自动化技术在电力系统配电网工程中的应用探讨

摘 要：电力系统配电网中自动化技术应用的功能突出，体现于在线监测及数据搜集功能、馈线自动化功能等方面。要想充分发挥其功能，还需明确把握电力系统配电网自动化的设计要点和关键技术，以推进供电质量的持续改进。本文主要对自动化技术在电力系统配电网工程中的应用进行阐述，希望对配电网的安全稳定运行起到积极参照作用。

关键词：自动化技术；电力系统；配电网工程；应用

随着城市化建设的进程加速，配电网供电质量的矛盾越发突出，加强电力系统配电网自动化建设成为提高配电网供电质量的有效手段。电力系统的智能化发展直接受配电网自动化的影响，但自动化建设仍处于摸索性前进阶段，有较大的完善空间，值得深入研究。

一、电力系统配电网自动化概念及重要性

配电网自动化建设利于推进电力系统的现代化发展。自动化系统配送相对灵活，在配电网系统中得到了广泛的应用。配电自动化涉及馈线自动化、配电管理、通信技术等多方面，配电自动化施行多试点由配电站与子站、馈线终端等部分构成。馈线自动化在光纤通信与馈线终端的作用下，能够实现快速通信。施行电力系统配电自动化的优势特点突出，体现在以下几方面：

（一）防止发生安全事故

在对配电网进行管理的过程中，为了确保系统使用过程中的稳定性、安全性得到提升，需要利用自动化技术进行管理，确保该系统能够第一时间内发现系统中存在的异常情况。在维护检修的过程中，利用该系统也能第一时间解决问题，提高检修质量，保证电力系统的运行效果得到改善。

（二）降低成本

当前大部分的电力企业在向用户输送电力资源的过程中，选择的方式为电站—电路电源这一种独特的处理方式。一旦当前电源输送过程中存在异常的情况，十分容易出现安全问题，选择电网自动化这一独特的构建方式，可以根据用户在使用过程中的实际需求完善电能的供应效果，同时根据需求构建网络结构，保证在系统出现问题后第一时间内对损坏的元件进行更换处理。利用配电网自动化取代不常用的配电网络，实施监控线路，可有效降低系统的运行成本，使电力企业自身的经济利益得到保护。

（三）提高供电质量

电力系统配电网自动化建设可有效规避线损、配电网线路负荷较大等潜在的供电质量问题，在提高配电网电力运营水平的同时，积极拓展电力企业的效益空间，实现资源的优化配置及高效利用。

二、电力系统配电网中自动化技术应用的功能

配电网自动化技术在电力系统中处于关键地位。灵活运用自动化技术可完善配电网的结构，提高电网的供电能力及质量。配电网的功能应用如下所示：

（一）在线监控

人工监测的方式无法有效保护电力系统。在电力系统配电网中应用自动化技术，能够全方位、持续、远程地监控配电网的运行情况，收集电网供配电中的电流等参数的变化信息，自动化技术可实现数据信息的交流及共享，确保配电网的监控效果，便于工作人员及时掌握配电网的运行状况，及时发现和处理存在及潜在的安全问题，推进配电网系统运行的稳中求进。电力系统在进行监测过程中，要求负责监测相关管理人员针对监测数据不能主观、随意地进行处理，需要监测电力系统的整体运行状况，并且将其与正常运行状态的数据进行结合、共同分析，以此来确保在进行数据分析时分析质量得以提升。与此同时，还需要分析和采集电力系统在运行时各项不同的参数，对每一项参数进行分析，从而能够更好地了解到在当前进行电力系统使用时其存在哪些隐患，这些隐患又如何进行有效解决，需要尽早地采取相应的处理措施对其进行处理。例如，发电机在用电的低峰期出现温度异常升高这一情况，温度监测系统会在一时发出警报，而工作人员在面对警报时应高度注意发电机在使用时的数据内容，以此降低隐患出现的频率［1］。

（二）安全保障

合理应用电力自动化技术，能够为电力系统提供基本的保护措施，同时确保电力系统自身具有一定的恢复能力。所谓保护措施是指电力系统在出现故障时，该措施可以自动开启，帮助电力系统自动排除故障后，能够快速地第一时间内恢复到正常的运转状态，确保在整个使用过程中，电力系统的稳定性和安全性能够得到提升，满足当前生产发展的实际需求，也能够降低其出现安全事故、造成意外伤亡的概率。保护措施在进行使用时，其主要是通过以下几种不同的方式：第一，保障电力系统在日常工作过程中其自身的稳定性以及安全性。电力自动化技术在应用过程中的应用价值十分突出，能够为电力系统提供较高的自动化的调节能力，同时有效处理电力系统在日常运行时的运行问题，帮助工作人员减少日常的工作负担，同时也能够让工作人员更加深入地了解电力系统在实际运行时可能存在哪些故障，面对这些故障其解决方法又是哪些，可以增强其在日常工作过程中的工作经验，帮助工作人员完善工作的整体效果。第二，能够促使系统在出现数据问题时，对数据进行及时保存以及恢复，确保所有数据在使用时使用质量能够得到提升，更能够有效规范电力系统在运行时的相应参数，为电力企业自身的预算管理以及成本控制带来正面影响，防止其成本控制质量不佳，进而导致其工作质量无法得到提升。而电力自动化技术可自动收集与保存各项参数信息，更利于推进电力企业的发展。第三，保护措施还能够保障所有电力企业人员自身的生命安全。电力自动化技术的出现能够实现实时的电力系统监测功能，并且确保其电力系统监测质量得以提升，如果发现系统在使用时存在异常，应第一时间进行汇报，这种方式也会在第一时间内发出警报，在最短时间内引发工作人员对整个电力系统的重视程度，让电力系统在实际使用时的使用效果得以提升，防止由于在使用时并没有注意数据变化进而导致紧急情况出现的频率过高，工作人员所面对的安全风险更大。当前在采取保护措施后，一旦遇到了紧急情况，自动化控制系统能够自动地进行调节，其目的是降低在使用过程中所面对的风险。如果电力设备在使用时出现温度过高这一情况，作為控制系统也能够在第一时间内实现电力设备运行功率的降低，防止温度进一步地升高。如果在检测过程中遇到了明火，则会在第一时间内自动开启喷头，对明火进行有效的控制，防止火灾进一步发展。

（三）停电管理

在电力系统中应用自动化技术的作用突出，可全面收集与分析电网运行的数据信息，实现对配电网的自动化管理。如停电自动化管理系统，可拣选与分析搜集到的数据信息，以此判断出故障发生的原因及故障点，确定停电的范围，便于维修工作的有序展开，从而在最短的时间内复电。

三、配电网自动化技术在电力系统中的应用体现

（一）变电站自动化技术应用

自动化技术等先进科技的迅猛发展带动了各行业领域的转型升级，尤其是在电网建设中的应用，可带动电力生产水平及效率的提升。在工程建设和应用的过程中，利用计算机技术全面分析变电站和系统运行的情况。并在系统运行中将电力信号光缆转变为电缆或光纤的形式，进一步提升了系统运行的稳定性。为确保变电站自动化生产技术应用价值的充分发挥，需采取多措并举的方式不断强化变电站运行及监控工作的质量，并全面掌握和分析运行中所产生的数据信息，及时发现和解决问题。加大对输电线路自动化技术的研究力度，整合先进的科技手段，以达到预期的自动化技术应用效果。

（二）智能电网自动化技术应用

自动化技术与智能化手段的整合更利于强化电力系统配电网的安全可靠性。在计算中运用各种智能化的技术，可实现对配电输电的有效控制。变电站的自动化系统与稳定的控制系统应用也表明了在自动化技术中引进计算机技术的有效性。尤其是在电路的各个环节使用，有助于强化电路的智能化建设程度。在对全局进行控制的过程中应用智能化技术，可弥补自动化中的不足，更便于控制人员的控制［2］。

（三）电网调度自动化技术应用

在计算机技术的支撑下，可实现对电网系统运行状态的实时监测，收集并分析电网运行过程中的数据信息，以此提高了电力系统运行的安全性。

（四）PLC自动化技术应用

PLC技术实现了继电接触控制技术、计算机技术的整合，能够有效控制内部存储，也可以在存储器中应用和控制可编程序。PLC技术在电力系统中的应用价值突出，可提高系统的灵活性，优化系统的控制效果，减少运行时产生的能耗。PLC可有效分析与处理、传输、转换数据，进一步强化电网运行的管理效果。

三、电力系统配电网自动化实现技术的设计要点

（一）配电网自动化存在的问题

在城区配电网网架建设中增加联络点，虽然能够提高供電量，但网架结构的复杂性增加。特别是在城郊结合部等一系列的地区进行配电网建设过程中，由于受到了资金、地形等多种不同因素的影响，进而导致其建设质量相对较差，配电网存在着典型接线率低以及难以有效建立联络点等一系列问题。在进行自动化分段点的选取时，普遍存在着忽视分析用户行为或者是评估线路的转供能力相对较弱等问题，加之分段不合理，均会导致在配电网自动化使用过程中出现大量的故障，配电网难以进行有效的转变操作。与此同时，更无法实现实时的、高速的转移线路负荷机会，导致用户的平均停电时间无法缩短。配电网在开展自动化建设时，智能化程度相对较低。随着配电网的自动化技术发展速度越来越快，而早期设备与后续的设备其自身的匹配程度相对较低，进而呈现了新旧设备在使用时难以高速地有效地进行联动，而主站系统更无法利用自动化设备进行信息的发送，加之设备模块在运行时，其自身的运行程度相对较低，出现了拒动或是误动等一些现象，这也导致维修管理人员在进行故障排查时，其故障排查的时效性也无法得到保障。配电网处于多变的自然环境与恶劣的运行环境下，如受盐雾侵蚀、受冰冻灾害、山火、雷击等安全事故，直接考验了电网与设备的稳定性及可靠性。设备运行处于不稳定的通信环境。

（二）设计要点

1.突出软件的可维护性

在电力系统应用配电网自动化技术不能一蹴而就，需全面地考虑各种问题，以达到更好的应用效果。其中，要求软件具备可维护性，提升设备的性能，确保系统的不断升级和优化，以此提高问题解决的效率。全面规划电力系统配电网的发展建设，综合地考虑各项问题，将可维护性作为研究的重点，才能更好地维护设备，引进更多先进的自动化技术手段，满足社会的需求，积极促进电力企业的发展。

2.优化硬件支持系统

立足实际情况，不断优化相应的硬件支持系统，便于有序展开预测市场发展、系统修复建设等后续工作。唯有不断提高自动化系统的性能，规范落实各种防护措施，才有利于进一步维护系统的稳定性。这就需要引进先进的技术，更新发展的新观念，打破传统的发展瓶颈，从而实现与时俱进。

3.分布智能模式

系统应用分布智能模式可实现自主判断和修复处理等功能，其中分段开关起到了关键的作用。这种模式有操作便利和性能良好等优势特点，即使在网络不佳的情况下也能够很好地运转，确保了经济效益。

四、电力系统配电网自动化实现的关键技术

（一）自动设置中继技术

NDLC中继节点通过利用数字信号技术，实现了接收与转发各类信息等功能，转发、接收目标信息后，可再做回常规节点继续待命。在数字信号技术的支持下，可使用较低的频率进行传输，同时有涉及信息量少、不易发生失真问题、网络通信压力小、运行效率高等优势特点。实际上，要想确保各节点都能够在整体网络中实现自由通信，前提是任意相邻的两个节点是互通的，因此在满足该前提条件要求后，中继站进行自主设置调试，就能轻松解决该类通信距离问题。

（二）主动对象数据库技术

主动对象数据库技术是电力自动化管理系统当中最常用的一种监测技术，可实时监控电力系统的运行情况，同时，对电力系统的数据分析和软件开发、程序编写等方面的影响较大。主动对象数据库在电力系统中的应用广泛，在较强针对性、主动控制功能、根据编写的程序全面监测数据库内的所有数据等方面的优势特点，都是传统的控制技术不能比拟的［3］。

（三）现场总线技术

现场总线技术是指利用现场总线的布置，使其形成一个完整的通信系统，以此实现自动化控制管理电力系统线路及设备。以往的线路连接是主要根据设备的分布情况分别进行布置的，内部线路分布更是杂乱，难以达到理想的管理效果，甚至会破坏线路及设备。在电力系统中应用现场总线技术后，实现了对不同线路连接上不同设备的统一化管理，弥补了常规控制方式的不足，带动了电力系统设备管理水平的提升。

（四）光互连技术

光互连技术广泛用于电力系统的继电保护领域，有统一管理电力系统中的继电保护装置等作用。繼电保护装置在电力系统运行中尤为重要，当电力系统当中出现电压过高或电流过载等问题时，继电保护装置会自动开启保护措施以暂时断开电路，避免线路或设备受损，以此防止发生上述问题。

五、电力系统配网自动化控制技术的发展趋势

（一）革新远动终端

RTU系统采用的是工业控制计算机作为硬件的平台，在扩展测控接口电路可以完成“遥控”功能。RTU有较高的扩展性、设计的周期短等优势特点，但也有体积大和成本高、使用便利性不足等问题，这也是改进自动化技术远动终端的重要着手点。

（二）分布式技术的发展

分布式发电系统具有灵活的变负荷调峰性能，可满足用户的特殊要求。分布式技术能够节约输送和变电的成本，积极响应了节能等政策号召，贴合能源紧张的现状。尤其是DG技术的应用，更利于带动分布式自动化技术的应用及发展。

（三）自动化控制技术优化

在现代科技发展的带动下，电力系统的输送、变电、配电等工作实现了网络管理，电力网络需要分析计算较大的信息量，就需要EMS高级分析应用软件进一步优化。

结语

电力系统中配电网自动化技术的应用功能强大，可实现停电管理与安全保障等，但创新发展仍是一项系统性的工程。需要立足于配电网自动化现状，本着引进来和走出去的原则，借鉴优秀的经验，并通过引入先进的技术手段、优化设计要点、打破技术瓶颈等措施，整体性地完善配电网自动化系统，发挥各种技术优势，推进电力工程的稳定发展。

参考文献：

［1］陈婷.电力工程中配电网自动化技术的应用研究［J］.通信电源技术，2022，39（22）：3.

［2］阮宜将.电力工程技术在智能电网建设中的应用探讨［J］.福建质量管理，2021（10）：3940.

［3］王子涵.电力系统中配电网自动化技术的应用探讨［J］.中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术，2022（9）：3.

作者简介：薛建标（1988— ），男，汉族，山东菏泽人，本科，中级工程师（电力工程）。