配电自动化技术在智能电网中的应用

左志亮

（连云港三新供电服务有限公司 灌云分公司，江苏 连云港 222200）

0 引 言

智能电网将现代科学技术与信息技术相结合，通过各种平台来进行数据分析。目前，国家加大了对科技创新的投资，以促进人工智能和高端自动化技术的全面发展。在智能电网的分配阶段，采用自动化技术是顺应社会发展潮流的举措，将自动化技术应用到智能电网中可以更好地贯彻可持续发展的思想，既能降低环境污染，又能为国家和企业创造经济效益[1]。

在电力配网自动化建设中，其最突出的问题就是传统的电力系统管理方式不能完全实现对配网的全自动化管理，也不能对配网故障进行实时响应，且无论是故障查找还是故障定位都需要很长时间，导致配电自动化技术管理应用质量无法达到预期要求。通过配电自动化运行和开发，能够保证在出现故障时自动进行故障定位和处理，并向工作人员反馈有关的故障信息，提高故障处理的效率。目前，配电系统自动化运行的首要目的是确保电力系统的正常运转，避免因电力系统的不正常运行而引起各种安全事故。同时，配电系统的自动化可以有效地防止由于电网运行不稳定所带来的各种负面影响，从而提高电网的经济效益，保障电网的安全和稳定[2]。

1 自动化技术在智能电网配电中应用的优势

1.1 兼容性

智能电网的兼容性是其重要的特点，随着社会的快速发展，能耗问题被人们所重视。在电力系统中，大量的电子元件会造成谐波污染，而智能电网则能通过其兼容技术手段利用可再生资源进行发电，如风能发电、水力发电、太阳能发电等，一方面能够减少资源能耗，另一方面可以对可再生资源的充分利用，消除谐波干扰带来的危害，极大提高了供电的稳定性和可靠性。

1.2 自愈性

智能化、自愈性是智能电网的重要特点，它对保证电网的安全运行起着至关重要的作用。智能电网的自我修复能力是指当电力系统出现故障时，由其自身的检测功能来检测故障的原因，在无人工干预的情况下实现自动修复。同时，智能电网还可以根据故障的实际情况对元器件进行检测、分析，作出正确的选择，避免局部停电的蔓延，减少对电网的影响。

1.3 效率比较高

在电力市场的运营中，加强智能信息系统的应用，可以在一定程度上减少电力生产和分配的费用，节省资金，而利用先进的信息技术可以有效提升电力市场的运营效率，从而获得更大的经济效益。自动化技术是一种集发电、配电、后期维护为一体的综合网络体系，是实现智能电网发展的必然要求。因此，采用自动化技术可以有效地提升整个智能电网的运行效率，并对整个电网进行持续改进[3]。

2 自动化关键技术在配电网络的应用

2.1 数据采集技术的应用

数据采集技术是一种新型电力管理与控制技术，能够实现对电网的自动监测与管理，进行实时监测与处理。在配电网络出现突发事故时，为了保证电力系统的稳定与安全，应及时采取应急措施。

2.2 网络通信技术的应用

随着信息化技术的不断发展，电力系统也在不断地发生着变革。通信技术的发展使配电网络的信息化程度得到了进一步的提升，同时，通过通信技术对配电网络进行科学的管理。以配电自动化网络控制为例，通过对远程终端进行标准化管理，对其进行远程监控，从而达到控制的目的。同时，由于信息技术的不断更新与优化，使得传统的配电网得到了新的发展，尤其是在通信卫星和空间技术的帮助下，实现了配电自动化的应用。通过对配电网络的应用，可以使其在山区、无人区得到更好的覆盖，从而达到更精确的目的和价值，对供电网络的安全和维护起到更好的作用。

3 提高自动化技术在智能电网配电中的应用策略

3.1 电网调度自动化

在电网的调度管理中，采用了电气自动化技术，建立了一个以调度为核心的自动控制网络，并与电厂、电网中心及其附属的变电所相连，可以有效地实现对电网调度的自动控制和管理。电网调度自动化不但可以优化电网的调度，还可以保证整个电网运行的安全和稳定。通过对电网电压、电流、负载等多种参数进行自动监测，提高电网的调度效率，不需要大量的人力去进行管理和调度，这将极大地减少人为因素对电网调度造成的影响。同时，通过电网调度自动化能够及时掌握电力设备的运行状况、负荷等信息，实现对电力生产、电网的全面实时监测，既能保证员工的生命安全，又能降低电网调度中不必要的资源损失，对预防安全事故有积极作用，符合国家节能的要求。

3.2 故障定位

智能配电网络的工作频率为50 Hz，而正弦波的工作时间为20 ms。根据科学的计算，一个正弦波被分成80点，每一个分散点都在250 μs，这时，计时器会被激活，每隔250μs，就会进行一次定时的断电，当信号达到时，系统就会开始收集，然后通过接口和模拟数字（Analog to Digital，AD）转换芯片将所有的数据都传送到指定的地点进行数据处理和存储，为下一步的分析工作打下基础。对收集到的数据进行分析，如果满足标准，就会通过发送程序将其传送到对应的模块中；如果出现了异常或偏差，需要进行深入的分析和研究，以确定故障的种类和原因。当发生故障时，智能配电网络会自动分析故障，从而判断系统是否能够正常工作，并编制出一份清晰的可行性报告，报告内容包括对修理的要求、经济指标是否达到标准规定、维护计划的科学性和合理性。通过对故障数据和原始数据的对比分析，可以对设备未来的运行时间、当前的运行状态进行深入分析，便于故障维护[4]。

3.3 电力系统自动化实时仿真技术

仿真技术就是对电网的负载进行仿真，使其能够在实际工作情况下进行负载的动态模拟，从而实现对新研制设备的测试。目前，国内对电力系统的实时模拟技术进行了大量的研究，其中包括模拟模型和动力学模型的建立。目前，已有专业的模拟实验室可以显示真实的电力负载动态。利用电力自动化实时模拟系统，对电网的稳定性进行分析，并对其进行试验，从而保证了电网的稳定。

3.4 电力信息系统的构建

电力信息系统的建设与应用必须从共享、监控和安全保障3个角度把握建设应用的规范要求。首先，在建立配电网中，必须对其进行统一的规划，这主要是因为其总体规模比较大。在智能化电网的背景下，现代电网系统包含了多个子系统，它可以增强各子系统的协同工作，从而实现对整个系统的各种信息、数据进行统一的收集与管理，提高电网的总体运行效率。从宏观的角度来看，有了统一的信息管理，就可以保证监控的执行。此外，配电自动化与智能化电网的集成将使各相关的电力系统的运行信息在智能电网中得以共享，使其自身的品质有所提高。如果采用了配电网自动化，那么信息传送中的畸变问题就会大大降低，而且电网系统自身的故障率也会降低。另外，配电网的集成可以保证电网的正常工作，保证发生故障时的实时监控和预测。不仅有助于提高电力系统的安全预警精准度，而且在电力系统的整体运营中起到了很大的作用。

3.5 新技术与设备的应用

随着电力技术的发展，配电自动化的建设能够使电网的可靠性、电能质量得到提高，从而保障电网的稳定运行。长期以来，电力公司对农村电网进行改造，使电网的设备和运行得到了全面的提高。配电网建设单位要根据国家电网建设的需要，积极地进行电力专用网的建设和改造，为地区配电自动化的发展打下良好的基础。对电网的网架布局进行优化，可以为能源提供动力，使电力运行得到充分的实施，并在试验的基础上进一步完善通信系统，利用新技术来减少通信费用，使整个配电网络得以实现。此外，完善的网络管理系统可以推动配电网络调控系统的升级和功能的拓展[5]。

3.6 IDS系统的应用

入侵检测系统（Intrusion Deteotion System，IDS）是为了适配和改进配电自动化而诞生的，它是自动化系统的重要组成部分。它由主站、子站和配电开关监控终端（Feder Terinal Unit，FTU）组成，它的功能包括数据收集、整理和系统监控。首先，IDS可以根据自动化系统的特性采集智能终端的数据，并通过分析相关的数据来判断和评价系统的工作状况；其次，利用光纤将主站和子站之间的通信网络建立起来，可以对用户界面和整个系统进行操作，并通过通信接口检测整个系统。分析了该系统的智能化程度，使其在运行中得到充分的保障。IDS系统就可以实现对整个自动化系统的数据查询和操作管理，从而提高了自动化系统的管理水平。IDS在电力行业中的应用日益广泛，既能保证企业的经济效益，又能保证电力的运行安全，同时满足低碳化的发展需要，有利于环境和资源的节约。因此，IDS系统的应用，符合可持续发展和节能减排的需求。

3.7 专业培训

为适应企业的发展，推动配电网自动化的发展，必须大力发展配电网自动化的人才，并积极开展配网自动化的培训。为保证培训效果，公司可以请业内专家授课，着重阐述配电自动化系统的具体实施方案。针对实际应用中存在的问题，对有电和无电的跳闸进行了详细的阐述，保证了短时间的重合闸能够互相协作，应当对工作人员提供专业的培训。在培训过程中，要将理论和实践结合起来，从工作中找到问题的切入点，并按照由点到面、由浅入深的原则对员工进行自动化技术的培训，从而为电力系统的维护和应用打下良好的基础。

3.8 提升运行管理水平，让投入与产出成正比

在配电自动化的建设和运营管理中，要不断提高运营管理水平，以达到预期的投资和产出比例。在智能化的电力系统中，配电自动化的运营和管理需要多方面的协调和协作。要建设一支高素质的电力系统运维管理队伍，保证其具有专业的操作管理知识，具有高度的责任心，能够有效地监督，及时发现问题并进行危险故障的预警。提高供电企业的运营管理水平，提高供电企业的效率和质量。在配电自动化的运行模式选择上，应充分考虑到电力系统的实际需求和电力公司自身的特点。根据工作环境和管理目标的不同，可以灵活地选择各种信息的发送模式，并在主传送模式出现故障时快速启动备用模式。加强电力系统各部门的协作，保证信息互通，共享传输，做好信息交流和反馈，一旦出现问题，就及时采取紧急措施，提高电力系统的运营管理效能。优化配电自动化的运营管理，建立责任体系，使各部门、各岗位职责明确，一旦出现问题，就责任到人，采取相应的解决措施。同时，这种快速反应的管理机制还可以降低配电自动化的运营和管理费用，提高运营监督的效率，为电力公司的长期、稳定发展提供了有力的保障。配电自动化的运行管理要做到事无巨细，确保监督和管理的频率和成效，使配电自动化的运行更加稳定和安全。

4 结 论

在智能电网中采用配电自动化，可以有效提高电力系统的信息化管理水平，既可以监测电网的运行状态，又可以对电力系统的安全事故进行自动控制，从而提高电力系统的供电可靠性。随着我国对电力市场的需求和对智能电网的适应性的提高，将会有很大的发展空间。