試論配網運維管理中配網自動化技術的應用

國網眉山供電公司 劉 凱

1 引言

國民經濟的不斷發展促使我國電力行業獲得空前發展，而隨著我國科學技術水平的不斷提升，各類電力技術也相繼被研發出來，并在電力系統建設運行中發揮了非常重要的作用。近年來，國家經濟發展及人民生產生活對電力供給側的要求越來越高，尤其對電力供應安全性及穩定性的要求已上升到更高層次，為此，電力企業應持續加大自動化技術研究及應用，努力提升電力自動化水平。在配網運維管理實踐中，通過相關自動化設備技術的科學應用，可在有效提升電力系統運行穩定性基礎上，提升電力系統運行質量[1]。

配電網系統中，若電廠、輸電線路任何一個環節出現故障，必將引起電力系統故障，對用戶用電安全性產生不良影響。隨著近年來自動技術應用范圍的進一步擴展，相關技術在配電網系統中有效應用顯著提升了配網自動化水平，保證了電網運行效率及安全。本文基于配電自動化系統對配電網安全運行的影響及配網自動化技術原理分析，對配網運維管理中配網自動化技術的實際應用展開詳細介紹，為相關企業提供了有益借鑒與指導。

2 配網自動化技術原理

配電網自動化是指對配電網絡中的主要設備（配變、線路、負荷開關等）進行信息采集，在配電網發生故障或非故障情況下，通過控制、監視、測量等設備，自動完成故障的隔離和非故障區域的恢復供電，是配電自動化系統中最核心的組成部分，也是實現配電網運行優化與控制的基礎。對配電網實現自動化是當前我國智能電網發展中的一個重要方向。配電自動化技術具有信息采集、處理、通信等功能，能夠自動完成對配電網絡各環節運行狀態的監測、控制與調節。主要包括饋線自動化技術、配變自動化技術和配電裝置自動化技術，其中饋線自動化技術是配電系統中最重要的自動化方式之一，包括基于通信技術的配電網故障監控和管理功能，基于智能電子設備（IED）技術的配電系統故障分析和控制功能，基于計算機和通信網絡技術的配電網故障處理功能。

配網自動化的實現方式主要包括：一是利用自動化設備實現配電設備的監控和管理；二是通過軟件系統進行數據信息的采集和管理；三是通過網絡通信技術實現配電網絡信息的傳遞。

這三種方式分別針對不同的配電設備和不同的配網線路，能有效地提高配網運行的安全性和穩定性。第一種方式能夠實現對配電設備和線路的監控、管理，但設備和線路之間需要通過無線通信技術進行連接，對通信技術有較高要求；第二種方式主要針對配網線路進行管理，能夠實現對配電線路信息的采集和管理，但同時也存在著一定的問題；第三種方式主要針對配網設備進行監控，排除電網運行風險，并對電氣系統運行情況進行監督和檢查，一旦發現故障問題，系統可以通過智能識別的方式具有針對性地進行調節，使目前存在的問題可以很大程度地被調整，使電氣系統安全地運行。

3 配電自動化系統對配電網安全運行的影響

電力配網自動化系統建設中，常用自動化技術包含自動采集技術、自動化饋線技術、自動停電協調技術等；而從系統構件上看，主要包含通信系統、配電終端包含配電主站、子站等，如圖1所示。配網主站是配電自動化系統中最核心構件之一，其主要功能是實現電網系統運行數據的自動化采集與存儲，以及實現停電協調監控；而子站系統功能則是緩解主站通信壓力，實施控制區域的穩定監測。配網終端是配電網系統中核心輸出設備，其主要通過自動化饋線技術、仿真技術綜合應用，將配電主站、子站系統融合為一個有機整體，共同構成相對完整的配電自動化系統。

圖1 配電自動化系統組成

供電可靠率（RS）是衡量配電網運行安全性高低的重要指標之一，供電可靠性高低程度對用戶用電安全性、穩定性產生著非常重要的影響，據相關單位統計，因配電網故障造成的停電概率最大，幾乎超過80%的停電事件均由此引起，因此，在配網運維管理中，相關技術人員應通過分析供電可靠率數據，掌握配電網系統運行狀況。供電可考慮（RS）計算表達式為：

進一步分析發現，用戶平均停電時間與統計周期時長及電力修復時間相關。

本研究旨在探尋配電網安全運行的有效措施，首先要明確配電主、子站、配電終端及通信系統對配電網安全運行的影響。

3.1 配電主、子站對配電網安全運行的影響

在配網自動化系統中，配電主站與子站承擔了大部分配電系統數據信息處理及傳遞功能，是整個自動化系統中的中樞控制系統。從某種層面講，配電主站及子站系統規模于配電系統運行可靠性密切相關，當主站規模過大時，與之相匹配的配電子站建設規模也應該擴大，不僅增加了建設、運維成本，還可能造成主站利用率降低，對供電企業而言，無疑是事倍功半效果[2]；當配電主站規模過小時，配電子站規模也應該適度縮小，由此造成的問題是系統數據處理能力不足、故障信息無法得到及時有效的處理，從而造成用戶停電時長增加，對用戶生產生活均帶來不利影響，為此，在配網自動化系統建設中，一定要結合電力系統規模合理配置配電主站、子站規模，依據數據體量協調配置，保證配網系統運行能力、運行安全性滿足供配電可靠性要求。

3.2 配電終端對配電網安全運行的影響

配電終端是配電網系統中最核心部分，是一種集多項功能于一體的自動化裝置，具備通信、控制、監測及保護等功能，可以實現配電網的集中監控和管理，在提升配電網供電可靠性及供電質量方面發揮著非常重要的作用。配電網自動化的主要特征之一是實現配電網系統運行的各種自動化控制，包括自動故障診斷、自動重合閘、自動隔離和自動恢復供電等。這些自動化技術能顯著提升配電系統可靠性，減輕配電人員的勞動強度，實現智能配電。

在自動化系統的建設過程中，必須加強對自動化系統相關設備和軟件的安全檢查，確保所有設備都處于安全狀態，例如，在電網自動化系統中安裝監控系統可以有效地提高其運行穩定性和可靠性。此外，通過自動化饋線技術在配電終端系統中的科學應用，能夠較少停電故障排查、處理時間，從而大幅降低停電時間對用戶的影響，保障用戶用電穩定性[3]。

3.3 通信系統對配電網安全運行的影響

通信系統是配電網安全運行的基礎，是整個配電網中信息傳遞的橋梁，其主要功能是及時將配電終端產生的數據信息傳輸至配電主站系統，由配電主站整理分析后經通信系統反饋至配電終端，最終實現自動化處理。但是由于各種因素的影響，目前配電網通信系統還存在一些不足之處，例如通信速率低、信息傳輸不穩定、系統可靠性差等，只有合理解決通信系統所存在的問題才能提高配電網的運行質量，進而保障電力用戶用電質量。

當配電通信系統出現運行效率低、傳輸速度慢等情況時，說明通信通道太窄，與配電主站不匹配，最終使配電網運行數據信息得不到技術統計與分析處理，增加配網故障發生率，甚至會增加停電故障發生率，嚴重影響用戶用電安全性[4]；當通信系統精度較低時，在實施數據信息傳輸時就會造成數據信息準確性不足，導致配電主站制定應對故障的方案時間存在滯后性。隨著網絡通信技術的進一步發展，目前光纖通信技術得到了廣泛普及，為提升數據信息傳輸穩定性及準確性提供了保障，從某種程度上講對保證自動化配電網安全穩定運行奠定了良好的基礎。

4 配網自動化技術在配網運維管理中的實際應用

配網自動化技術作為一種先進的技術，具有很強的實用性，可以實現對整個配電網的監控和管理。通過采用配網自動化技術，可以實現對配網運行狀態的實時監控和管理，并能根據運行狀況及時調整配網系統中的各項參數，從而保證配網運行的可靠性和安全性。同時，還能利用配網自動化技術對配網系統中出現的故障進行及時、有效的處理，從而盡可能地保證配網運行的可靠性和安全性。我國目前已經建設了許多先進、實用、成熟的配網自動化系統，如上海、武漢等地都已經將配網自動化技術應用到實際運行中，取得了良好效果。這些配網自動化系統不僅能實現對配電設備和線路的實時監控和管理，還能實現對配電系統中各種參數的實時監測和管理，并能對故障進行及時、有效的處理。

5 應用效果分析

配網自動化技術在配網運維管理中的應用，可以對配電運行進行實時監控，并實現配電運行的實時監控、故障定位、故障隔離等功能，并能通過對配電運行數據的統計和分析，實現對配電系統進行優化，進而達到提高供電效率、降低供電成本的目的。

首先，配網自動化技術可以實現對配電線路運行狀態的實時監控和故障定位功能，能在第一時間內發現配網線路中存在的故障，并通過自動化設備對其進行自動處理，及時切斷故障電流，避免出現大面積停電事故。

其次，配網自動化技術可以實現對配網運行中各種數據的采集和處理功能，并能對故障數據進行實時統計和分析。通過配網自動化技術的應用，可以提高配網運行效率和供電可靠性，避免由于配電網絡故障而造成的停電事故。

最后，配網自動化技術可以實現對配電設備運行情況的實時監控和數據采集功能，能及時發現配網中存在的問題并進行相應處理。因此，在配網運維管理中應用配網自動化技術具有良好的應用效果。

6 結語

隨著國家經濟發展要求的進一步提高，對電力供應質量及安全穩定性也越來越高，為此，對于電力企業而言，應加大配網自動化技術研究及應用力度，努力提升配網自動化水平。在配網運維管理中，通過相關自動化技術的科學應用，不僅能提高配網運維管理的水平，還能有效降低配電企業的生產成本，提高經濟效益。本研究通過分析配電自動化系統對配電網安全運行的影響，對配網自動化技術在配網運維管理中的實際應用及實際效果展開論述，希望能為提升電力企業的配電系統質量，保障用電質量安全性及促進我國電力行業健康穩定發展提供幫助。