自動化技術在企業配電網中的應用分析

徐大震

（濟寧中山公用水務有限公司，山東 濟寧 272000）

伴隨著時代進步與社會發展，人們的物質生活水平顯著改善，對供配電穩定性、持續性、安全性與可靠性也提出了更高的要求。企業配電網作為電力系統的重要組成部分，肩負著輸配電功能，其運行效率與質量不僅會影響到企業的日常服務與經營發展，而且關乎人們的用電體驗。現代科學、信息、通信技術的突飛猛進為企業配電網建設與優化注入了新的活力，尤其是自動化技術在企業配電網中的廣泛與深入應用，可以在提升系統運行效率的同時降低系統能耗、節約資源能源、減少各類事故的發生概率，并且能夠實現對配電網的可視化與智能化管理，對于促進企業配電網自動化建設大有裨益。

1 企業配電網自動化技術概述

在科學技術的支撐下，企業配電網系統規模逐漸擴大，所使用的線路及設備精細度也明顯提升，在配電網系統運行過程中，會因人為操作失誤、自然災害、環境條件等各類因素的影響出現諸多故障，且系統運行能耗較高，難以達成節能減排的要求。自動化技術以數據采集、處理等為基礎，對配電網內線路及設備進行自動化改造，滿足高速率、準確性傳輸的要求，通過指令下達自動化控制各類設備的運行參數，實時接收設備運行狀態信息，結合供配電需求等進行自動化調度，所形成的數據資源及相應方案可以為系統運維、人才培養等提供依據，從而實現企業配電網建設、運維、管理的一體化。

2 自動化技術在企業配電網中的應用目標

自動化技術在企業配電網中的應用目標體現在兩大方面：（1）實現多源異構數據的自動化整合與處理。收集配電網系統內的管理對象數據，經數據整合、篩選與處理后建立仿真模型，真實反映各控制對象的運行狀態、連接方式、運行負荷、潛在故障及運行環境等，以此為依據，秉承節能降耗、智能管控的理念對控制對象進行自動化管理。（2）保證配電網運行的安全性、穩定性及可靠性。通過自動化技術的合理運用，對配電網系統進行實時化、動態化與跟蹤式監測，對系統故障做到及早發現、及早隔離、及早控制及及早處理，避免自然災害、人為操作等各類因素對系統運行產生負面影響，并依靠自動化系統對各類危險情況及時響應，以此達成保證系統安全、穩定、可靠及持續運行的自動化技術應用目標。

3 自動化技術在企業配電網中的應用路徑

自動化技術是科學家們為突破生產及工程瓶頸，在反復實踐中探索出的實際問題解決技術措施。在社會用電需求顯著增加的背景下，企業配電網系統規模愈加龐大，所用設備精密度顯著提升，傳統線路布設形式、設備控制模式及管理方式等難以滿足大規模配電網系統運行維護需求，呈現出明顯的局限性。而自動化技術的應用可解決上述問題，綜合而言，自動化技術在企業配電網中的應用體現在以下五大方面。

3.1 饋線自動化技術，改造線路設備

饋線，即配電線路、饋電線路，是企業配電網的基礎組成部分，在配電網運行中承擔著輸送電能的重要責任。配電網中饋線自動化技術的應用功能主要包括數據采集及控制、饋線故障自動化定位、饋線故障自動化隔離、非故障饋線段自動化供電恢復、饋線自動化管理等。饋線自動化改造具有信息量大、與其他系統聯系緊密、在線監測與線下控制協同配合等特點。

首先，明確饋線自動化技術在配電網中應用的主要目標在于優化改造線路設備，支持饋線運行狀況自動化監測、故障的自動化排查與隔離、自動化統計饋線負荷及事故等信息、遠程自動化調節饋線開關等。其次，在明確技術目標及相應功能的基礎上，結合企業現行配電網系統，堅持技術性與經濟性相統一的原則合理選擇饋線自動化設備。（1）饋線終端裝置（FTU），該裝置功能多元，既可以與配電自動化主站通信，反饋饋線運行狀態及參數信息，智能化執行主站下達的指令，又可以調節、控制饋線及其相關設備。但該饋線終端裝置前期投入成本較高，并且需要以完備的通信系統作為支撐，在實際應用中需綜合考慮裝置的成本效益。（2）饋線自動化開關設備。主要包括兩種類型，其一為具備控制及保護功能的重合器，其二為與電源側前級開關相互配合的具備自動分閘功能的分段器。兩種開關設備有其特定的使用條件與優劣勢，在設計應用中可以采取重合器與分段器配合的饋線自動化方案。即在重合器R后順次配置四個分段器S1～S4。其中分段器S3、S4分別位于兩個支線。當某點發生臨時性故障時，R動作分閘后重合；當某點發生永久性故障時，R分閘，分段器S4達到預先整定動作次數，同時分閘并保持在閉鎖狀態，以此隔離故障點。但需要注意的時，環路上重合器之間依靠延時實現保護的配合，分段越多，延時越大，保護配合度則越低，因此需要配置好重合器與分段器，盡量利用重合器自身切斷電流的作用以隔離故障段，配合分段器對跳閘次數進行記錄及反饋，以此保證饋線自動化系統的穩定性。

3.2 防誤自動化技術，合理調度系統

在企業配電網運行之中，調度機構為保證配電網安全穩定運行的指揮中心，其價值在于改變負荷的用電特性以優化供電路徑，在配電網系統遭受地震、雷擊等自然災害時緊急通過微電網實現孤立供電，并對配電網的運行進行全過程、動態性與持續性的科學規劃。但在實際的配電網調度中會發現，受到各類因素的影響極有可能出現調度操作失誤的現象，一旦調度指令傳達則會引發較為嚴重的后果。利用防誤自動化技術構建配電網調度防誤仿真系統可以有效改善配電網調度現狀。

目前企業配電網調度中較為常用的系統為DTS仿真調度系統，其軟件功能較為多元，能夠適應企業配電網的未來發展。在建立配電網DTS仿真調度防誤系統時，首先需要規劃好DTS仿真系統的總體結構。通常情況下包括控制中心仿真子系統、電力系統仿真子系統、人員子系統三大組成部分。DTS系統可以與SCADA等系統進行實時通訊，共享各個子系統中的信息、數據與圖示等。其次，系統軟件配置。基于自動化技術的DTS仿真調度防誤系統包括操作系統軟件及支持軟件，在構建時需要考慮到配電網調度需求的未來變化，支持通過更改上層軟件功能及相應參數等嵌入新的調度應用及分析功能，以此契合配電網的未來發展趨勢。最后，需要對系統性能指標進行校驗與評估，檢查配電網故障時系統是否具備較為靈敏的頻率變化、電壓變化等。

3.3 圖資自動化技術，提升故障處理效率

圖資自動化技術主要應用于企業配電網線路設備缺陷管理中。傳統管理模式下，依靠日常巡檢發現設備缺陷及線路黑點，采取人工工作形式，如拍照、記錄等對設備線路缺陷進行記錄、上傳相應的缺陷圖片，且受到工作態度、技術方法等因素的限制，設備線路巡檢工作隨意性較大，細致程度不足，難以滿足設備及線路缺陷分析需求，不能發現設備線路的潛在故障問題。基于圖資自動化技術，構建針對某一配電設備及其連接線路的集各類圖資檔案管理功能于一體的系統，可以為設備缺陷統計、分析、設備線路優化改造等工作提供便利，形成契合本企業配電網規模及特點的設備線路故障知識庫，從而顯著提高故障處理效率。

首先，遵循“一線一檔”的基本原則，保證缺陷管理及故障排查的針對性與精準性，以開源軟件PPM為地層開發平臺，嵌入zTree插件、地理信息系統等，以便于針對某一設備線路進行缺陷統計及分析，并可以借助系統強大的運算與數據處理能力呈現不同設備線路之間缺陷的邏輯關系。其次，結合實際的設備線路缺陷管理需求配置好軟件功能。如黑點圖資搜索功能、站線結構模塊化功能、統計分析功能等，可支持運維管理人員結合自身工作習慣、實際需求等對黑點、設備類型等進行增加與刪減，鍵入關鍵詞后可自動化提煉與本設備線路相關的信息，智能化、深入化分析線路缺陷及設備故障成因等，以此為配電網的維護工作提供真實可靠且系統科學的依據。

3.4 通信自動化技術，滿足數據傳輸需求

配電網子站與主站通信是否實時便捷，直接影響配電網運行質量的高低。為實現配電網子站與主站通信的自動化，需要合理應用通信自動化技術。首先，配電網子站主要負責數據采集、傳輸及處理，不承擔配電網的運行維護責任，因此子站通信自動化系統的主要功能為向配電網主站實時反饋設備、線路等的運行狀態信息以及底層設備通信情況信息等，并負責向下層設備傳遞主站的相關控制指令，如饋線開關指令、電網負荷調控指令等。其次，配電網子系統所控制的下層設備包括本地設備與遠端設備等，為保證通信的便捷性，需要根據各類設備的性能、重要性等設計好設備接入端口及通信形式，在規劃設計中應當充分考慮高級應用軟件數據類型要求、現場各類可能出現的設備接入方式等，以滿足現場設備配置的多樣性與變化性為基本目標，對子站通信自動化系統進行構建。最后，數據處理為配電網子站的核心功能，各類設備及變配電環節所產生的數據體量龐大，且存在多源異構數據，若想充分挖掘數據價值，便需要以統一的標準對數據進行結構化處理。同時，在子站與主站通信中會出現異常及錯誤情況，這就需要提升系統的容錯及錯誤處理能力，即采用特定的信號表征通信狀態，若采集端口通信失敗、異常等，會向上級發出預警，再次下達指令后若端口通信成功則繼續正常工作；若依然出現異常情況，則開啟緊急特殊處理功能。

3.5 管理自動化技術，提高服務水平

引入自動化技術的配電網雖然獲得了運行可靠性、穩定性的保障，但對配電網的綜合管理提出了更高的要求，需要相關管理人員熟悉自動化技術的操作方式，把握好自動化技術應用條件下配電網系統運行體現的新特征與新隱患。因此需要將各個子系統整合在統一的自動化管理平臺上。首先，將具備通用分組無限服務接入條件的配電網自動化設備全部連入統一的自動化管理系統中，實現對設備信息的集成與集中化管理。其次，將配電網自動化管理系統轉化為配電網自動化調度的子系統，保證管理與調度相配合，在日常工作中以配電網自動化監測為核心，以各類型自動化技術及時發現故障、隔離故障及解決故障問題，對多元化管理信息及調度信息進行整合與分析，形成屬于企業的配電網自動化管理資源庫，在人員考核、培訓等工作中可以從資源庫內直接調取故障記錄、管理記錄、調度記錄等提升各項工作質量。最后，成立獨立權威的配電網自動化管理機構，配置相應的技術、中層管理及執行工作人員，主要負責反饋配電網管理現存問題，維護系統運行，以此推進企業配電網的自動化建設。

4 結語

企業配電網運行質量不僅關系到服務水平，更關乎人們的用電體驗及安全性。自動化技術在企業配電網中的應用，可以克服傳統配電網系統及管理模式帶來的弊端，實現節能降耗、可靠運行的目標。目前自動化技術主要應用于企業配電網線路設備改造、自動化調度、故障處理、數據傳輸及集中管理。未來，自動化技術將進一步發展，適用于企業配電網的自動化系統、軟件等也會更加多元，企業需要對配電網發展形勢進行準確研判，加大對自動化技術的投入力度，以此促進配電網的健康穩定發展。