新時期現代配電運檢自動化管理探究

周業康

（國網江蘇省電力有限公司泗洪縣供電分公司，江蘇 宿遷 223900）

現代配電運檢自動化管理是配電領域中重要的技術和手段，具有提高配電效率、減少人為操作失誤和提升供電可靠性的優勢，其中包括智能化設備應用、遠程監控與控制系統以及數據分析與決策支持系統。通過智能化設備、遠程監控與控制系統和數據分析與決策支持系統的應用，可以實現對配電系統全過程的自動化監控和管理。

1 現代配電運檢自動化管理的優勢

1.1 提高配電效率

通過自動化配電管理，系統可連續監測和分析負荷需求、電壓水平、設備性能等各種參數，這種實時監控允許立即識別配電網絡中的低效率或問題。自動化系統比手動過程更快地檢測和響應需求或系統條件的變化，從而允許更快地調整以優化電力分配，通過減少功率損失、最小化停機時間和確保負載分配平衡，提高系統的整體效率。通過監測設備的健康狀況和性能促進預測性維護，通過在潛在問題升級為故障之前將其識別，主動安排維護，減少計劃外的停機時間，并最大限度地延長設備的使用壽命。

1.2 減少人為操作失誤

自動化降低配電和運輸管理中人為錯誤的風險，通過用自動化流程取代人工操作，減少由人為因素造成的錯誤、不一致或疏忽的可能性。遵循預定義的算法和協議，確保任務的一致和準確的執行，有效消除疲勞、注意力分散或其他可能導致錯誤的與人為相關的表現問題的可能性，通過依賴于監測、診斷和控制的技術，顯著減少數據收集、分析和決策中的錯誤率。此外，還能提供內置的制衡機制，以防止出現錯誤，可合并驗證過程、交叉檢查數據，并提醒操作人員警惕系統中的任何異常或不一致情況。通過減少人為誤差，現代配電和交通自動化管理可提高系統的整體可靠性、準確性和效率，將設備故障風險最大限度地降低，減少停機時間，并提高人員和公眾的安全[1]。

1.3 提升供電可靠性

配電和運輸管理的自動化通過便于實時監測、故障檢測和及時干預，顯著提高供電的可靠性。首先，自動化系統連續監控各種參數，如電壓水平、電流流量和設備性能，可立即發現配電網中的異常或潛在故障，及早識別問題，及時采取行動，防止或盡量減少對電源的中斷。其次，自動化系統利用傳感器、物聯網設備和數據分析等先進技術檢測配電設備中的故障，可識別諸如絕緣故障、設備過熱或異常電壓波動等問題，遠程診斷功能使技術人員能夠評估故障的嚴重程度和位置，而無需物理檢查每個組件，從而允許更快的響應時間和更短的服務中斷持續時間。最后，自動化允許在配電系統中實現冗余度量和自修復機制，冗余確保在設備故障時提供可選的電源路徑，降低大范圍停電的風險。自修復功能使系統能夠自動隔離故障，并重新路由電源，以恢復供應到未受影響的區域[2]。

2 現代配電運檢自動化管理的應用

2.1 智能化設備應用

智能電網使用先進的傳感器、通信網絡以及控制系統實時監測、管理電流流，使電力分配情況更為合理，減少能源損失，并有效整合可再生能源。例如：在得克薩斯州的奧斯汀市，某公用事業公司實施智能電網系統，根據該市公用事業公司的報告，實施智能電網技術和智能電表，使在高峰時段的能源消耗減少16%，既能減輕電網上的壓力，也為公用事業公司和客戶節省大量的成本。其中包括智能電表等智能設備，智能電表能夠提供有關能源消耗的實時數據，使公用事業公司能夠更快地識別和修復停電問題，從而減少停機時間，提高客戶的可靠性，智能電網的實施可使能源消耗減少12%，峰值需求減少22%，有助于減少溫室氣體排放和促進可持續性，為公用事業公司和消費者大大節省成本。

又如：某配電公司KEPCO 實現名為需求響應（DR）系統的智能設備應用程序，據KEPCO 報道，DR 的實施使在高需求時期的高峰需求減少10%，參與DR 系統的客戶報告，平均節省15%的電費。該系統允許客戶通過使用智能設備和電器積極參與管理能源消耗，這些智能設備和電器可根據實時定價和電網條件調整電力使用情況。通過該系統，客戶可接收到來自公用事業公司的信號，表明有高需求或電力短缺的時期，并知情地決定何時使用某些電器或設備，這樣有助于平衡電網上的負載，減少對額外發電的需求，并最終降低客戶和公用事業公司的能源成本[3]。

2.2 遠程監控與控制系統

在配電中實施遠程監控系統可對系統進行有效的監測和控制，而不需要由人員進行持續的物理存在和手動檢查。通過遠程監控，在配電系統的各個點安裝傳感器和監控裝置，以收集電壓、電流、潮流等參數的實時數據，數據通過無線傳輸或通過專用網絡傳輸到集中控制中心或基于云的平臺。通過該系統，操作人員可遠程訪問和監控配電系統不同部件的性能和狀況，可實時識別任何異常或故障，如電壓波動、電源損失或設備故障，允許在潛在問題升級并導致中斷或故障之前快速檢測。具有遠程控制能力，操作人員可遠程調整配電系統的設置和參數，以獲得最佳性能。在配電系統中實施遠程監控系統，顯著提高工作效率，減少停機時間。例如：電力研究所（EPRI）進行的一項研究發現，使用遠程監控和控制系統的公用事業公司的中斷持續時間減少30%，中斷頻率減少40%。在節省成本方面，EPRI 研究估計，采用遠程監測和控制系統的公用事業公司，每年可在減少檢查成本和改善資產利用方面節省高達150 萬美元。據美國國家消防協會（NFPA）報告顯示，使用遠程監控的公用事業公司報告稱，與身體檢查相關的工傷人數減少60%。由此可知，遠程監控系統是配電運檢自動管理中的重要部分，能夠顯著提高運行效率，降低成本，提高系統的可靠性和安全性。

2.3 數據分析與決策支持系統

數據分析和決策支持系統可分析來自不同地區的電力需求數據，以及來自用戶的實時用電數據，預測未來的電力需求，并進行相應的電力分配，分析來自配電系統的電壓、電流和功率因數數據，以識別有潛在問題的區域，并優化配電。例如：某市電力配供系統中，由多個變電站將電力供應給不同地區的用戶，因該城市的電力需求呈現明顯的季節性波動，傳統經驗法已無法滿足電力需求的合理分配和供應。為了解決這一問題，決定利用數據分析和決策支持系統優化配電，確保電力供應的可靠性和高效性。收集來自不同地區的歷史電力需求數據以及用戶的實時用電數據，使用數據分析方法對這些數據進行處理和分析，以建立電力需求預測模型。該模型結合季節性波動、天氣因素和其他相關變量，可以預測未來各地區的電力需求。具體數據如表1 所示。

表1 電力需求數據表

該系統利用天氣數據預測與天氣相關的電力中斷，并采取預防措施，分析歷史停電數據和維護記錄，識別反復出現的問題，提高配電系統的整體可靠性[4]。

數據分析和決策支持系統可分析來自道路傳感器、攝像頭和GPS 設備的交通流量數據，以識別交通擁堵區域，并提出替代路線，可分析來自收費站的車速和入住率數據，以優化收費價格和鼓勵拼車。例如：某個擁擠的城市中，道路交通流量高峰時段經常發生交通擁堵現象，給居民帶來很多不便。為解決該問題，市政府決定利用數據分析和決策支持系統進行交通流量優化，安裝道路上的傳感器、攝像頭和GPS 設備，以收集實時的交通流量數據。這些設備可以獲取車輛數量、速度、位置等信息。數據分析人員將這些數據導入決策支持系統中，利用機器學習和數據挖掘技術，對交通流量進行分析和預測。具體數據如表2 所示。

表2 交通流量數據表

該系統可使用實時的公共交通數據提供準確的時間表和最小化延誤，分析燃料消耗數據，以確定節油機會和減少與運輸相關的排放，該系統分析事故和路況數據，以改善道路安全和維護規劃[5]。

綜上所述，現代配電運檢自動化管理是配電領域中的重要技術和手段，在提高配電效率、減少人為操作失誤、提升供電可靠性等方面具有重要作用。通過智能化設備、遠程監控與控制系統以及數據分析與決策支持系統的應用，可實現對配電系統全過程的自動化監控和管理。在未來發展中，需要進一步研究和應用新技術，提高現代配電運檢自動化管理的水平和效能。