電力自動化系統技術在配電網運行管理中的應用探討

蔣一鳴 周忞剴

國網上海金山供電公司 上海 200540

目前,電力供電系統在不斷發展,配電自動化技術在電力系統中的應用緊跟當前科技發展的步伐逐漸發展,在當今的配電網運行管理中充分應用,有利于提升配電網運行的效率以及穩定性。配電網的自動化應用了多種先進的技術,能夠自動收集和處理配電網數據,從而實現自動處理問題。電力自動化系統技術還能夠對配電網的設備和線路進行實時的監控和保護,對配電網運行過程中出現的故障進行處理,將配電網故障帶來的影響范圍縮小,從而能夠使配電網供電的質量以及可靠性得到提高。應用自動化技術有利于提高電力服務質量和水平,大大提高工作效率,確保電力供應持續穩定,滿足人民群眾的實際需要。其次,應用電力供電系統自動化技術,能夠使電力供應商對控制電源、電壓、功耗、負載等相關的知識數據進行監視,從而獲取第一手資料,分析得出結論并根據情況進行調整,從而提高供電服務質量。自動化技術進入電力系統是不可逆轉的,電力相關行業的從業人員和管理者必須正確認識自動化技術對電力系統的影響,了解信息技術在配電網中應用的必然性,探索自動化技術的框架、運行模式及其與電力行業的契合點。

一、在配電網運行管理中應用電力自動化系統技術的意義

(一)有利于提高供電質量

電力自動化系統技術就是綜合計算機網絡、通信以及電子這三種技術,實時監控、維修以及管理電力工程中的配電網系統運用狀態以及事故情況,從而能保證配電網系統處于安全運行狀態下的一種電力自動化技術,它可以應用到每個終端程序系統中,可以達到實時監控配電網絡運作經過中電能、頻率、負載等數值的改變,還可以實時監控經過每個裝備運作的動態變化,能夠平均用電功率,進而合理地提高了全部配電網絡的供電質品質以及安全,大幅度提升配電網系統運行的綜合性能[1]。

(二)有助于提高供電可靠性

運用電力自動化系統技術到配電網運行管理中,有利于提高供電可靠性。因為造成配電網異常情況和故障的原因十分復雜,并且發生過程十分迅速,如果沒有第一時間對其進行預判和處理,既會給設備和相關人員帶來危險,又會導致配電網絡大范圍崩潰,從而出現大范圍停電的情況,還會造成嚴重的經濟損失。因此,運用電力自動化系統技術可以及時地梳理和監控煩瑣的配電網絡,在出現問題后立刻分析、研究相關緣由,進而為運行人員提供解決問題的數據和信息,能夠在配電網系統出現故障的情況下,幫助維修人員快速找到引起故障的原因,精準地進行維修,從而能夠在短時間內恢復供電,提高供電的可靠性。

(三)有助于提高供電經濟性

電力部門以及工作人員的工作目標大多是減少配電線路的損壞、降低供電的成本資金。在配電網運行管理中應用電力自動化系統,可以優化配電網的運行、提高電源的等級、將大導線的截面擴大,還可以借助電力自動化系統技術補償電容器,從而減少線路自身的損壞。此時,電力自動化系統技術可呈現網絡拓撲剖析、狀況預計、最佳潮流運算、負載預測等種種性能,從滿足配電網絡調度運作的經濟性,在不加大投入資金的情況下,達到完善配電網運作形式以及縮小線損的目標,從而降低配電網供電的經濟損失。除此之外,在配電網運行管理中運用電力自動化技術,能夠降低相關工作人員的工作強度,為工作人員的安全提供保障,幫助維修人員快速找到故障并維修,能夠提升配電網的供電效率。在配電網實際運行過程中應用電力自動化系統,還能夠對配電網的運行情況在線實時監控,并能快速得到監測的數據,從而大大降低配電網的運行成本。

二、配電網運行管理存在問題分析

(一)配電網運行管理跟不上時代的發展

電力配電網供電以及自身的傳輸通道在傳輸供電的過程中不能適應城市化發展的需要,其電力的最大容量以及電源的輸電能力都不能夠滿足大多數城市的需求,不能夠滿足大型商業規模以及商業用戶或者是居民用戶的使用。除此以外,配電網在輸電的過程中,由于輸出線的半徑有限,并且輸出線的半徑無法增大,從而導致配電網在運行過程中出現多種問題,不能緊跟時代的發展,不能滿足人們的使用需求。

(二)配電網的運行結構不夠合理

為了進一步滿足城市建設的需要,需要設置合理的運行結構,由于目前配電網的傳輸率逐漸增大,受電力超負荷以及不可靠供電的影響,限制了電力自動化系統在配電網運行管理中的發展,導致現有的電力系統結構不能滿足城市相關規劃設計的需求,導致配電網結構出現了不合理的情況,從而導致配電網不能穩定正常地運行。除此之外,配電網結構在形成以后,隨著時間的推移會出現各種問題,如果不能夠及時地更換老化的配電網線路并及時地檢修配電網,可能會出現電力長時間超負荷的情況,會加大能源消耗,導致線損率過高,還可能會導致電力設備的損害程度加重。因此,在建設配電網運行結構時,需要投入大量的人力、物力以及財力,不斷地精進技術,更新配電網結構,從而為配電網的穩定運行提供保障。

(三)實施過程艱難

運用電力自動化系統到配電網運行過程中比較艱難,由于目前人們對電力的需求日益增大,對供電的可靠性以及穩定性也有了更高的要求。在更新電力系統的過程中,需要充分地應用電力自動化系統,在配電網運行管理中需要借助現代技術,例如使用計算機技術、配電網設備以及遠程設備等技術進行運行監控管理,但是在具體實施過程中,由于沒有實際的技術保障電力自動化系統在配電網運行管理中的應用,從而導致了電力自動化系統應用的難度加大,在一定程度上限制了電力的發展。

三、電力自動化系統技術在配電網運行管理中的運用分析

(一)充分運用電力自動化系統的智能開關

為了更好地實施配電網運行管理,可以通過使用電力自動化系統的智能開關進行控制。這個智能開關是指對配電網工作實行監控的電氣自動化體系中的一種設施,它的運行原理是在不借助任何通信系統的情況下,可對配電網系統進行自動檢測,對配電網運行過程中出現的故障及時進行隔離,同時恢復故障區的供電。如果在借助通信系統的同時連接智能開關,就能利用智能開關的控制單元自動控制配電網運行,因為在通信系統的輔助下搭配開放協議,可以使用遙控接口與控制中心之間建立聯系,就能夠直接進行遙控。在配電網出現運行故障時,就可以使用智能遙控的斷路器斷開電路的供電,使饋電開關跳閘,如果能在電線桿上裝上自動重合閘裝置,還能在電網的遠動和斷點系統的配合下,提高供電的可靠性[2]。

(二)運用故障排除功能

在配電網運行管理的過程中,運用電力自動化系統的故障排除功能能夠快速地解決故障。操作者可以根據實際的配電網工作情況,選擇合適的操作方法對計算機進行遠程操控,并根據電網的性質和特點,融入遠程計算機的運行程序中,做出適當的改善和調整,同時設置合理的步驟來推進系統的運行。在進行配電網運行故障探究與處理時,采用電力自動化系統的故障排除功能就能及時地判斷并計算出現的問題。因為電力自動化系統的故障排除功能模塊里可以快速采集故障數據,并利用故障排除功能隔離排除故障,同時對故障區恢復供電,另外能夠利用SCADA系統全方位地分析電網的工作狀況,快速找到出現問題的位置并進行分析處理,保證配電網在運行過程中出現了問題能快速消除,將這些問題造成的損失減小到最小。

(三)運用電力自動化系統的饋線自動化模式

饋線自動化模式是聯合運用分段器和重合器,確保電力系統可以安穩運行,也就是當配電網運行過程中能夠歸納發生故障以及問題的線路,斷定故障出現的因素以及詳細部位特性,從而能夠根據實際情況合理解決配電網運行故障,保證實時正常供電[3]。除此之外,在電力自動化系統的饋線自動化模式下,為了能夠準確及時地將出現的故障進行切除,可以采用具有智能型功能的負荷開關切除故障,從而恢復非故障段的正常供電。

(四)運用電力自動化系統中的地理信息系統

電力自動化系統中的地理信息系統主要是在用戶服務以及故障定位等方面應用比較廣泛,在配電網運行管理中充分運用地理信息系統,可以增大配電網自動化系統的使用功能,并且還可以準確地定位分析配電網運行時出現的故障并及時地做出隔離處理,從而提高配電網運行的質量[4]。

(五)運用電力自動化系統中的自動重合器

自動重合器的運用原理是將兩個電源相連的電網分為多個部分,并在每個部分的兩側安裝重合器,兩端的重合器在配電網運行過程中發生電力故障時就能被及時分斷,進而隔離故障,將故障的影響范圍降到最低,同時也能降低電力故障所產生的經濟損失,提高配電網供電。并且分辨每段電力故障都可以根據自動重合器關合故障的時間來進行分析判斷,所以在設計整個自動化重合器方案的時間時,要確保變電站內的斷路器在電網出現故障時能夠先行跳開,隨后再斷開線路短路器,從而能夠保障提高自動重合器的斷電作用。

(六)運用電力自動化系統在線監控配電網的運行

運用電力自動化系統能夠對配電網的運行實施在線自動監控,可以通過網絡信息系統監督配電網的運行,并對運行過程中出現的問題進行修復,實現在線自動監控,并對出現的各種故障進行及時的預警,從而保障配電網的正常運行。在做好在線自動監控系統建設的同時,為了實現對配電網運行的實時監控,還需要充分構建配電網自動化系統中的自我診斷功能,可以在配電網系統中融入現代電子自動化技術以及通信技術,充分應用多方面的技術,從而實現實時監控,并及時地控制處理配電網運行過程中的可能出現的問題,從而保證供電過程順利、高效地完成。

(七)運用信息采集技術

在配電網運行管理中,運用信息采集技術,能夠檢測配電網線路。自動化信息采集技術充分應用了通信網絡技術,可對配電站設備進行遠程監控,能夠實時了解配電網的運行情況以及掌控配電網出現的故障信息,幫助檢修人員快速地對配電網的故障進行檢修。同時,信息采集技術還可對用戶的實際用電數據進行遠程采集和共享,對出現的各種異常信息能夠有效檢測,并智能化地、及時地異常信息以警報的形式發給配電網管理者以及維修者,方便相關人員能夠快速掌握配電網運行的異常情況,第一時間得到相關數據并根據數據快速處理異常故障,從而能夠快速恢復供電。因此,在配電網運行管理中,充分運用信息采集技術,能夠縮短配電網故障維修的時間,使相關維修人員能夠參照相關的采集信息,高效準確地對配電網故障進行維修,從而提高用戶在日常生活中用電的安全與可靠性[5]。

(八)運用自動化調度技術

電力自動系統化的自動化調度技術能夠快速采集配電網的運行情況以及數據信息,同時還能根據配電網電源的荷載量以及實際分布情況和用電高峰期來合理地調度電力,全面控制電網運行,提高配電網的運行效率。當電力供應狀態為正常時,自動化調度技術能高效管理配電網電能損耗,并電網運行時出現的電能損耗進行分析,自動調節電網的運行,減少配電網能源的整體消耗,為配電網的正常運行提供保障[6]。

(九)運用仿真技術

在配電網運行管理中,可以運用電力自動化系統的仿真技術進行仿真練習,對饋線、用戶需求、變電站以及配電網等進行自動化管理,從而有利于技術人員了解電力自動化系統操作程序和相關技術知識、電網運行管理知識等,有利于提高操作人員的操作水平,降低在操作過程中出現的錯誤率,為技術人員的人身安全提供保障。

結語

隨著科學技術的發展,我國電力自動化技術的應用也在不斷發展。目前,不管是城市還是鄉村的配電網系統都進行了大規模的改造,在配電網運行管理中充分運用電力自動化系統技術,能夠使電力企業對配電網的電力運輸進行實時監控自動化管理,減少人力物力的開支,同時也能夠使配電網運行結構以及電力運輸科學合理運行。除此之外,加快配電網自動化建設,既可以達到快速分析判斷故障的效果,還可以將配電網故障而導致停電的影響范圍縮小,同時可以將配電網運行的成本以及經濟損失降到最低,又可以降低電力系統的運行成本、配電網運行的經濟損失,同時也能滿足商業用電、城市化大量用電以及居民用電等各種用供電需求,在滿足需求的同時也能提高供電質量,使配電網能夠穩定運行。同時,也能夠在一定程度上保障配電運輸過程的安全性,還能為電力用戶的用電安全提供保障。