配網自動化技術在配網運行中的應用與探究

國網湖南省電力有限公司長沙供電公司望城區分公司 胡偉杰

1 引言

隨著人們對電力需求越來越大，電力行業也在這一背景下高速發展，而作為電力系統基礎的配網工程，其本身的復雜性、危險性，給電網的建設帶來了較大困難。而配電網自動化系統的出現直接推動了電力產業的快速發展。配電網的自動化系統運行通過各種技術升級優化組合，基本實現了可在線或離線進行自動監管，并且時刻掌握配電網的具體運行情況，可以持續地供給可靠且穩定的高質量電，配網自動化系統的運行能在電網出現故障的第一時間進行詳細具體的報告，能在第一時間對電網進行修復處理，極大地縮短了處理電網運行中出現故障的時間，不僅減少停電的范圍，還給電網系統的運行降低了維護成本，提高了電力企業對配網工程的管理效率，更好地為人民群眾進行供電[1]。

2 簡析配網自動化技術

2.1 概述

配網自動化技術一般指利用現代計算機技術、自動控制技術、電子信息化技術、網絡通信技術、電網結構數據及新型高性能配電自動化設備等多種技術手段，按一定算法邏輯所通過編程的自動化配網管理系統，這套系統可以實現對配網系統進行離線或在線的自動化監測管理，使配網工程始終在可監測范圍下進行工作，讓配網工程得以最大效益的運行。

2.2 配網自動化相關技術

2.2.1 監控技術

監控技術是指通過Aram 的頻譜分析，對電力的實時監控進行了最優化，建立了一種新型的監控設備來監控配電網絡的工作狀態。利用監視技術能夠對配電系統的自動操作進行及時的分析與監視，進而進行詳細的分析。基于SCADA 的集成控制體系可以有效地實現對終端數量和數據交換的監控，同時也可以通過數據的分享來增加數據交換速度，從而保證了配電網絡的運行效率。

2.2.2 新型通信技術

配電網自動化技術在配電網絡的發展中，對遠程監測技術提出了越來越高的需求。光纖技術在配電網絡的建設中的應用，是由于其高成本效益。光纖技術的功能是傳輸與維護有關的信息，并由終端來實現對現有的數據和頻率的調控。在一般的配電系統中，一般都會采用高速的數據傳送技術，其優勢可以促進更多的功能的擴充。

2.2.3 配電系統集中化

當前，配電系統集中化建設和管理主要還是采用分布式網絡，但是由于用戶的信息和服務系統自身的不穩定，使得分散的網絡在保持集中狀態下的性能并沒有得到預期的持續。總體而言，電力網建設要求對各主要站和變電所間的負載進行集中處理。由于電力市場的集中控制對電力市場的影響，使得電力市場上的電力設備的安全管理顯得尤為關鍵。

3 當前配電系統中存在的問題

在現有技術下，配網系統中的供電方式，從由低壓側的兩路電源備自投的應用方案，替換至最初所使用的單電源供電技術，從這一角度上來說克服了因單電源供電連續性差，且易出現故障時將所有負載電力截停的現象，而在實際使用中每一路電源都有自己的負載。因此，在聯絡開關閉合時單電源供電直接加大了額外負載，致使變壓器超過平時的用電高峰期導致線路的截停進而造成停電現象。當這種情況出現時，必須由專業工作人員進行手動切除，將負載部分從線路上截掉以維持電力的正常穩定輸出。

但在錯綜復雜的電網系統之中，經驗老練的電力工作人員也無法在瞬間清楚變壓器的負荷運行情況，也就是變壓器處于類似用電高峰期過載時的參數，因此必須利用智能開關的相關參數對變壓器的負載情況進行判斷，但智能開關的參數并不會直接顯示在開機柜上，因為電力局內部明令禁止與之配套的后臺軟件，不允許在智能開關上安裝，因此一般用戶不會對智能開關進行后臺安裝，因此無法有效獲取精確詳細的智能開關記錄的相關參數，在得不到精確詳細的參數時，電力工作人員只能根據以往的經驗來進行判斷，對負載部分進行手動切除，因此相對會產生較大的用電隱患。

而因為采集數據的不充分，也會導致一系列的相關電力問題出現，在電力工作人員對相關設備進行故障搶修時，無法從運維系統中獲取所需要的相關設備運行的狀態信息，以及電參量信息，或出現的報警及其他的故障信息，無法將數據進行詳細的匯總。即使在問題出現之后通過電力局的許可進行后臺軟件安裝，但因停電后臺軟件無法得到供電，因此也不能利用后臺軟件進行信息的獲取，這會直接導致搶修時間成倍增長，導致電力系統的整體運行效率低下，且存在較高的電力安全風險，易發生電力事故，類似情況的出現對整個電力工作人員團隊的管理都無形中增加了困難，導致電力系統的工作處于低效運行狀態。

4 在電力系統中配網自動化技術的重要性

在配電自動化系統中，其自動化的主要功能就是對配電網數據采集與監控系統和配電網電壓管理系統，以及配電網故障診斷和斷電管理系統與操作票專家系統、饋線控制局數據監測系統和饋線自動隔離和恢復系統等具體功能[2-3]，為整個配電自動化系統運行提供堅實的技術支持。通過遙信、遙測、遙控、遙調進行數據采集，對系統運行狀態進行監視報警事件順序記錄統計計算，制表打印，且支持無人值班時變電站的接口等功能。

配電自動化系統能在電力網出現故障時，以最快的速度對故障的電參量，以及故障原因變壓器散熱狀態等數據進行及時記錄與反饋，從根本上直接提高了電力系統的搶修效率，能極大地節約運維成本，且通過計算機對相關設施進行負載率和斷路狀態及設施可使用時長進行參數計算，實時傳輸至運行維護系統給電力工作人員提供詳細精準，且重要的設施參數以做出科學合理的判斷，進而可以對相關電力設施進行有效的維運，當電力設施出現故障時能以最快速度找到原因并及時進行搶修。

5 配網自動化技術在電力系統中的應用

5.1 配電自動化技術與人工智能技術

隨著用電需求量的不斷增加，我國電力系統發展已進入成熟階段，電力系統的自動化建設已進入智能化，在結合配電自動化技術與人工智能技術算充分利用BIM 模型，對城市供電系統進行模擬計算，電力企業通過提供及時的設施數據，再通過大數據進行計算，將可能會出現的電力事故進行推演，然后根據推演結果采取措施對相關設施進行維護，充分保障電力系統的穩定運行，為基礎設施正常工作提供強大的技術支持，推動地區的經濟整體發展。

借助云計算下的智能保護技術，對電力系統的穩定性進行新時期背景下所需的基本維護，積極利用先進科學技術提升供電企業的電力網系統，安全穩定運行。通過配網自動化系統，提高電力系統運行的管理效率，根據地區的用電需求進行人員組織架構，按地區的設施磨損程度進行工作安排，對所有區域的電力網進行實時監控，并進行數據記錄及運算。若部分地區的配電網因為自然環境等因素產生故障問題，通過配電自動化系統能夠及時地確定故障發生的所在位置，且能根據故障現場的實施情況進行數據收集，通過人工智能算法啟動科學設置好的應急預案，盡可能減小部分故障，對整個電力系統造成的損壞，通過數據的實時反饋以最短的時間解決電網故障，減少故障區的停電時間，提升電網的整體運行效率，將配電自動化技術充分地進行利用。

通過對變壓系統的實時監控，及時發現變壓系統存在的安全隱患。利用配電自動化技術，對可能會出現故障的變壓設施進行著重監控，將自動化系統技術與實時監控變壓系統進行有機融合，利用自動化系統的人工智能算法對變壓系統進行大數據計算，通過所反饋的資料利用BIM 技術進行數據推演，計算變壓器可能存在故障的概率。在自動化系統的實際運行過程中，相關電力工作人員應充分利用自動化系統的優勢，對監控轄區內的所有電力設施所反饋的數據進行實時隨機篩查，及時地掌握系統中各個設備的運行狀態，若出現數據異常能在最短時間內進行判斷并做出相應的決策。面對電力系統可能會出現的所有問題，充分利用配電自動化系統的優勢，得到最佳解決方案，確保地區電力網穩定安全運行。

5.2 在配網安全管理中的應用

電力行業是高危行業，導致配網運維管理的工作存在一定危險性[4]。在配電網絡的運行中，充分運用電力自動化技術，確保配電系統運行中的安全防范工作能夠高效全面地開展。企業要結合自身的經驗，制定合理有效的安全生產計劃，并與之相適應。首先，必須對影響電網運行的各種因素進行分析，以防止其對電網運行造成不利的后果。其次，要對容易引起失效的可控因子進行有效的控制，及時地對已出現的問題進行處理，以防止給企業帶來更大的經濟損害和可持續發展。

5.3 配網自動化技術在配網信息管理中的應用

通常情況下，電力企業在進行日常的生產運營過程中會產生大量的數據信息，配電自動化技術可以有效地解決這個問題，所以有關部門必須加大對電網自動化技術的應用力度，同時加大對電網自動化技術應用力度，降低工人的勞動能力，從而大大提升生產水平，促進生產和經濟發展。

5.4 配網自動化技術在配網運維中的應用

要改善配電網絡的運營品質，必須加強配電系統的自動化技術，以達到改善供電品質的目的。首先要強化電力裝備的品質，對其進行有效的管理，既能有效地提升生產的工作效率，又能減少生產中出現的安全隱患。配電網自動控制技術可以實現對電網的遠程監控，利用特定的機器對數據進行集成和處理，并對其進行數據的分析，從而使網絡的運行過程中出現的問題得到有效的檢測，并對其進行有效的控制。

5.5 配網自動化技術在配網調度管理中的應用

配網調度管理主要針對配網中出現的各種緊急事件和故障進行處理，在配電網絡運營管理中具有十分關鍵的作用。通過配電網絡的自動控制技術，可以對設備的故障進行快速檢測，查找故障的根源，把相關數據反饋到調度中心，由調度中心的維修人員依據數據進行處理，從而保證配電網絡的安全和可靠的運轉。

6 總結

隨著我國社會經濟的飛速發展，人們對電力的需求不斷增大，因此供電企業將面臨供應更大規模，質量更佳的高質量電，要利用新興科學技術充分了解電力系統中可能會出現的電力安全問題，要認識到電力系統出現問題對人民群眾乃至社會發展所造成的影響。因此，提供高質量且穩定的電是供電單位當前的主要命題，供電單位要充分利用科學技術對供電系統進行監管，充分利用配網自動化技術對配網工程進行監測。

同時，在人工智能下了解自動化技術在電力系統中的價值和意義，借助新興科學技術對供電設備實施監測，充分掌握供電路線的具體輸電情況，針對不同區域進行分段供電，降低因供電分配不均導致停電的現象。利用新興科學技術結合電力系統所具備的專業知識，綜合推動電力企業管理的一體化發展，充分利用配電自動化技術所帶來的幫助，及時充分的集成各種現代技術，適應不同環境下的供電需求，解決配電網及用電過程中的安全問題和經濟建設中的矛盾，為電力系統提供穩定且安全的堅實保障，共同推動我國全面建成小康社會。