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電力系統配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)探討論文
摘要：當前，許多歐美發(fā)達國家的電力系統的配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)趨向于成熟，自動(dòng)化的控制可以加強電力系統運行的安全性。我國也逐漸注重電力系統中的自動(dòng)化技術(shù)應用，通過(guò)這樣做不僅保證供電的安全性，滿(mǎn)足用電用戶(hù)的需求，而且促進(jìn)電力企業(yè)的可持續發(fā)展。
關(guān)鍵詞：電力系統；配電網(wǎng)；自動(dòng)化技術(shù)；應用
配電網(wǎng)自動(dòng)化是對配電網(wǎng)上的所有設備進(jìn)行實(shí)時(shí)遠方監控以及協(xié)調的集成系統。電力系統配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)是指多種現代高科技在配電網(wǎng)自動(dòng)化方面的應用，主要包括現代電子計算機技術(shù)、通信技術(shù)等等。近年來(lái)，我國電力系統自動(dòng)化在多個(gè)方面都有迅速的發(fā)展，比如高壓網(wǎng)路、發(fā)電廠(chǎng)等等。然而在配電網(wǎng)上是相當落后的。在我國城市化進(jìn)程的不斷加快的背景下，配電網(wǎng)供電質(zhì)量的矛盾日益突出，所以想要提高配電網(wǎng)供電質(zhì)量，必須要進(jìn)一步推進(jìn)電力系統配電網(wǎng)自動(dòng)化建設。
1概述配電網(wǎng)運行系統
配電網(wǎng)自動(dòng)化系統具有較高的靈活性，其主要分為三個(gè)子系統，分別是配電網(wǎng)自動(dòng)化主站系統、配電網(wǎng)自動(dòng)化終端以及配電網(wǎng)自動(dòng)化子站系統。
1.1配電網(wǎng)自動(dòng)化主站系統
配電網(wǎng)自動(dòng)化主站系統在配電網(wǎng)自動(dòng)化系統是最頂層，分別是配電網(wǎng)應用軟件子系統DAS、配電SCADA主站系統以及配電故障診斷恢復等等。[1]想要更好的保證配電網(wǎng)自動(dòng)化系統在投入運營(yíng)之后，能夠滿(mǎn)足相關(guān)的技術(shù)要求，應該對配電網(wǎng)應用軟件子系統DAS和配電網(wǎng)故障診斷恢復做聯(lián)調測試。配電主站系統中的AM/GIS是獲得、保存和分析電力設備的屬性資料，從而建立的信息化數據庫管理系統。
1.2配電網(wǎng)自動(dòng)化終端系統
配電網(wǎng)自動(dòng)化終端系統是應用于中低壓電網(wǎng)的每種遠方監測、控制單元的總稱(chēng)，其關(guān)鍵功能是對開(kāi)閉所、以及環(huán)網(wǎng)柜等進(jìn)行有力的監控，從而實(shí)現FTU、TTU等各項功能、對故障的控制功能，為配電網(wǎng)自動(dòng)化主站系統提供更好的配合基礎，也為子站實(shí)現配網(wǎng)運行中的工況檢測以及配電網(wǎng)故障中的非故障區域的修復，創(chuàng )造一些技術(shù)條件。
2配電網(wǎng)自動(dòng)化的現狀分析
配電網(wǎng)自動(dòng)化的主要目的就是利用現代通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)以及電子計算機技術(shù)，對配電工作進(jìn)行計量、監督、保護和監督，從而達到提升供電質(zhì)量、改進(jìn)和用戶(hù)之間的關(guān)系，提供相對合理的用電價(jià)位以及提升配電部門(mén)的工作水平。想要有效處于電力企業(yè)與配電系統中的功能數據流，還需要從用電用戶(hù)的角度出發(fā)，充分考慮到降低運行費用以及提升服務(wù)質(zhì)量等等。[2]就目前的情況來(lái)分析，實(shí)現配電網(wǎng)自動(dòng)壞主要有以下幾種方法：其一，在樹(shù)狀線(xiàn)路或者10kV的輻射中，一般采取分段器和重合器的方法，這種方法可以借助自身的功能對供電過(guò)程中有可能出現問(wèn)故障進(jìn)行修復和隔離，因此當前是最為普遍應用的。其二，通常在10kV環(huán)形電路中使用重合器，這樣做能夠與環(huán)網(wǎng)柜配合而實(shí)現配電網(wǎng)自動(dòng)化。其三，將FTU加入到10kV環(huán)形配電網(wǎng)絡(luò )中，并且設置配電網(wǎng)自動(dòng)化系統。其四，采用不同的環(huán)網(wǎng)，而且各個(gè)用電用戶(hù)的供電電源至少有兩個(gè)，這種方法在農村應用較少，大多數應用于城市。
3電力系統配電網(wǎng)自動(dòng)化遵循的基本原則
3.1適應性
適應性原則主要體現在以下幾點(diǎn)：其一，在配電網(wǎng)自動(dòng)化時(shí)，需要綜合考慮到當地的經(jīng)濟發(fā)展情況。[3]應該根據用電的用戶(hù)情況和當地的經(jīng)濟條件，將有限的資金投入到當地的配電網(wǎng)自動(dòng)化建設中。其二，結合配電網(wǎng)的發(fā)展現狀，開(kāi)展自動(dòng)化工作。隨著(zhù)我國網(wǎng)改的迅速發(fā)展，配電網(wǎng)在設備和規模上也提出新的要求。因此，在配電網(wǎng)自動(dòng)化工作開(kāi)展過(guò)程中，必須要使配電網(wǎng)現狀與配電網(wǎng)自動(dòng)化程度相符合。其三，在配電網(wǎng)自動(dòng)化中，應當采用定時(shí)限保護的基本原則。這種原則通過(guò)時(shí)間階梯和電流階梯相重合的方法，實(shí)現上級和下級的配合方便。
3.2逐步實(shí)施
配電網(wǎng)自動(dòng)化的基本條件是擁有的配電網(wǎng)點(diǎn)相對較多，同時(shí)還會(huì )涉及到配電網(wǎng)規劃、城市建設以及選擇設備等一系列的工程，對其進(jìn)行實(shí)施時(shí)，要具有一定的階段性。通常，主要有三個(gè)階段。第一階段，將自動(dòng)重合閘安裝在變電站出線(xiàn)上，以發(fā)揮保護的作用。此外，即將多組自動(dòng)配電開(kāi)關(guān)安裝在出線(xiàn)路上，以構建電壓控制系統。這個(gè)階段又稱(chēng)為初級階段。第二階段，在第一階段的基礎上，安裝控制設備和通信設備，而且將自動(dòng)配電開(kāi)關(guān)安裝在各個(gè)分支線(xiàn)路上。這些開(kāi)關(guān)全部是由供電所控制，以便于對負荷進(jìn)行適當的調節。第三階段，增強各個(gè)供電所和配電管理中心之間的信息溝通交流，讓配電信息立即傳送到配電管理中心，進(jìn)而實(shí)現信息自動(dòng)化控制和微機控制。
3.3采用電流控制模式
電壓控制模式的不足之處在于，重合斷路器的合分操作以及發(fā)生故障時(shí)的自動(dòng)重合，使配電開(kāi)關(guān)頻繁動(dòng)作，從而造成配電設備使用期限減少。[4]此外，因為自動(dòng)配電開(kāi)關(guān)有合閘延誤的情況，當故障發(fā)生時(shí)，線(xiàn)路最末端的一級完成合閘的時(shí)間就必須要延長(cháng)到二十分鐘，從而直接影響供電的安全性、可靠性和連續性。
4在電力系統中應用配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的主要目的
現如今，我國配電網(wǎng)的供電方式受到各種因素的制約，比如：負荷分布、電源部位、地理環(huán)境、經(jīng)濟狀況等等，可以歸納為兩大類(lèi)，分別是網(wǎng)格式和放射式。以上兩種供電方式都不可以很好的滿(mǎn)足我國《電力法》中要求供可靠性達到的規范要求，實(shí)現電力網(wǎng)中配電網(wǎng)自動(dòng)化逐漸成為順應發(fā)展趨勢的必然性。具體來(lái)說(shuō)，在電力系統中應用配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的目的主要體現在以下幾點(diǎn)：
4.1減少運行成本
在過(guò)去，為了可以使重要用戶(hù)的供電穩定得到保障，應該采取由變電站直接向用戶(hù)多路供電或者互為備用的方式。該方式由于所需要的線(xiàn)路多而增加運行成本，投資規模相當大，并且設備可利用率不高，往往會(huì )出現線(xiàn)路閑置的現象。實(shí)現電力網(wǎng)中配電網(wǎng)自動(dòng)化，一方面，配電自動(dòng)化系統還能夠監視配電線(xiàn)路和相關(guān)設備的實(shí)際運行情況，為第一時(shí)間確定線(xiàn)路的故障部位，減少故障修復時(shí)間、減少維修費用等創(chuàng )造良好的條件。另一方面，可以對網(wǎng)絡(luò )結構做出合理的安排，一旦確認用戶(hù)供電線(xiàn)路發(fā)生故障，就能夠立即由其他正常的線(xiàn)路繼續向用戶(hù)供電，從而使設備的潛力得到發(fā)揮，降低設備投入成本。
4.2提高供電的安全性
電力系統中實(shí)現配電網(wǎng)自動(dòng)化，能夠使運行管理水平和供電質(zhì)量得到提高。首先能夠整合優(yōu)化無(wú)功潮流，降低線(xiàn)路損壞的幾率，以免因過(guò)大負荷造成供電質(zhì)量大幅度降低；然后，可以使維修工作和供電工作中所需的人力成本減少；最后，可以對配電網(wǎng)的負荷狀態(tài)進(jìn)行隨時(shí)隨地的監控，為電網(wǎng)的合理規劃提供一些有意義的資料。此外，實(shí)現電力系統的配電網(wǎng)自動(dòng)化，能夠避免竊電等不良情況的出現。
4.3促進(jìn)電力商業(yè)化的運行
通過(guò)實(shí)現配電網(wǎng)自動(dòng)化，可以為電力商業(yè)化的平穩運行提供許多現代化的工具，也就是可以加大公開(kāi)透明度。具體來(lái)說(shuō)，第一，配電網(wǎng)自動(dòng)化可以遠程監控用戶(hù)計量設備，比如：控制負荷、適當調整用電需求量以及更改和凍結用戶(hù)用電數據等工作。第二，可以為實(shí)行新結構電力價(jià)格和催繳電費提供有力的保障。
5配電網(wǎng)自動(dòng)化的具體實(shí)施方案
5.1自動(dòng)重合分段器方案
這種方案的特征是當事故發(fā)生的時(shí)候，自動(dòng)重合器會(huì )按照故障出現的時(shí)間進(jìn)行判斷。因此，設置時(shí)間時(shí)，需要確保變電站內部的斷路器要全部斷開(kāi)，并且由線(xiàn)路斷路器延長(cháng)時(shí)間進(jìn)行斷開(kāi)。當線(xiàn)路斷路器和變電站內都斷開(kāi)后，應該重新合上變電站內的斷路器，進(jìn)而確保電源側向負荷側送電穩定。此外，當故障點(diǎn)上的開(kāi)關(guān)再次合上的時(shí)候，站內的斷路器會(huì )又一次斷開(kāi)，以便于保證第二次送電成功。
5.2饋線(xiàn)自動(dòng)化方案
這種方案主要分為兩種，分別是計算機集中監控模式與遠方監控混合模式。前者，這種模式有單獨的控制中心，運作模式是饋線(xiàn)把從終端收集到的信息傳遞給主站，這樣只要配電網(wǎng)線(xiàn)路發(fā)生故障的時(shí)候，主站就會(huì )結合接收到的信息，進(jìn)行及時(shí)的判斷，從而排除故障而使供電功能得到恢復。后者，這種模式由三個(gè)部分組成，分別是自動(dòng)化開(kāi)關(guān)、斷路器以及智能型負荷開(kāi)關(guān)。不僅具有準確排除故障的功能，而且可以接收遠方監控的信息，進(jìn)而主動(dòng)參與到網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化調整中。
5.3自動(dòng)重合器方案
這種方案是由兩個(gè)電源連接的環(huán)網(wǎng)劃分成有限段數，每段線(xiàn)路由相鄰的兩端重合器對其做出保護。只要配電網(wǎng)故障出現時(shí)，就會(huì )及時(shí)由上一級的重合器先將故障斷開(kāi)，盡量防止因變電站斷開(kāi)而導致的分合。并且當配電網(wǎng)的任何一段發(fā)生故障時(shí)，故障段兩端的重合器就會(huì )同時(shí)斷開(kāi)，進(jìn)而起到隔離故障的作用。這樣在出現故障時(shí)，可以有針對性地及時(shí)排除故障，提升配電網(wǎng)運行的安全性。
6結束語(yǔ)
總而言之，先進(jìn)的技術(shù)和設備可以幫助企業(yè)完成技術(shù)升級，增加經(jīng)濟效益。電力系統配電網(wǎng)自動(dòng)化管理系統可以有效的提升供電的安全性和可靠性，保證供電質(zhì)量，改進(jìn)對用戶(hù)的服務(wù)水平，為電力企業(yè)的發(fā)展提供有力的技術(shù)保障。對于電力企業(yè)來(lái)說(shuō)，還要注重人才培養，以便于更好的實(shí)現電力系統配電網(wǎng)自動(dòng)化。
參考文獻：
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[4]許開(kāi)熙.電力系統配電網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)現技術(shù)分析[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2017（06）：203-204.
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