配电自动化系统在智能电网中的应用

吴廷君　张兰花

摘要：哥本哈根会议上，习近平总书记代表中国郑重承诺2030年碳达峰，2060年碳中和。经济发展将向绿色、低碳化过渡，带来了供能和用能方式的重大变化，而电力系统的转变是其中的关键，与这一转变密不可分的是智能电网建设。配电自动化系统作为智能电网中的重要配电环节，在整个智能电网发展中得到了广泛的应用和发展。接下来本文首先概述了智能配电化系统，而后就配电自动化系统在智能电网中的应用和发展进行研究。

关键词：配电自动化系统;智能电网;应用

引言

随着世界环境气候问题的日益突出，以解决此种问题的哥本哈根气候大会的影响下，世界经济发展向低碳化逐步转变及实施，尤其在资源利用方式上更是发生了根本性的改变。在整个转变创新的迫切需求下，将作为扮演重要角色的电力系统摆在突出位置。电网的建设思路自然需要发生转变。建设以动态方法处理电网状态，源-网-荷-储”互动调控的智能电网是解决问题的关键。而配电自动化系统作为智能电网的基础，是智能配电网的重要组成部分。

1.配电自动化系统的具体功能

监视和控制系统运行状态。监视整个电力监控系统运行情况，动态刷新各电气设备的实时运行参数和运行状态，支持现场设备的远程（自动）控制功能。

监视和调整电能质量自动。对整个监控系统范围内的电能质量和电能可靠性状况进行实时的监视。记录扰动时的波形，作为电能质量分析和故障分析的依据。

监视和自动控制功率因数。实时监测电网功率因数补偿的效果，智能无功补偿电容器快速补偿系统无功缺额，通过校正系统功率因数来提高电网能效。

高精度的电能计量。使用高精度、多时段、双向计量的智能测控仪表，精确测量系统电能供应和用户电能消耗。

电能消耗统计和分析。对电能和需量进行统计分析，包含不同用电设备在不同费率时段的电量消耗，可以按照日、月、季度、年的时间段进行统计和记录，提供最优用电方案。

电气火灾预防性监视。监视设备泄露电流的变化、线缆接头、设备连接处温度的变化，为配电设备的预防性维护提供依据，有效预防电气火灾的发生，保障用户财产的安全。

报警和事件管理。系统在电能质量事件发生、设备状态改变、电网扰动、电气故障时触发并记录报警。

2.配电自动化系统在电网中的应用成效

负荷自动测量统计代替大量的人工测量测量，远程操控代替人工现场操作，减少运行人员工作量，减轻工作负担，提高操作过程的安全性;挖掘现有一次设备的潜力，提升设备的使用效率;實现故障点的最小范围自动隔离，缩小停电范围，保障电能供应，提高供电可靠性，有可观的直接经济效益和间接经济效益;配电主站可以利用系统附带的多个应用功能来分析和管理各项日常事务。线上集中处理调度、运维、事故等业务，使配网管理向着集约化、精细化、专业化的方向迈进。

3.配电自动化系统发展趋势

随着智能电网的建设发展，未来电力的发展模式必然是向着节约化、自动化方向发展。当前阶段人们用电需求量显著提高，在此背景下电力企业也面临诸多挑战。虽然在智能电网中配电自动化系统已经得到了广泛应用，特别是一些利益相关方还需要加强研究，可以融入科学思维提升改造电网自动化，有针对性地开展相关工作。

4.配电自动化系统在智能电网中的应用措施

智能电网运行过程中配电自动化系统是极为重要的组成构件之一，其实施自动化控制时主要通过配电网信息系统，主要控制的工作范围有电网运行、监控与事故处理等。

4.1配电网的策划应用

（1）配电网所需的电源线必须接入环网，并应接入不少于两个相应的电源。对于一些集中供电的地区，有必要考虑建立一个具有更多电源的供电系统。（2）配电线路的相应干线必须分段处理。这样做的目的是避免某些地方出现异常情况，导致大多数线路区域断电。在这种情况下，配电网的运行模式和非条件区的负荷可根据区段开关的切换进行适当转换。分段处理的主要规则是根据具体情况，或根据等压、等长和等用户数的规则。也有必要考虑投资效益。如果线路长度在3km以内，宜分为三段进行处理。如果线路较长，其区段不得超过五个区段。（3）如果分段开关是无断路器的负荷开关，可以节省一些一次设备的资本投资。

4.2自动化系统应用

监控系统、主站、通信接口等都属于自动化系统的内容，都是不可缺少的内容，联系相当密切，只有互相配合才能实现自动化运行的目标。主机和监控设备传递信息主要通过该通讯接口进行，而后由监控设备通过链路和交换设备将现场获取的资料传递到主控系统中，为各环节通讯畅通奠定基础;若内部发生故障，系统管理主要作用为对其进行有效调控，通常情况下监控管制的过程中以监控获得的数据资料为主，这是系统安全运行的关键;监控线路内部运营主要通过监控系统，若出现问题时系统第一时间发出相应信号，便于工作人员第一时间进行补救和维护。

4.3 IDS系统应用

从普通城市分析，该系统主要包含子站、主站等多单元的多级网络控制结构。主要是以配电自动化为基础，每个节点将应用光纤连接配网终端单元，然后再形成了单环网，还可连接子站。[4]

目前该系统在冶金行业、建筑行业、轨道交通、石油等行业已经得到了充分运用，IPDS系统也有利于企业提高用电设施、重工业用电设备和设备运行效率，从而降低企业的运营成本，推动企业的科学发展，以此达到节能减排目标。特别是港口、火车站、飞机场等来说，电能是基础设施也是主要的运转动力，通过运用该系统可以降低电能的成本、降低能源的消耗，从而提高运行效率。

结语

智能电网中应用配电自动化与电力系统发展趋势相符合，这对电力系统而言起到良好的推动作用。科学技术快速发展，目前我国自动化技术逐步变得健全，取得良好的发展。电力企业应加大研究配电自动很系统，积极创新，促进系统兼容性不断提高，为电力行业可持续发展奠定良好的条件。

参考文献

[1]孟庆焜.配电自动化系统在智能电网中的应用和发展[J].中国新技术新产品，2020（15）：69-71.

[2]常承鑫.智能电网下配电自动化建设思路探讨[J].2013年中国电机工程学会年会论文集，2021（09）：112～113.