電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化建設(shè)

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摘要：隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高，對電力的需求也在激增中。為了滿足生產(chǎn)生活對電力的使用需求，國家逐步投入建設(shè)自動化的配電網(wǎng)工程。這是一項需要周密規(guī)劃，并投入巨大資金，應(yīng)用復(fù)雜的技術(shù)要求，涉及方方面面的綜合性工程。文章對電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化建設(shè)策略進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；配電網(wǎng)工程；自動化建議策略；電力需求；供電效率；電力質(zhì)量

配電網(wǎng)實施自動化應(yīng)用對于科學(xué)分配電力、合理應(yīng)用科技成果促進(jìn)電網(wǎng)發(fā)展有著重要意義。通過自動化工程，不僅可以有力提高電網(wǎng)的供電效率、電力質(zhì)量，還可以合理緩解電網(wǎng)壓力，釋放電網(wǎng)潛能，減少故障頻率，并提高電網(wǎng)的服務(wù)能力。自動化工程可以幫助電網(wǎng)自我檢查，縮短故障檢修、處理時間，進(jìn)一步提高電網(wǎng)安全性與穩(wěn)定性。這對于極度依賴電力的現(xiàn)代化社會來說，是具有重大意義的一項改造工程。

1研究背景

配電網(wǎng)自動化工程的定義一般可以理解為，利用先進(jìn)的通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，依托各類自動化設(shè)備，通過計算機(jī)系統(tǒng)，保護(hù)電網(wǎng)，控制發(fā)電，檢測問題，計量電力使用狀況，并據(jù)此為供電事業(yè)單位提供各類信息，簡化管理難度，提高供電效率與電力質(zhì)量。通過自動化的配電，有助于了解用戶的各類需求，并調(diào)整電網(wǎng)的供電量與價格，達(dá)到經(jīng)濟(jì)性、科學(xué)性、安全性并重的發(fā)展目標(biāo)。當(dāng)然這是一個系統(tǒng)的綜合性工程，對于電力企業(yè)的管理模式、設(shè)備改造都是一個巨大的調(diào)整，最終形成一個統(tǒng)一的服務(wù)型電網(wǎng)。這一工程的基本原理是，通過分段開關(guān)將本來是統(tǒng)一運行的線路改造為不同的幾個供電區(qū)域。這樣一來，即使某一供電部位出現(xiàn)問題，也可以迅速鎖定區(qū)域關(guān)掉開關(guān)，將故障區(qū)域隔離出正常供電的電網(wǎng)中，使得正常運行的其他區(qū)域可以恢復(fù)供電，從而避免了因為某一個小的故障而使得一條線上的電路全部斷掉，造成更大的影響范圍與損失，極大地減少了影響區(qū)域，并使得供電的可靠性增強(qiáng)。

2基本要求

2.1線路的形式應(yīng)該采用環(huán)網(wǎng)型，而且為了保證供電穩(wěn)定性，可以使用雙電源甚至多電源供電系統(tǒng)。

2.2干線的模式多使用分段式。分段式的好處是一旦某段線路出現(xiàn)故障，可以通過切斷這段故障電路而保證其他線路仍然正常供電。一般對于分段式干線供電的建設(shè)原則是：合理利用投資，在充分考慮收益的情況下，實事求是地采用均等原則，或線長相等，或負(fù)荷相等，或用戶量相等，以三千米干線為例，一般分為三段。

2.3拋棄傳統(tǒng)斷路器自動化工程多采用負(fù)荷開關(guān)，既可以節(jié)約成本，減少投資規(guī)模，又可以在故障發(fā)生時，有效隔離故障區(qū)域，使之不影響非故障區(qū)域。

3設(shè)計要點

3.1軟件要具備可維護(hù)性

在配電網(wǎng)滿足了硬件條件，比如可靠的電源，有完善的監(jiān)測、控制設(shè)備，有齊備的線路設(shè)施后，自動化工程的一大重要內(nèi)容就是是否配套了專業(yè)化的軟件設(shè)備。只有軟件硬件配套，才能保障配網(wǎng)自動、安全、穩(wěn)定地運行。通常提到軟件系統(tǒng)，多考慮其可維護(hù)性。一款合適的軟件必須是可以被不斷完善、更新的。基于我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展性，對于電力的需求也在波動變化中，所以配電網(wǎng)的負(fù)荷也在變化中，如果配電網(wǎng)的自動化軟件不能有效維護(hù)波動變化的電網(wǎng)，所謂的自動化就變得不切實際了，所以軟件的可維護(hù)性成為了配電網(wǎng)自動化工程的最基本前提。其技術(shù)軟件只有可以維護(hù)，才能有效保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性及正常運行，延長自動化工程的整體使用壽命。只有保證了電網(wǎng)的穩(wěn)定性，才能使得供電企業(yè)在競爭愈發(fā)激烈的供電市場站穩(wěn)腳跟，并滿足社會發(fā)展需求。

3.2提高配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的可靠性

配電網(wǎng)的自動化改造，有一個重要訴求就是增強(qiáng)電網(wǎng)的穩(wěn)定性，提高電網(wǎng)的容錯率。所以，建設(shè)自動化的電網(wǎng)工程，一個重要的衡量因素就是當(dāng)系統(tǒng)運行發(fā)生故障或者不可控意外時，系統(tǒng)是否能自我處理，保障整個系統(tǒng)的供電能力與供電質(zhì)量。所以說，對于建設(shè)自動化配電網(wǎng)工程，是需要想辦法提高其系統(tǒng)穩(wěn)定性以及運行的可靠性。

3.3進(jìn)一步提高系統(tǒng)的運行效率和可移植性

提高電網(wǎng)自動化效率，一般是指是否可以充分利用計算機(jī)資源。可移植性，顧名思義是指將此系統(tǒng)整體移植到另一個軟硬件環(huán)境時，系統(tǒng)可以穩(wěn)定、高效地運行。可移植性對于電力企業(yè)來說是十分重要的，它使得電力企業(yè)可以在固定成本投入下，滿足不同供電環(huán)境的使用需求，并與其他相關(guān)單位有效兼容。

4技術(shù)實現(xiàn)時的注意事項

4.1加強(qiáng)配網(wǎng)的建設(shè)和改造

對于供電企業(yè)來說，電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運行是首要任務(wù)，即使是改造電網(wǎng)為自動化工作，也是為了這一目標(biāo)。所以說，實現(xiàn)自動化作業(yè)，必須要完善配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并積極應(yīng)用先進(jìn)的前沿科技，還要改造老舊設(shè)備，提高智能化。在對配電網(wǎng)建設(shè)中，要強(qiáng)調(diào)計量裝置的重要性，合理安置，全面整頓。

4.2進(jìn)一步完善相應(yīng)的硬件支持系統(tǒng)

現(xiàn)階段電力企業(yè)對配網(wǎng)自動化工程的建設(shè)中，一般會在以下兩方面開始：第一是市場預(yù)測。主要是利用科學(xué)的數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)，對于供電網(wǎng)絡(luò)在不同地區(qū)、不同時段的不同電力使用量進(jìn)行記錄、分析、比較、預(yù)測。通過對接下來的電力使用情況進(jìn)行預(yù)測，為企業(yè)發(fā)展規(guī)劃提供可信的數(shù)據(jù)；第二是修復(fù)系統(tǒng)建設(shè)。當(dāng)常態(tài)化的供電情況發(fā)生異常現(xiàn)象時，自動化系統(tǒng)必須要有及時自檢的能力以及在確定故障后的警報能力，更進(jìn)一步有初步的解決措施。一系列的修復(fù)系統(tǒng)可以最大化地降低事故發(fā)生率以及事故危害程度，保障系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

4.3提高配電網(wǎng)的自我診斷能力

技術(shù)、新設(shè)備，滿足系統(tǒng)的自我檢查、自我檢測、自我管理的功能性需求，從而保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性運行。

5電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動化實用化模式

5.1集中智能模式

集中智能模式是電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動化的第一大模式，主要指整個系統(tǒng)的智能是依靠主站的。線路上的實時情況是通過線路上的分段開關(guān)上傳的，通過主站的智能診斷對線路的故障進(jìn)行定位，進(jìn)而通過對每一段的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)隔斷故障，尋求出合適的解決方案。這種模式的好處是適用性強(qiáng)，并且對于一些多故障情況進(jìn)行處理比較容易，是一種比較高級的智能模式。

5.2分布智能模式

分布智能模式是指線路上的開關(guān)有自己的智能判斷能力，在不需要上傳實時狀態(tài)，請求主站反饋的情況下，自我檢測故障并判定哪一部分需要被隔離修復(fù)，主要是分段開關(guān)發(fā)揮作用。具體又分為電流計數(shù)型與電壓時間型。這種智能模式的好處是在通信條件不完善的地區(qū)，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)簡單的系統(tǒng)，可用性較強(qiáng)。

6未來技術(shù)發(fā)展

電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化是現(xiàn)階段電力企業(yè)發(fā)展的必然趨勢之一，而未來的發(fā)展趨勢也在研究者的展望中浮出水面。發(fā)展趨勢如下：其一是電能質(zhì)量在大功率設(shè)備的應(yīng)用下有效提高；其二是配電網(wǎng)系統(tǒng)保護(hù)能力更強(qiáng)，綜合運用GIS平臺管理電網(wǎng)自動化成為可行方案；其三是分布式小電流接地保護(hù)方案的可行性。這是基于其高靈敏度與大承載力而言的。

7結(jié)語

通過以上分析，我們可以發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)的自動化是一個明顯的趨勢，而對于這一技術(shù)的應(yīng)用，可以切實促進(jìn)供電的穩(wěn)定性，并且創(chuàng)造更大的社會效益。在我國電力企業(yè)謀求發(fā)展與創(chuàng)新的情形下，對于此類工程的探索是一個重要的方向，有助于解決電網(wǎng)中的運行故障，提高配電的科學(xué)性。因此，對于電力技術(shù)的研究以及自動化工程的應(yīng)用，具有十分重要的意義。

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作者:楊璽 單位:國網(wǎng)湖北省電力公司武漢供電公司