配电自动化技术在智能配电网建设中的实践探究

关键词：配电自动化技术；智能配电网；实践探究

中图分类号：TM76 文献标识码：A

0 引言

智能配电网是智能电网的重要组成部分，具有信息化、自动化、智能化和绿色化等特点。配电自动化技术是智能配电网建设的核心技术之一，通过对配电网的实时监控、自动控制和优化调度，提高配电网的可靠性、安全性和经济性。本文对配电自动化技术在智能配电网建设中的实践进行探究，分析其技术特点、应用现状和发展趋势。

1 智能配电网建设概述

智能配电网是一种新型的配电系统，通过利用现代信息技术、通信技术、自动控制技术、电力系统技术等方式，对配电网进行智能化改造，实现配电网的实时监控、自动控制、优化调度和故障处理等功能，从而提高配电网的可靠性、经济性和智能化水平[1]。智能配电网具有自我感知、自我适应、自我修复和自我优化等特点，是未来配电网发展的重要方向。

2 配电自动化技术关键技术

2.1 数据传输技术

数据传输技术是将采集到的数据从配电网现场传输到监控中心的关键技术。在数据传输过程中，需要考虑传输的可靠性、实时性和安全性等因素。目前，常用的数据传输技术包括有线传输和无线传输。有线传输主要包括光纤通信、双绞线通信等，其优点是传输速率高、稳定性好，但建设和维护成本较高；无线传输主要包括射频识别（radiofrequency identification，RFID）、无线传感器网络（wireless sensor networks，WSN）等，其优点是建设成本低、维护方便，但其传输速率较低、稳定性较差[2]。为了提高数据传输的可靠性，可以采用多种传输技术相结合的方式进行数据传输。例如，采用光纤通信和无线传输相结合的方式，将实时数据传输到监控中心。同时，为了保证数据传输的安全性，需要对传输数据进行加密处理，防止数据在传输过程中被窃取或篡改。

2.2 故障检测与定位技术

故障检测与定位技术主要包括基于故障点电压、电流法，基于故障点的功率方向法，以及基于故障点的故障分析法等。故障点电压、电流法是通过测量线路电压、电流值确定故障点位置；基于故障点的功率方向法是通过测量线路异常功率方向，确定故障点的位置；基于故障点的故障分析法是通过分析线路历史故障数据，利用故障数据的特性和规律来确定故障点的位置。

2.3 保护与自动化控制技术

保护与自动化控制技术是配电自动化系统的核心技术之一，主要包括继电保护、自动化控制、故障诊断和恢复等功能。这些技术的应用可以有效地提高配电网的可靠性、安全性和经济性。

（1）继电保护通过对电力系统进行实时监测和分析，发现系统中的异常情况，并采取相应的措施来保护电力系统安全、稳定运行。继电保护技术主要包括电流保护、电压保护、差动保护等，根据不同的故障类型和故障点，采取不同的保护措施，以达到最佳的保护效果。

（2）自动化控制是通过对配电网进行实时监测和分析，并且根据系统的运行状态和负载情况，自动调节配电网的运行参数，以实现最优的运行效果。自动化控制技术主要包括开关控制、无功补偿控制、电压控制等，它们可以根据系统的实际需求达到最佳的经济效益和社会效益[3]。

（3）故障诊断和恢复是通过对配电网进行实时监测和分析，发现系统中的故障，采取相应的措施来诊断故障的原因和位置，并进行故障恢复，以尽快恢复配电网的正常运行。故障诊断和恢复技术主要包括故障检测、故障定位、故障恢复等，它们可以根据不同的故障类型和故障点，采取不同的诊断和恢复措施，以达到最佳故障处理效果。

2.4 电力电子技术

电力电子技术在配电自动化系统中的应用，可以有效地提高配电网的灵活性和可调节性，增强配电网的负载适应能力，提高配电网的运行效率和可靠性。例如，变频技术可以用于调节电机的转速和负载，整流技术可以用于将交流电转换为直流电，逆变技术可以用于将直流电转换为交流电。这些技术的应用可以有效地提高配电网的运行效率和可靠性，为智能配电网的建设提供重要的技术支持。

3 智能配电网建设中配电自动化技术应用案例

3.1 案例概况

在S 区域的电力基础设施升级项目中，关键是在施工阶段提升供电稳定性。为此，本项目推进了高度自动化的配电网建设，其覆盖范围广泛，占地总面积达1 347 hm2。原计划的电力负荷设计目标为672 个节点，预计总容量为697 MV·A，现深入剖析S 区域配电网自动化的核心实施策略与关键任务。

3.2 案例区域配电网方案设计

在S 区智能电网的革新进程中，广域测控技术的应用不仅强化了电力系统的实时监控与调控能力，而且挖掘出宝贵的数据资源并进行了深度数据分析。广域测控技术还充当了桥梁角色，它将系统数据有效地推送至终端设施，从而推动了电力企业的高效运营，保障了供电的稳定性。在实施广域测控技术的过程中，通过采纳分布式管理模式，精确地实施目标导向的控制策略，此项技术具备在线诊断功能，细致记录智能配电网建设和运行过程中的所有细节，有效推动维护和修理工作的精准执行。广域测控技术还融合了强大的网络管理模块，实现数据的一体化收集和管理，同时支电持灵活的权限设定，显著提升了配电系统的安全防护等级。如图1 所示，广域测控平台作为这一系列操作的关键载体，在智能电网中具有关键作用；SCADA 平台为数据采集与监视控制系统平台；IEC61850 标准是基于通用网络通信平台的变电站自动化系统国际标准，它是由国际电工委员会第57技术委员会（IECTC57）的 3 个工作组10、11、12（WG10/11/12）负责制定的。

3.3 配电网自动化设备终端建设应用

在本项目的详细规划阶段，研究人员借助配电网自动化技术，着手开发自动化终端，主要涵盖了四大领域：一为分布式数据传输单元（data transferunit，DTU）的设计；二为通信管理模块的构建；三为智能配电终端的策划；四为综合监控组件的设立。首先，分布式DTU 设计被应用于配电设备的自动化终端设计中，确保所有DTU 终端依据配电系统的实际情况进行优化设计，以增强DTU 设计的实效性，从而提升整个系统设计的效能。图2 为分布式DTU 系统。其次，智能配电终端的设计是核心部分，它在智能配电终端的框架下，包含了电力低压系统的监测设备设计和综合信息采集方案，旨在提高系统的运作效率和科学性，同时优化电力系统的运行效果。再次，通信管理模块的构建采用EC60870-5-104 通信标准，结合集中式DTU 系统模块，以提升整体单元设计的质量，确保配电网自动化系统的稳定运行。最后，综合监控组件的设立用于配电网自动化进程中，通过全方位的监控功能，利用多元化的监控系统，可以有效提升自动化配电网的建设速度。

3.4 配电网自动化通信系统设计

从配电网自动化建设的角度，通信系统建设具有一定的重要性，其对系统建设以及日后发展也有影响。本项目在系统建设环节使用吉比特无源光纤网络（gigabit-capable pon，GPON） 通信技术，GPON 通信技术设计参数如表1 所示。

4 智能电网配电自动化建设策略

4.1 统一管理电力信息技术系统

通过整合、管理电力信息科技的基础设施，确保智能电网配电自动化的高效实施，强化各部分之间的协同与知识共享。配电自动化体系应积极引进电力信息技术，推动其在电力系统与配电自动化领域的精准运用，在一体化的管理框架下，能够使各部门的决策过程标准化，通过智能化的手段精细监控电网的实际运作，利用先进的方法优化资源分配，推动电网的平稳运行。同时，通过对核心计算机数据的高效整合，实现更高效的电网性能提升，确保整体系统的顺畅运行。

4.2 强化系统供电安全性与有效性

首先，采用双电源闭环供电策略，其在智能配电自动化建设中至关重要。该方法涉及将两条相邻线路相互连接，构建环网供电结构，以优化网络布局，提升电源分配效率。其次，需整合变电站出口的保护开关与微机系统，实现远程操控、自动化操作及重合闸功能。再次，借助应急控制技术处理突发事件，如事故信息管理、监控系统操作以及通信和远动设备的控制。最后，应当充分利用自动负荷分段操作模式。在电力线路安装过程中，配备电压检测设备和自动重合闸开关，以增强配电网的安全性和可靠性[4]。当配电系统发生故障时，自动重合闸装置能迅速识别并评估故障线路及其持续时间。因此，根据供电部门的具体状况，制定合理的运行方案，有助于降低智能电网配电自动化的运营成本，同时确保配电自动化过程的稳定性和科学性。

5 结语

综上，配电自动化技术在构建智能配电网的过程中发挥着至关重要的作用。电力行业应当对此技术予以高度重视，持续探索其潜能，以确保其效益的全面体现。本文提出了若干策略来提升配电自动化技术在智能配电网中的应用效能，为电力企业提供了理论依据。期望未来这些企业可以不断优化智能配电网的建设，保障配电网系统的稳定和安全运行。