配網運維中配網自動化技術的應用研究

國網青海省電力公司西寧供電公司 謝永鑫 王逸彬

目前，在我國配網系統中分為三個模塊，分別為電力用戶、發電廠以及配電網，面對如此較大的規模要求，需要通過對自動化技術的應用實現有效控制。配電網框架處于電網系統的末端位置，在連接著輸電網絡的同時，對各種電力用戶完成連接，實現對電能的供給，在整個電力系統中分布較廣、使用價值高，同時也是較為復雜的電力系統。因此，需要積極重視對配網系統的運行維護，結合系統自身特點進一步完善其體制，通過對多個線路設備的有效監控，實現更加精準的遠程控制[1]。

從安全性角度來看，通過對配網自動化技術的應用后，可加強對互聯網資源的挖掘，對互聯網產生的數據進行充分利用，對電氣設備運行過程中產生的參數能夠詳細記錄，工程人員可以此為基礎，通過程序編寫以及操作指令輸入的方式實現遠程控制，展開有針對性的運維管理。高效率的運維管理模式可快速對系統產生的故障進行分析，盡早檢查出故障隱患，并做好及時處理；從開放性角度來看，由于對網絡資源進行了大量的應用，因此該系統可實現與其他系統之間的有效連接，并通過與其他系統之間的聯系，達到信息共享的效果，最終逐漸提升配網系統的運行能力[2]。

1 某地配網運維中常見故障及常用配網自動化技術類型

1.1 閃絡

閃絡故障是配網運維中比較常見的故障類型，某電廠在電網建設的過程中，一些配網線路以及電力設備受到不可抗力的影響，長期暴露在自然環境中，導致經過長時間影響線路設備表面出現破損現象，表現絕緣部分受到嚴重損害。

1.2 過電壓

過電壓也是配電系統中常見的故障類型之一，過電壓指的是電壓超過額定值的異常現象。過電壓可能由多種原因引起，包括雷擊、電力系統事故、電動機起動和停止時的瞬態過電壓等。過電壓對配電系統的影響是嚴重。首先，過電壓會導致設備和元件的絕緣損壞，從而增加了設備故障的風險。其次，過電壓還會造成電氣設備的損毀，使其提前老化甚至失效，給運維工作帶來一定困擾。此外，過電壓還可能引發系統的短路和火災等危險情況，對人身安全和財產造成威脅。面對該故障現象，可通過對配網系統中的電流電壓量進行約束，具體約束過程如下述計算公式所示：Ii≤Iimax、Umin≤Ui≤Uimax，其中：Ii表示配網系統流過的電流，Iimax表示系統最大電流限制，Ui表示系統負荷點產生的實際電壓，Uimin表示電流最大值產生的限制。

1.3 人力資源配置管理

人力資源配置管理故障屬于外部產生的故障，受各種人為因素的影響，在進行資源配置的過程中，有時會出現規劃設計不合理現象，導致安全事故發生。另外，在維修過程中，部分工作人員有時會出現檢查失誤的現象，直接造成線路工作效率的下降，對電網整體建設產生極其不利的影響。為此，需要進一步增強人為意識，重視對人力資源的配置管理。

1.4 監控技術

監控技術是某電廠配網自動化常用技術類型，通過對該技術的應用，可對系統自身存在的監測功能進行改進，對故障頻率進行全面分析。在監控技術的應用下，某電廠通過對互聯網資源的有效利用，進一步實現對系統數據的收集與分析，并且對系統數據進行合理傳輸，提高了系統整體的維護效果。另外，在監控技術的應用下，配網自動化技術可加強對系統終端數量的控制，實現對信息數據有效傳遞，使系統數據交換過程逐漸加快。

1.5 新型通信技術

新型通信技術是在現代信息技術基礎上發展而來的，比如某電廠通過對新型通信技術的利用，實現了信息之間的快速傳遞，保障系統供電的效率，同時還具有良好的電能資源節省效果以及良好的性價比。在新型通信技術作用下，某電廠配網系統運行維護過程中產生的信息會進一步完成輸送，后續在運行維護過程中，通過對光纖通信技術應用完成對設備的全面檢查，并加強對頻率的有效控制，最終對配網功能進行豐富拓展。例如，某電廠實施配網自動化技術的過程中，通過自動化系統配電范圍進一步擴大，包括建立多個開閉站、獨立小區配電、刀閘室和箱式變壓器，其中在信號功能設置方面進行優化改良，具體內容見表1。

表1 通信信號功能改良表

1.6 配電系統集中化技術

某電廠配電系統集中化技術主要應用于分布式網絡系統中，對于配電系統集中化建設產生重大作用。在配電系統集中化技術作用下，系統中的用戶信息以及服務系統之間連接會更加穩定，系統維護效果更加突出，實現集中化的統一管理。在集中化技術作用的下，某電廠系統能源建設進行不斷改善，使主站與變電站之間的關系更加穩定，最終實現統一的集中化管理，提高系統的正常運行。例如，某電廠在配電線路連接形式上，參數設置方面實施集中化處理，具體處理內容見表2。

表2 配電線路連接形式集中化處理表

2 配電網自動化技術在配網運維中的應用分析

在對某電廠配網系統進行管理和維護的過程中，通過借助配網自動化技術來對配網系統的運行狀況進行全面、細致地監控，及時地發現并解決配網系統在運行過程中出現的故障。在對配網系統進行管理和維護的過程中，通過自動化技術來對配網系統運行過程中出現的各種故障進行快速、準確地檢測和定位，通過配電自動化設備來對故障情況進行詳細的記錄，同時還可以借助配網自動化設備來及時地將故障信息傳遞給相關的工作人員。在對配網系統進行管理和維護的過程中，某電廠利用配網自動化技術來實現配網運維狀態下的實時監控，借助故障自動定位、自動隔離，以及自動恢復等功能，來對配網系統運行過程中出現的故障進行有效的處理，最終達到提高配網運維水平和質量的目的。

2.1 故障檢測技術應用分析

對于某電廠現有配電網所應用的自動化技術，技術人員可以對故障監測技術在配網運維中進行全面地應用。借助故障檢測技術，工作人員可以對配網運維過程中的多種故障信息進行有效地采集與分析，在此基礎上實現對故障分離方案的編制。同時，還可以自動下達命令，對工作人員進行故障報警提示。某電廠工作人員在對故障檢測技術進行應用的過程中，還對異常故障檢測模塊、二次設備異常故障問題以及網絡安全分析等諸多模塊進行有效地設計應用。值得注意的是，配電網自動化運維管理系統的構建，需要根據供電所的實際需求來進行有效地設計，通過對永久性故障、瞬時故障以及負荷過濾故障進行有效的區分，借助配電網自動化終端；來對故障程序進行有效的控制。

例如，當對話框中的某個節點中的對應饋線運行狀態出現異常時，對應信息欄中不會存在遙信報告的情況，但是故障數據欄中的設計接收值以及處理數值皆為0，并且會顯示出故障的成因，造成電流過流問題或斷路器閉鎖等問題[3]。

2.2 配電網故障恢復技術

針對某電廠配電網故障的恢復工作而言，須對網絡拓撲以及設備容量進行有效地約束，從而對配電網進行結構重組，在最短時間內，將非故障失電部位的負荷成功的轉移至正常運行的饋線設備上。為有效地對配網運維職工的故障問題進行恢復與處理，某電廠技術人員在借助配電網自動化恢復技術時，對以下事項給予關注與重視：第一技術人員甄選科學合理的恢復算法，以此來加快故障恢復速度，同時提高數據預處理效率；所甄選的故障恢復算法的運行效率要高，由于數據處理量的龐大，使得恢復算法的性能需要始終保證在平均水平之上；第二將用戶的用電需求作為首要任務，當故障恢復后，需要優先對等級高的負荷地區進行恢復供電。

同時，技術人員還對配電網的運行可靠性進行科學的評估，以此來規避故障負荷對剩余饋線的影響，保證用戶的正常用電，其可靠性損失計算公式為：，公式：Bl代表著配電線路的故障率，kl代表著配電線路的折損系統，kk代表著配電網線路中開關設備的折算系數，m代表著配電網系統中的開關數量，n代表著區段數量，Bl代表著開關設備的實際故障率。

此外，技術人員還需要對用戶停電損耗以及停電時長之間的關系進行分析，二者的關系公式為：，式中：n代表著用戶種類數量，ci代表著第i個用戶的用電量占比總用電量的數值比例，Li代表著第i個用戶的實際負荷比例，m代表著停電的實際次數，fc（t）代表著綜合停電損失系數。若借助其停電損失函數來對停電損失進行計算，其公式為：，式中：tj代表著第j次停電的時間，Pj代表著第j次停電的負荷損耗，m為總停電次數。

2.3 配網信息管理技術應用

配網系統的結構相對較為復雜。在進行配網運維時，需要充分的借助好配網信息管理技術，來對配網信息進行有效的采集，降低技術人員的工作量，同時提供技術人員對于配網故障的判斷精準性，最大限度地提高運維效率及質量。

為切實提升配網運維的穩定性，提升配電自動化水平，某電廠技術人員將配電主站與當前信息管理技術進行有機融合，從而對配電運維過程中所產生的海量數據信息進行有效地提取，并對其進行分析處理。充分的配網信息管理技術，實現配網運維的自動化管理。同時，將二者進行統一化運維，有效降低配網運維的風險性，對配電系統的拓撲的結構進行優化設計。最大限度滿足當前配網運維的基本需求，切實提升配電質量，滿足用戶的基本用電需求。總而言之，隨著我國經濟水平不斷提升，我國社會對于電力的需求也逐漸增多。因此，電力企業需要重視對配網自動化技術的應用與推廣，從而提高電網運行穩定性以及安全性[4]。

3 案例分析

為切實提高配網自動化技術在配網運維中的應用質量，筆者以自身的工作經歷為例，對本文論點進行論證分析。2022年8月6日，電廠配電網運維線路出現單相接地故障，在故障發生初期，調度后臺僅存在故障配電站電壓越下限的信號，調度人員根據配電站的電壓變化情況，對其故障進行判定，認為該故障為母線接地故障，經檢修發現，運行線路的B相接地，電廠調度人員斷開開關后，立即通知運維人員進行帶電巡線。檢修人員接到帶電巡線的時間為17:42分，檢修人員到達故障點的時間為19:53分，中間兩個多小時的時間內，全線處理停電狀態，大量的時間都被浪費在故障點的檢索上，導致沿線用戶無法正常用電。

2023年7月6日，電廠該線路再次發生故障，在配網自動化技術的介入下，調度系統發出開關跳閘信號，調度人員根據告警信號進行故障判斷，并對故障位置進行開關二次合閘，并對后段線路進行隔離。在配電自動化技術的介入下，對故障區域進行自動隔離，并對非故障區域進行供電恢復，整個過程的持續時間為2分30秒，有效地降低了對沿線用戶的影響，同時也幫助運維人員減少作業量，提升了工作效率。