10kV配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的智能化建設(shè)

李建 金愛(ài)明

沈陽(yáng)昊誠(chéng)電氣有限公司 遼寧 沈陽(yáng) 110027

引言

現(xiàn)階段，智能電網(wǎng)建設(shè)工作的不斷推進(jìn)，對(duì)國(guó)家電網(wǎng)多配電網(wǎng)的管控有了更高的需求。而現(xiàn)有的配電網(wǎng)運(yùn)維管控平臺(tái)無(wú)法有效地滿(mǎn)足用電需求，因此需要從多方面來(lái)提升對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)維和管理。所以，本文進(jìn)行智能化配電網(wǎng)運(yùn)維管控平臺(tái)設(shè)計(jì)，從而使得配電網(wǎng)在智能化技術(shù)的支撐下，能夠有效實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的精準(zhǔn)管理。

1 電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)相關(guān)概述

1.1 配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)

在電力系統(tǒng)配電網(wǎng)的建設(shè)與改造過(guò)程中，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用至為關(guān)鍵，其過(guò)程融合可對(duì)計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、電子通信等新興技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)配電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)督、管理、保護(hù)的自動(dòng)化管理，為配電網(wǎng)的穩(wěn)定、安全、可靠供電提供了有效保障。近年來(lái)，我國(guó)電力行業(yè)得到了較為快速的發(fā)展，配電網(wǎng)覆蓋范圍不斷擴(kuò)大，涉及的設(shè)備應(yīng)用數(shù)量、類(lèi)型等不斷增加。在進(jìn)行自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)建過(guò)程中主要采用分層處理的方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，主要包括了配電主站、配電子站、配電終端、網(wǎng)絡(luò)通信等部分。其中以配電主站為系統(tǒng)核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息的有效采集、處理，是配電網(wǎng)建設(shè)、運(yùn)行的技術(shù)保障與信息支持。配電站則是作為中間檢測(cè)結(jié)構(gòu)對(duì)組網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行的監(jiān)督，以及實(shí)現(xiàn)對(duì)故障信息采集處理。配電終端主要包括了各個(gè)控制單位、監(jiān)測(cè)設(shè)備，為供電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供安全保障。通信網(wǎng)絡(luò)則負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)設(shè)備與用戶(hù)的自動(dòng)化溝通，保證監(jiān)管過(guò)程信息處理的準(zhǔn)確、有效。自動(dòng)化技術(shù)在電力配電網(wǎng)建設(shè)與改造中的應(yīng)用，發(fā)揮著較為重要的作用，是電力系統(tǒng)得以順利構(gòu)建與有效運(yùn)行的重要技術(shù)保障。

1.2 配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)

數(shù)據(jù)處理功能。使用配電網(wǎng)自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)手段某些程度上可以具有數(shù)據(jù)信息處理優(yōu)化能力。數(shù)據(jù)信息處理完善能力根本上包含兩個(gè)角度，一個(gè)是數(shù)據(jù)信息的綜合，另一是信息共用能力。在現(xiàn)階段，由于自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)手段的迅猛進(jìn)步，電力體系控制任務(wù)的復(fù)雜程度越高，環(huán)境模型的創(chuàng)建為完善問(wèn)題貢獻(xiàn)了較好的條件。此外，創(chuàng)建電力體系模型是十分有意義的，對(duì)每一個(gè)板塊部分的數(shù)據(jù)實(shí)施精準(zhǔn)的體現(xiàn)，幫助信息共享的目標(biāo)完成。安全穩(wěn)定性能。配電網(wǎng)自動(dòng)化有著極強(qiáng)的安穩(wěn)性，因此對(duì)電力體系運(yùn)用的安穩(wěn)性的嚴(yán)格規(guī)范，有著十分關(guān)鍵的保證意義。經(jīng)過(guò)運(yùn)用配電網(wǎng)自動(dòng)化手段，設(shè)施能夠無(wú)人看守，基本方式是運(yùn)用自動(dòng)監(jiān)督能力。經(jīng)過(guò)執(zhí)行勘測(cè)設(shè)施運(yùn)營(yíng)狀態(tài)還有信息的探析與完善，能夠快速地看到系統(tǒng)當(dāng)中的缺陷，規(guī)避出現(xiàn)安全問(wèn)題。

1.3 電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)重要作用

自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)配電網(wǎng)中的有效應(yīng)用，不但能夠?yàn)榕潆娋W(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行提供有效保障，在確保整個(gè)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行方面也有著較為重要的作用。一是有利于提高電力系統(tǒng)的可靠性。電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的有效應(yīng)用能夠全面、動(dòng)態(tài)、遠(yuǎn)程地實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)配電網(wǎng)運(yùn)行的有效監(jiān)控，能夠使工作人員實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)掌握，為配電網(wǎng)調(diào)度、維修等提供有效的信息支持，有效提高了配電網(wǎng)的安全、可靠。二是有助于電力系統(tǒng)運(yùn)行的降本增效。傳統(tǒng)配電網(wǎng)供電網(wǎng)草原變電站的方式進(jìn)行安全保障，需要投入較大的線路建設(shè)成本，并且會(huì)導(dǎo)致較大的線路資源浪費(fèi)，降低了線路利用效率，也會(huì)為網(wǎng)絡(luò)維修造成較大困難。自動(dòng)化技術(shù)的有效應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了對(duì)配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)化布局與優(yōu)化，在饋線自動(dòng)化、停電管理自動(dòng)化等方面發(fā)揮著較為顯著的應(yīng)用成果，對(duì)于減低設(shè)備投入與維修成本有著較為重要的現(xiàn)實(shí)意義。三是能夠有效提高電力企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。自動(dòng)化技術(shù)在配電網(wǎng)的構(gòu)建與改造中的應(yīng)用，能夠有效提高配電網(wǎng)管理的自動(dòng)化、智能化水平，提高管理的公開(kāi)、透明，為用戶(hù)的用電需求調(diào)整、控制，以及繳費(fèi)、開(kāi)通、負(fù)荷控制的實(shí)現(xiàn)提供有效保障。

2 傳統(tǒng)配電網(wǎng)故障處理的弊端

①故障定位慢。查找故障靠人工巡線和試?yán)€路，故障定位效率低下，故障定位耗時(shí)長(zhǎng)。②故障隔離慢。故障定位后，需要人工到現(xiàn)場(chǎng)拉開(kāi)故障區(qū)域開(kāi)關(guān)設(shè)備，隔離故障區(qū)域耗時(shí)較長(zhǎng)。③恢復(fù)送電慢。故障隔離后，對(duì)非故障區(qū)域送電需要人工現(xiàn)場(chǎng)操作相應(yīng)開(kāi)關(guān)設(shè)備，操作費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

3 配電網(wǎng)智能化運(yùn)維管控平臺(tái)功能設(shè)計(jì)

3.1 針對(duì)運(yùn)維管控平臺(tái)設(shè)備狀態(tài)的管控[1]

①針對(duì)存在缺陷設(shè)備的管控，需要結(jié)合PMS2.0設(shè)備中存在的信息缺陷問(wèn)題，進(jìn)行配電網(wǎng)多方面的設(shè)計(jì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷設(shè)備的數(shù)據(jù)分析和預(yù)警。②針對(duì)設(shè)備調(diào)整問(wèn)題的管控，需要基于網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)潢P(guān)系和工作運(yùn)行產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，對(duì)配電網(wǎng)多層級(jí)的跳閘故障問(wèn)題進(jìn)行記錄，并結(jié)合實(shí)際情況從多個(gè)角度進(jìn)行問(wèn)題分析，從而找尋解決問(wèn)題的方法，進(jìn)而促進(jìn)配電效率的提高。③針對(duì)設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)負(fù)載現(xiàn)象的管控，對(duì)于該現(xiàn)象問(wèn)題需要基于所使用的設(shè)備信息、記錄狀況和所測(cè)量的數(shù)據(jù)，對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)中的各層級(jí)發(fā)生負(fù)載現(xiàn)象的問(wèn)題進(jìn)行分析和記錄，如輕載、重載、空載等現(xiàn)象，通過(guò)分析負(fù)載設(shè)備中出現(xiàn)異常問(wèn)題的原因，進(jìn)而幫助電力企業(yè)對(duì)配電設(shè)備進(jìn)行分配與維護(hù)，從而有效減少因設(shè)備過(guò)載造成的不良問(wèn)題，促進(jìn)配電設(shè)備運(yùn)維效率的提升。④針對(duì)配電設(shè)備的實(shí)時(shí)管控，需要結(jié)合所使用設(shè)備的信息記錄狀況以及實(shí)時(shí)的工作情況、發(fā)生的故障問(wèn)題記錄等情況，進(jìn)行分析和預(yù)警，從而保障電力企業(yè)對(duì)設(shè)備的使用狀況進(jìn)行了解，使得配電設(shè)備的安全性得到有效提高。

3.2 配電網(wǎng)的運(yùn)維管控和管理

①針對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)維中停電、搶修數(shù)據(jù)的分析。該數(shù)據(jù)需要以配電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)的搶修數(shù)據(jù)、產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程造成的投訴數(shù)據(jù)、設(shè)備跳閘數(shù)據(jù)等作為參考數(shù)據(jù)，進(jìn)而結(jié)合大數(shù)據(jù)實(shí)施可視化處理和分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)停電搶修工作的運(yùn)維管控。促使電力企業(yè)能夠針對(duì)配電網(wǎng)的使用進(jìn)行及時(shí)掌握和管控。②針對(duì)配電網(wǎng)的檢修分析。需要結(jié)合配電網(wǎng)發(fā)生故障的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行電網(wǎng)檢修工作，才能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)的檢修，從而幫助電力企業(yè)管理層對(duì)檢修人員的安排，以此促進(jìn)檢修工作效率的提升。③針對(duì)配電網(wǎng)帶電工作數(shù)據(jù)的分析。配電網(wǎng)帶電工作數(shù)據(jù)作為分析參考，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)工作存在的人員問(wèn)題和設(shè)備問(wèn)題，進(jìn)而提升帶電工作的效率。

3.3 配電網(wǎng)運(yùn)檢指標(biāo)的管控設(shè)計(jì)[2]

①對(duì)于配電網(wǎng)的規(guī)模指標(biāo)，可以進(jìn)行可視化的處理，并結(jié)合線路聯(lián)絡(luò)率和供電的半徑等數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的分析，從而對(duì)多電網(wǎng)規(guī)模指標(biāo)的波動(dòng)做到及時(shí)的記錄。若是發(fā)生超標(biāo)的狀況可以起到及時(shí)預(yù)警的作用，進(jìn)而幫助工作人員對(duì)系統(tǒng)的短板問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)。②對(duì)于配電網(wǎng)中的運(yùn)行指標(biāo)，同樣可以進(jìn)行可視化的處理，將配電網(wǎng)工作產(chǎn)生的消缺率、跳閘問(wèn)題和供電電壓合格問(wèn)題以及低壓等問(wèn)題的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理，從而對(duì)其電網(wǎng)運(yùn)行的指標(biāo)波動(dòng)進(jìn)行記錄，進(jìn)而幫助工作人員對(duì)其系統(tǒng)的短板進(jìn)行優(yōu)化。③對(duì)于配電網(wǎng)的檢修指標(biāo)和搶修服務(wù)指標(biāo)，可以利用配電網(wǎng)的檢修完成效率以及維修時(shí)長(zhǎng)、及時(shí)報(bào)修等信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并結(jié)合實(shí)際情況記錄數(shù)據(jù)指標(biāo)。在發(fā)生超標(biāo)現(xiàn)象時(shí)能夠給出預(yù)警，從而幫助工作人員對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的問(wèn)題進(jìn)行完善。

4 10kV配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的智能化建設(shè)

4.1 可編程邏輯控制器技術(shù)

可編程邏輯控制器技術(shù)，即PLC技術(shù)的應(yīng)用，是電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用的關(guān)鍵與核心，能夠很好地提高配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)性能，更好地滿(mǎn)足綜合自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)于配電網(wǎng)的堅(jiān)持、管理要求。PLC技術(shù)是融合了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)代電子信號(hào)處理等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了模擬量、運(yùn)動(dòng)控制、網(wǎng)絡(luò)通信等的功能，為配電網(wǎng)自動(dòng)化數(shù)據(jù)的采集、分析、處理、信號(hào)傳輸?shù)忍峁┝擞欣麠l件，更好地發(fā)揮配電系統(tǒng)的功能。

4.2 配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)

這一技術(shù)的應(yīng)用主要實(shí)現(xiàn)了對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)各個(gè)電子元件運(yùn)行信息的收集，實(shí)時(shí)監(jiān)控配電網(wǎng)運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的精細(xì)化管理，為及時(shí)發(fā)現(xiàn)和應(yīng)對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行問(wèn)題提供全面、準(zhǔn)確的信息保障。比如，Open3000電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)通過(guò)把自動(dòng)發(fā)電控制、數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)監(jiān)控、調(diào)度模擬等相關(guān)技術(shù)的有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)有效的處理與計(jì)算分析，實(shí)現(xiàn)了對(duì)故障的預(yù)警、追蹤以及自動(dòng)化調(diào)節(jié)、管控，大大提高了配電網(wǎng)自動(dòng)管理水平，為電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

4.3 斷路器結(jié)合應(yīng)用技術(shù)

對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行建設(shè)或者改造時(shí)，通過(guò)把配電網(wǎng)變電站斷路器，和饋線斷路器進(jìn)行有效機(jī)結(jié)合形成環(huán)網(wǎng)供電的形式，能夠優(yōu)化配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)布局，提高配電網(wǎng)運(yùn)行安全、穩(wěn)定。不同類(lèi)型的變電站斷路器的特征也有著較大差異，基于斷路器管控過(guò)程需要借助計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)和管控。所以，在配電網(wǎng)的建設(shè)與改造過(guò)程匯總，應(yīng)結(jié)合對(duì)配電網(wǎng)實(shí)際需求，和對(duì)變電站實(shí)際情況的綜合考慮，選擇合適的操作、管理方式，提高斷路器配合應(yīng)用的協(xié)調(diào)性。

4.4 重合分段器和自動(dòng)重合器結(jié)合應(yīng)用技術(shù)

電力系統(tǒng)配電網(wǎng)的建設(shè)與改造，可借助自動(dòng)重合器來(lái)對(duì)配網(wǎng)雙電源連接進(jìn)行環(huán)網(wǎng)設(shè)計(jì)[3]。進(jìn)而以此為基礎(chǔ)實(shí)施配電網(wǎng)的分段管控，確保配電網(wǎng)故障情況下位于上級(jí)自動(dòng)重合器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的有效隔斷，將故障產(chǎn)生的不良影響控制在最小范圍，為配電網(wǎng)絡(luò)其他部分的安全與穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。同時(shí)，結(jié)合對(duì)重合分段器的有效應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)線路分支故障的有效管控，采用重合分段器來(lái)判斷配電網(wǎng)故障，確定線路故障點(diǎn)，在完成對(duì)故障的全面排除之后進(jìn)行線路的二次送電。

5 優(yōu)化電力系統(tǒng)配電網(wǎng)技術(shù)的策略分析

5.1 優(yōu)化與升級(jí)硬件系統(tǒng)

要想實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)配電網(wǎng)技術(shù)的有效優(yōu)化，則應(yīng)當(dāng)要注重做好其硬件系統(tǒng)的優(yōu)化工作，具體包括了用電管理修復(fù)系統(tǒng)以及市場(chǎng)預(yù)測(cè)硬件系統(tǒng)。其中，用電管理修復(fù)系統(tǒng)主要起到的是用電監(jiān)督與修復(fù)的作用，對(duì)于用電時(shí)所產(chǎn)生的問(wèn)題進(jìn)行監(jiān)管并進(jìn)行相應(yīng)處理，檢測(cè)居民或是企業(yè)用電的異常變化，防止產(chǎn)生用電安全事故。市場(chǎng)預(yù)測(cè)系統(tǒng)則重點(diǎn)在于搜集與整理具體管轄片區(qū)特定時(shí)間段中的用電量變化趨勢(shì)，并且運(yùn)用合理的方式來(lái)比較數(shù)據(jù)，從而對(duì)過(guò)去相應(yīng)時(shí)間段中用電量有無(wú)出現(xiàn)異常實(shí)施判斷，隨后結(jié)合分析來(lái)對(duì)今后一段時(shí)間中區(qū)域用電分布以及用電量的情況實(shí)施預(yù)測(cè)。

5.2 設(shè)置配電網(wǎng)技術(shù)的自我診斷功能

要想確保整體電力系統(tǒng)的運(yùn)行平穩(wěn)一個(gè)重要前提在于發(fā)揮配電網(wǎng)技術(shù)的自我診斷功能。因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)配電網(wǎng)的自動(dòng)化技術(shù)集通信、電子以及計(jì)算機(jī)等技術(shù)為一體用于輸送電力，因?yàn)榻^大部分均是使用全自動(dòng)化輸送的方式，所以在實(shí)際運(yùn)行時(shí)不可避免會(huì)產(chǎn)生各類(lèi)問(wèn)題[4]。部分企業(yè)用電需求龐大，如果沒(méi)能在第一時(shí)間處理問(wèn)題將會(huì)對(duì)其造成巨大影響。所以，設(shè)置電力系統(tǒng)的自我診斷功能則能夠有效避免該類(lèi)問(wèn)題的出現(xiàn)。通過(guò)有效融合自我診斷以及自動(dòng)報(bào)警功能，企業(yè)得以實(shí)時(shí)對(duì)輸送電力過(guò)程中所遇到的問(wèn)題進(jìn)行準(zhǔn)確掌握、記錄、檢測(cè)與修復(fù)，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，就會(huì)立即啟動(dòng)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，有關(guān)工作人員能夠及時(shí)掌握情況，并對(duì)用電環(huán)節(jié)可能會(huì)產(chǎn)生的各類(lèi)用電問(wèn)題實(shí)施預(yù)測(cè)，同時(shí)提供相關(guān)處理策略，確保整體電力系統(tǒng)的運(yùn)行平穩(wěn)。

6 結(jié)束語(yǔ)

在電力領(lǐng)域發(fā)展還有電力體系創(chuàng)建的過(guò)程中，在配電網(wǎng)運(yùn)維作業(yè)實(shí)踐中高效融合配電網(wǎng)自動(dòng)化這一技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)配電網(wǎng)智能化，完全自動(dòng)控制，提高運(yùn)行效率。因此，電力單位應(yīng)該看重配電網(wǎng)自動(dòng)化這一技術(shù)的使用成效，在電力體系與配電網(wǎng)創(chuàng)建實(shí)踐中運(yùn)用科學(xué)措施，持續(xù)加強(qiáng)這一技術(shù)的使用成效。