配网自动化系统在电力调控一体化中的应用探究

2023-02-10赵伟涛常致健

科学与信息化 2023年1期

赵伟涛常致健

国网江苏省电力有限公司张家港市供电分公司江苏苏州 215600

引言

配电系统非常复杂。包括多级功率分配操作模式。自动化已经成为未来配电系统的发展趋势。所谓配电系统自动控制，就是自动控制技术与配电系统的结合。随着社会的发展，中国的电力系统有了很大的进步。近年来，随着其不断智能化，几乎达到了世界领先水平。通过自动化技术的应用，配电系统可以消除系统故障的潜在威胁，大大提高工作效率，增加经济效益。

1 配电自动化的主要内容分析

配电线路自动化主要涉及变电站变压器二次侧与线路负荷之间的配电线路。本质上是现代技术在传统电力设备上的新一轮渗透和普及。最后，可以搭建更加现代化的运营架构，实现系统的智能化改造，满足精细化监管的基本需求。在这里，电力企业可以在实现自动配电的基础上，进一步突出自己的核心竞争力，保持自己的市场优势和价值[1]。具体来说，配电自动化系统本身实现了多种功能的同时开发，不仅可以在互联网的支撑下动态收集设备运行数据，同时，也可以检测数据是否存在问题，一旦识别出潜在的隐患，也会立即发出警报信号，现场的后台运维主体能够根据风险类型采取必要的措施和应急处理方案，遏制事故的波及范围，甚至是扼杀风险和隐患。另外，自动化配电系统本身的保护作用也十分强大，可以让电能的传输变得更加顺畅，降低电力设备和电路承担的负荷与压力，让资源的分配更加均衡，突显出企业的精细化管理理念。也就是说，配电自动化可以降低电能输送出现故障的可能性，实现电力设备的统筹规划和管理，创造更加客观的社会经济收益，维护区域资源的稳定，维持社会秩序。

2 配网自动化系统在电力调控一体化中的应用

2.1 数据采集技术

对于配电自动化技术来说，数据采集技术起着非常重要的作用，因为配电网覆盖了很多环节，通过数据采集技术可以同时获得各个环节的电力参数。在该技术的实际应用中，不仅要对系统的运行状态进行处理，还要结合各参数构成和监控功能对不同的电力参数进行分类，以提高系统的综合运行质量。此外，在自动化系统运行时，获得数据以及使用目的主要是借助对各类参数的调整将其传递给已经构成的数据模型中，所以，一定要使数据取得系统面向所有的节点，才能够确保参数的可用性。

2.2 自动化馈线技术

馈线自动化技术是在电力设备、用户和配电站之间形成的自动馈线。通常可以起到两个作用[2]：①检测和判断设备故障。通过转移和隔离故障设备来恢复供电设备。其中，故障隔离、定位和恢复功能都是通过配电网拓扑来实现的。在排除故障之前，应弄清楚配电系统中开关的通断状态。结合网络状态实施网络拓扑，以保证排除故障的时间。另一方面，自动馈线技术还具有故障定位功能，可以利用馈线终端设备的过流信号和故障检测报警事件的先后顺序，通过配电网拓扑有效判断故障所在的区段和馈线，对于检测以及故障排查工作有着很大帮助。②对配网正常运行状态的数据进行测量，完善运行状态。应用馈电自动化技术可以及时发现故障，同时，结合相关数据来进行判断，进而做出保护动作。一般来说，该项技术还可以对馈线联络开关状态和馈线分段开关等进行远程监控，以此使故障处理效率得到最大程度的提高。该项技术与配网一次设备的开关以及系统网络结构有着直接联系，其可以对环网供电开环运行以及馈线开关实施远程操作，使配网自动化系统得到广泛应用。

2.3 自动停电协调技术

至于配电自动化技术的自动停电管理，主要应用在配电网中因停电而停电的过程中。在实际应用中，需要主动监测系统的工作参数，然后科学地分析问题，最后对系统的工作方案进行深入研究。当信息被协调和分析时，会把系统中的参数进行记录并上传，同时，对配电自动化系统的信息分析模式进行应用，然后结合所分析的结果对故障区域进行具体分析，同时，这些数据信息需要生产一线的抢险人员及时获取，以此让他们可以在第一时间进行隔离、抢修，以保证电力的正常供电。

3 配网自动化系统在电力调控一体化中的优化应用

3.1 做好配网规划和前期准备工作

电力企业既要选择适合自己的通信方式，又要保证规划的合理性和可行性，避免电力系统建成后出现更大的问题和不必要的经济损失。值得注意的是，任何电力系统的建设都会伴随着各种缺陷和风险，所以电力企业在建设时，也应当尽可能对其进行规避，要根据当地的实际情况做好准备，在工程施工时也要层层把控做好工序的交接工作和检查工作。工作人员应当结合当地的用电需求展开全方位的实地调研，设计出可行的用电方案，要确保全市区内的自动化覆盖率。在必要的情况下，电力企业也可以利用无线加密模块、GIS技术实现通信自动化。除此之外，企业应当进一步提升自身的信息技术水平，保证物资供应充足。

3.2 加强设备功能和性能的优化

设备是系统运行的血肉所在，好的设备可以最大程度的保证系统本身的稳定性和可靠性。因此，电力企业还需要进一步优化设备的性能，建立完善的检修维护机制，明确各部门的范围和权限，全天候监督设备的日常状态，一旦发现问题，快速反应，采取措施。而且不同的机械设备在运行中的磨损程度是不一样的，因此企业也需要根据设备的参数，根据质检报告和维修要求，指定针对性的保养方案，如果设备已经完全老化，技术人员除了要关注系统运行的状态外，也需要对原有设备予以更换。在设备正式进场前，要展开一系列的试运行，在做出正确的判断结果后，才可以正式投入生产。电力企业在采购相关设备时，不仅要考虑设备的市场价格，也要提高对设备治理的关注，要尽可能做好维修和保养工作，延长设备的使用寿命，避免出现大幅度的磨损，从多个方面实现电力配电自动化系统管理效果的提升。

3.3 引进配电自动化核心技术[3-4]

①电力工程中的电气设备采用PLC控制系统，效率高。使用PLC微电子技术的工作效率和能力比手工作业更强，对复杂程序和大量数据信息的处理效率更高。PLC的全称是可编程控制器。采用芯片控制结合PC软件编程，控制设备运行方便快捷。PLC控制系统可以采集电网中的电流、电缆温度、用户数量等基本数据。计算输出后，方便工作人员实时在线查看数据，可见其“安全”运行。PLC系统可以充分结合不同用电设备的运行特点，发挥其核心化技术优势，对采集的信息加工处理再反馈给工作人员，同时系统的抗干扰能力强。大部分用电设备环境复杂、电磁干扰严重，而此系统可避免干扰问题，使设备故障率降到最低，保障工作过程安全。PLC控制系统结合人机操作界面可方便工作人员便捷操作，可根据现场要求呈现多种类型的操作，考虑不同工作需要可以配置成多种级别的控制系统分配给不同等级人员使用。PLC控制系统结合用电工程操作便捷，通过信号采样输入、用户程序执行和运算结果输出刷新等环节，经高性能微处理器运算提升数据处理能力。在配电设备系统中合理地应用PLC控制技术，其中最重要的是定位“报警系统”和“故障提示系统”，通过安装集控可视化设备监控系统，实现整个电网运行系统的精准管理。将数据系统接入互联网，确保工作人员及时掌握电力工程设备的现状。通过对系统故障提示数据进行合理的对比分析，可以及时发现系统中的异常设备，及时掌握故障的位置和原因，并采取有效的解决措施。如果设备超出规定的范围，请预先设置电力设备的运行参数，故障系统就会触发信号，便于工作人员快速及时地解决故障。融合计算机监控平台和PLC控制系统形成变电站监控系统的综合管理功能，监控平台连接互联网后可在企业总部中心控制室查看全国各地的供电数据，方便调度和管理。②手机App实施在线读取工程用电设备数据。随着社会的发展，人们已经离不开智能手机，将电网高压侧电压、低压侧电压、有功功率、无功功率、功率因数、三相线电流、线电压参数和各种温度信息等设备参数实时显示在手机App上，方便了工作人员及时掌握设备运行情况，可在家中、上班途中时刻得到想要的数据。当设备出现故障时，会以报警信息的形式发送到手机上通知管理人员，以便及时发现电网中的异常，确保在短时间内掌握整个故障的原因和发展趋势，进而采取有效的解决方案，快速、准确、无误地将风险降到最低。

3.4 加强远程自动化操控

近年来，相关部门已经可以通过远程控制实现配电的综合管理。与传统的系统控制方式相比，远程控制更加方便有效，有助于降低系统的整体控制成本。在此前提下，配电系统可以保证更快的信息传输速度和更好的处理效果。因此，它客观地突出了远程控制的独特优势。从目前的情况看，有关部门正在着力简化技术研发的全过程。这种情况突出了自动控制对整个配电系统的重要价值。此外，使用远程控制模式也有助于创建方便的控制模式，从而显著增强远程控制的有效性。

3.5 加强联网设备的网络安全

对于整个配电系统来说，关键是保证最基本的配电安全。配电本身涉及多级安全控制点。因此，在渗透自动化手段的基础上，更应注重保障设备安全。在实践中，要注意对系统中的配电进行全面、准确的控制和监测，因地制宜地发现潜在的安全威胁，并给出相应的安全防控对策[5]。在一些特殊情况下，配电系统一旦发生突发配电故障，要重点预防和控制故障扩大，防止一些关键信息泄露。在这个阶段，相关部门已经能够将自动控制集成到整个配电系统中，包括多级系统控制技术。但是，从总体上看，目前在配电系统中应用自动控制手段的具体措施并没有真正实现优化，还存在许多漏洞或缺陷。因此，在实践中，技术人员还需要根据因地制宜的目的和思路，注重灵活的自动控制，确保电力系统的平稳运行。

3.6 加强电力资源网络调度自动化

电力网络的形成是以电气自动化技术为基础的。通过安装监控摄像头、视频监视器、宽带网络等。在配电站实时监控数据并通过网络传输数据，配电系统可以实现信息管理，对电网进行监控和管理，并分析每一时间段电力网络的数据变化，一旦出现异常，能及时反馈给维修人员并精准定位，方便第一时间进行维修，故障设备排查转换为信息排查，节约大量时间，保障电力系统运行安全。

3.7 电力调度自动化系统优化

首先是优化网络结构。国家电网在其电力覆盖范围内建立了几个调度中心。为了满足用户前期的需求，一般都是按照地域范围来设置的，电力资源的分配并不合理，随着部分区域的人口集中和大量外流，要重新优化电力资源配置的网络结构，按照用电需求和市场需要划定合理的网络区域块。二是进行技术攻关。电力调度系统自动化的进步依赖于技术的进步，尤其是与之密切相关的信息采集技术和远程监控传感技术。有必要解决信息技术的获取速度和准确性、信息传播和共享以及数据分析方面的技术问题。目前已有部分企业应用了新型传感器，在信息传递和数据分析方面优势明显。第三，设施设备的制造。为了适应电力调度自动化系统，需要智能电表、智能变压器、智能电路和各种仪器设备。只有电力调度自动化系统的各项配套设施完善后，才能形成有效的运行体系，保证电力网络系统的高效运行。