故障問題時，配電網自動化系統應當做好故障判斷與故障排除工作，確保廣大電力用戶的實際用電需求，有效避免故障范圍擴大，而無法持續供電的現象發生。合理面對人為破壞問題以及自然災害破壞問題，確保電力信息與電力供應情況，這需要電力自動化系統具備自我修復能力，可以做好實時監測工作，具備故障分析能力以及安全評估能力，可以開展一系列預警工作，做好故障隔離與自我修復工作。然而，配電自動化系統為保證創新發展，需要合理引入可再生能源，對于微電網的介入與電源的接入，可以實現兼容，與電力用戶展開科學互動，滿足用電用戶的個性化用電需求以及多元化用電需求。與此同時，在傳統用電服務的基礎上，科學設置增值類服務。為此，配電系統需要保證電力服務工作的高效性，有效優化一系列資源配置，降低資源消耗，顯著提升各種資源的利用率。智能化配電系統可以實現智能化信息收集與智能化信息共享，采取統一標準、統一平臺，確保配電系統管理工作精細化發展、規范化發展、標準化發展、智能化發展。

5.建設方案優化的前景方向

（1）變電站饋線斷路器與主斷路器協調配合。為有效解決系統故障問題，應當探索更加優質的解決措施。提升通信開關遠程遙控操作能力以及開關自動操作能力。針對線路故障問題展開科學判斷，管理部門承擔控制電網線路自動化的任務，因此需要確保出現保護開關與饋線開關相互配合。最后，在變電站阻斷線路當中形成環狀電網方案。（2）秉承適應性原則。結合目前國內配電網自動化發展情況展開分析，由于農村地區經濟水平較為落后，因此普遍缺乏優質的設施與設備。因此，在配電網自動化建設環節，需要結合國內實際情況與當地實際情況展開融合分析，探索與城鄉經濟發展情況相符的建設方案。這樣可以有效解決配電網供電環節當中穩定性不足與可靠性不足等問題。在配電網自動化建設環節，加大資金投入力度，滿足廣大電力用戶的實際需求，顯著提升資金利用率。（3）秉承逐步完善原則。配電網自動化系統由于擁有的大量的配電網點，因此還需配備各種線路電源。配電網自動化作為較強的綜合性系統，其具備內容豐富、功能性較強等特點，應當按照不同階段實施建設。首先，初期建設階段工作重點為電壓系統建立，以自動重合閘作為變電站保護屏障。其次，為確保自動化信息處理效果與微機控制效果，構建更加完善的通信系統，以此實現信息傳遞與高速信息共享構。建更加完善的自動化控制系統，做好復合協調工作，并且加設控制設備與通信設備在各個分支當中科學設置自動配電開關。（4）加強全面自動化建設。在選取更加科學合理、行之有效的運行模式時，要結合高效節能原理開展合理調控與科學調控，不斷探索、不斷總結系統內部各個運行環節當中的運行軌跡與運行特點，從而保證電力系統可以實現全面化發展、自動化發展。

五、結語

綜上所述，電力系統配網自動化發展的過程中具有功率控制功能、系統實時化監控和故障處理功能等，能夠促進配電網的良好運行。但是，目前我國配電網自動化發展存在問題和不足，有著廣闊的潛力和前景，在未來發展應重點進行自動化功能的實現，技術的創新優化，智能電網方向的打造，提升綜合化發展水平，對建設方案進行優化，確保能夠促進配電網自動化系統的良好發展和運行。