配电网自动化关键技术及其实践应用研究

吴成祥 尉向锋

摘要：配电网自动化关键技术推动了地区电网调度运行发展的趋势。文中针对目前输配电网自动化系统独立建设的模式，分析了输配电网协同运行和分析计算的业务需求，提出了输配电网高级应用协同运行的整体架构，并在此基础上对输配电网统一建模、拓扑分析、潮流计算、风险评估以及故障处置等方面的关键技术进行了分析。

关键词：配电网;自动化;关键技术;实践应用

近年来，城市规模人口不断增多，并可以通过工业化水平的提升加强地区电网规模的不断扩大，这样不仅加剧了运行的方式，同时加强配电网之间的紧密联系[1]。现阶段，国内外对配电网的发展形式进行了深度分析，这需要加强配电网自动化关键技术的协同发展目标，这样不仅可以加强输配协调功能，同时也需要加强输电网在配电网的控制资源，这样不仅可以使配电网的安全运行方式获得了彻底的改变[2]，同时还需要加强对诸多功能之间的协调关系，并结合一体化适用场合，并为一体化系统进行目标的有效建设，这样才能实现各类激素与功能的优化提升，从提升配电网态势感知能力出发，利用输配协同，提出了配电网态势快速感知的方法;提出了基于配电网平台的调配一体化技术方案，主要从调配一体建模、调配应用运行框架、调配应用协同三个方面开展研究，提出了相关的关键技术[3]。

一、配电网协同运行业务分析

输电网调度信息，需要加强对配电网调度业务管理的充分分析，但在运行分析层面两者需要进行信息的融合与协同，以支撑地区电网的安全高效运行。从业务需求上看，输配业务协同涵盖日前停电计划编制、实时运行风险评估以及故障处置等诸多层面[4]。

首先，现阶段配电网设备停电检修计划偏执以及编排方式，需要将配电网设备的检修停运方式进行评估，这样不仅需要加强对配电网用户的使用影响，需要在配电网方式调整时，需要评估其调整后的运行方式是否满足输电网设备的输送能力;其次，在实时运行方面，需要综合输电网和配电网的相关信息，通过对输电网预想故障集的滚动扫描，在线评估预想故障模式下设备过载、薄弱接线方式、重要用户供电可靠性以及负荷损失大小等地区电网的各类运行风险，给出风险量化评级，指导输电网和配电网进行风险的预防控制。不仅如此，在故障处置方面，特别是发生大面积停电时，在故障初期需要将输电网设备故障信息快速推送给配电网，以便配电网调度运行人员及时掌握故障情况，同时配电网需要将重要用户的失电情况反馈到输电网，以便输电网调度运行人员掌握故障波及范围，以便后续有针对性地开展故障恢复;在故障后期的恢复阶段，输电网在供电恢复策略优化搜索中需要考虑重要用户的优先恢复，同时结合输电网的最大供电能力告知配电网可恢复的负荷容量，以便配电网调度运行人员进行负荷的转供，此外配电网在负荷转供时也需要同时结合输电网线路、主变的输送能力进行安全校核，以避免配电网侧的负荷转供引起主网线路或主变的过载[5]。

二、配电网自动化关键技术及其实践应用

（一）明确总体思路

现阶段，配电网在自动化技术及实践应用过程中，需要加强自动化系统的构建，并可以通过构建一体化系统建设模式，并可以在构建系统过程中，加强对数据分流技术信息的有效利用，以最大限度地降低两者之间的相互影响。基于上述系统建设模式，同时输配电网高级应用由于模型、参数和电网特性的差异化决定了其计算分析方法也存在一定的差异性，因此输配电网高级应用协同分析的整体架构宜采用松耦合的模式，即输电网和配电网高级应用各自独立计算，计算结果进行交互和迭代，这样的好处是一方面便于不同厂家以及系统之间的信息交互，另一方面可以通过对输电网和配电网自动化系统原有高级应用软件的改造进行实现，减少用户的重复投资[6]。可以看出，对输电网和配电网高级应用进行服务化封装，建立计算分析服务，两个系统的计算分析服务之间通过信息服务总线/消息总线进行计算服务的请求、定位和分析结果的发布。该架构的优点是通过对现有输电网和配电网自动化系统进行升级，即可实现各模块的即插即用，屏蔽了底层平台的差异化，需要说明的是这里的输电网侧和配电网侧，既可对应输配电网两个独立的自动化系统，又可对应调配一体化系统下的输配电网各自的高级应用。输配电网高级应用的协同运行既可由输电网发起，也可由配电网发起，根据协同业务场景的不同，通过信息服务总线交互两个系统计算分析服务所需的必要信息，返回协同分析计算结果，并最终基于各自的人机界面进行展示。计算分析服务返回的是分析结果的结论性信息，例如字符化的描述或结构化的数据，输配电网自动化系统只需要对上述结论性信息进行解析即可直接展示，不需要各自建立对方系统的设备模型[7]。

（二）关键技术及实践应用

统一构建协同运行的构建模式，这需要加强对配电网自动化系统的建模控制，

把配电网部分等值为负荷，配电网自动化系统只针对配电系统监控和建模，对输电网等值为发电。为了实现调控中心不同应用、不同系统之间的信息共享和数据交换，标准中提出了电力系统公共信息模型，用于建立电力应用信息模型和数据交换的标准信息模型。输电网自动化系统和配电网自动化系统分别基于该标准建立公共模型，但是由于不同系统间模型来源的差异，同一个设备可能存在不同的命名方式，因此在输电网和配电网之间需要开展边界模型的匹配。現阶段，不仅需要加强对国内地区输电网自动化系统的建模构建，同时也需要加强对配电网开关线路的独立设置，对此，这需要加强对配电网构建模型的拼接力度，由于输配之间的模型拼接边界数量很多，且变化频度高，难以采用人工方式定义边界，而是通过匹配输电网10KV 出线开关和配电网10KV馈线开关名称的方式自动完成边界设备的匹配。由于配电网模型来自地理信息系统，所以输电网10KV出线开关名称和配电网馈线开关名称无法保证完全一致，但其名称一般遵循一定的命名规则，因此可以按照预定的规则解析负荷和馈线的名称，完成边界设备的自动匹配[8]。

总结：

综上所述，本文针对当前输配电网自动化系统的运行模式和建设特点，提出了输配电网高级应用协同运行的总体架构和关键技术，为后续开展输配业务协同行方面的系统建设提供了参考和借鉴。随着分布式电源、电动汽车、分布式储能等多元负荷的快速增长以及在配电网侧的接入，配电网的形态将发生显著变化。

参考文献：

[1]马宏东. 智能配电网与配电自动化关键技术分析[J].华东科技：综合， 2019，000（001）：1.

[2]徐晋龙. 智能配电网自动化应用实践的几点探讨[J].百科论坛电子杂志， 2019，000（009）：9.

[3]李喜荣. 关于配电网自动化的实践应用[J].百科论坛电子杂志， 2019，000（007）：5.

[4]谢小宇， 肖振华. 浅谈电力工程中配电网自动化技术运用[J].营销界（理论与实践）， 2019，000（012）：1.

[5]邓代国. 城网配电自动化技术应用与实践[J].百科论坛电子杂志， 2018， 000（013）：306.

[6]赵国富. 电力系统配电网自动化技术的应用及解析[J]. 2021，000（231）：164-165.

[7]任永建. 智能配电网自动化应用实践的几点探讨[J].建筑工程技术与设计， 2018， 000（016）：5553.

[8]陈雄. 智能配电网自动化应用实践的几点分析[J].科技成果纵横， 2019， 000（023）：1.