自动化技术在企业配电网中的应用分析

徐大震

（济宁中山公用水务有限公司，山东 济宁 272000）

伴随着时代进步与社会发展，人们的物质生活水平显著改善，对供配电稳定性、持续性、安全性与可靠性也提出了更高的要求。企业配电网作为电力系统的重要组成部分，肩负着输配电功能，其运行效率与质量不仅会影响到企业的日常服务与经营发展，而且关乎人们的用电体验。现代科学、信息、通信技术的突飞猛进为企业配电网建设与优化注入了新的活力，尤其是自动化技术在企业配电网中的广泛与深入应用，可以在提升系统运行效率的同时降低系统能耗、节约资源能源、减少各类事故的发生概率，并且能够实现对配电网的可视化与智能化管理，对于促进企业配电网自动化建设大有裨益。

1 企业配电网自动化技术概述

在科学技术的支撑下，企业配电网系统规模逐渐扩大，所使用的线路及设备精细度也明显提升，在配电网系统运行过程中，会因人为操作失误、自然灾害、环境条件等各类因素的影响出现诸多故障，且系统运行能耗较高，难以达成节能减排的要求。自动化技术以数据采集、处理等为基础，对配电网内线路及设备进行自动化改造，满足高速率、准确性传输的要求，通过指令下达自动化控制各类设备的运行参数，实时接收设备运行状态信息，结合供配电需求等进行自动化调度，所形成的数据资源及相应方案可以为系统运维、人才培养等提供依据，从而实现企业配电网建设、运维、管理的一体化。

2 自动化技术在企业配电网中的应用目标

自动化技术在企业配电网中的应用目标体现在两大方面：（1）实现多源异构数据的自动化整合与处理。收集配电网系统内的管理对象数据，经数据整合、筛选与处理后建立仿真模型，真实反映各控制对象的运行状态、连接方式、运行负荷、潜在故障及运行环境等，以此为依据，秉承节能降耗、智能管控的理念对控制对象进行自动化管理。（2）保证配电网运行的安全性、稳定性及可靠性。通过自动化技术的合理运用，对配电网系统进行实时化、动态化与跟踪式监测，对系统故障做到及早发现、及早隔离、及早控制及及早处理，避免自然灾害、人为操作等各类因素对系统运行产生负面影响，并依靠自动化系统对各类危险情况及时响应，以此达成保证系统安全、稳定、可靠及持续运行的自动化技术应用目标。

3 自动化技术在企业配电网中的应用路径

自动化技术是科学家们为突破生产及工程瓶颈，在反复实践中探索出的实际问题解决技术措施。在社会用电需求显著增加的背景下，企业配电网系统规模愈加庞大，所用设备精密度显著提升，传统线路布设形式、设备控制模式及管理方式等难以满足大规模配电网系统运行维护需求，呈现出明显的局限性。而自动化技术的应用可解决上述问题，综合而言，自动化技术在企业配电网中的应用体现在以下五大方面。

3.1 馈线自动化技术，改造线路设备

馈线，即配电线路、馈电线路，是企业配电网的基础组成部分，在配电网运行中承担着输送电能的重要责任。配电网中馈线自动化技术的应用功能主要包括数据采集及控制、馈线故障自动化定位、馈线故障自动化隔离、非故障馈线段自动化供电恢复、馈线自动化管理等。馈线自动化改造具有信息量大、与其他系统联系紧密、在线监测与线下控制协同配合等特点。

首先，明确馈线自动化技术在配电网中应用的主要目标在于优化改造线路设备，支持馈线运行状况自动化监测、故障的自动化排查与隔离、自动化统计馈线负荷及事故等信息、远程自动化调节馈线开关等。其次，在明确技术目标及相应功能的基础上，结合企业现行配电网系统，坚持技术性与经济性相统一的原则合理选择馈线自动化设备。（1）馈线终端装置（FTU），该装置功能多元，既可以与配电自动化主站通信，反馈馈线运行状态及参数信息，智能化执行主站下达的指令，又可以调节、控制馈线及其相关设备。但该馈线终端装置前期投入成本较高，并且需要以完备的通信系统作为支撑，在实际应用中需综合考虑装置的成本效益。（2）馈线自动化开关设备。主要包括两种类型，其一为具备控制及保护功能的重合器，其二为与电源侧前级开关相互配合的具备自动分闸功能的分段器。两种开关设备有其特定的使用条件与优劣势，在设计应用中可以采取重合器与分段器配合的馈线自动化方案。即在重合器R后顺次配置四个分段器S1～S4。其中分段器S3、S4分别位于两个支线。当某点发生临时性故障时，R动作分闸后重合；当某点发生永久性故障时，R分闸，分段器S4达到预先整定动作次数，同时分闸并保持在闭锁状态，以此隔离故障点。但需要注意的时，环路上重合器之间依靠延时实现保护的配合，分段越多，延时越大，保护配合度则越低，因此需要配置好重合器与分段器，尽量利用重合器自身切断电流的作用以隔离故障段，配合分段器对跳闸次数进行记录及反馈，以此保证馈线自动化系统的稳定性。

3.2 防误自动化技术，合理调度系统

在企业配电网运行之中，调度机构为保证配电网安全稳定运行的指挥中心，其价值在于改变负荷的用电特性以优化供电路径，在配电网系统遭受地震、雷击等自然灾害时紧急通过微电网实现孤立供电，并对配电网的运行进行全过程、动态性与持续性的科学规划。但在实际的配电网调度中会发现，受到各类因素的影响极有可能出现调度操作失误的现象，一旦调度指令传达则会引发较为严重的后果。利用防误自动化技术构建配电网调度防误仿真系统可以有效改善配电网调度现状。

目前企业配电网调度中较为常用的系统为DTS仿真调度系统，其软件功能较为多元，能够适应企业配电网的未来发展。在建立配电网DTS仿真调度防误系统时，首先需要规划好DTS仿真系统的总体结构。通常情况下包括控制中心仿真子系统、电力系统仿真子系统、人员子系统三大组成部分。DTS系统可以与SCADA等系统进行实时通讯，共享各个子系统中的信息、数据与图示等。其次，系统软件配置。基于自动化技术的DTS仿真调度防误系统包括操作系统软件及支持软件，在构建时需要考虑到配电网调度需求的未来变化，支持通过更改上层软件功能及相应参数等嵌入新的调度应用及分析功能，以此契合配电网的未来发展趋势。最后，需要对系统性能指标进行校验与评估，检查配电网故障时系统是否具备较为灵敏的频率变化、电压变化等。

3.3 图资自动化技术，提升故障处理效率

图资自动化技术主要应用于企业配电网线路设备缺陷管理中。传统管理模式下，依靠日常巡检发现设备缺陷及线路黑点，采取人工工作形式，如拍照、记录等对设备线路缺陷进行记录、上传相应的缺陷图片，且受到工作态度、技术方法等因素的限制，设备线路巡检工作随意性较大，细致程度不足，难以满足设备及线路缺陷分析需求，不能发现设备线路的潜在故障问题。基于图资自动化技术，构建针对某一配电设备及其连接线路的集各类图资档案管理功能于一体的系统，可以为设备缺陷统计、分析、设备线路优化改造等工作提供便利，形成契合本企业配电网规模及特点的设备线路故障知识库，从而显著提高故障处理效率。

首先，遵循“一线一档”的基本原则，保证缺陷管理及故障排查的针对性与精准性，以开源软件PPM为地层开发平台，嵌入zTree插件、地理信息系统等，以便于针对某一设备线路进行缺陷统计及分析，并可以借助系统强大的运算与数据处理能力呈现不同设备线路之间缺陷的逻辑关系。其次，结合实际的设备线路缺陷管理需求配置好软件功能。如黑点图资搜索功能、站线结构模块化功能、统计分析功能等，可支持运维管理人员结合自身工作习惯、实际需求等对黑点、设备类型等进行增加与删减，键入关键词后可自动化提炼与本设备线路相关的信息，智能化、深入化分析线路缺陷及设备故障成因等，以此为配电网的维护工作提供真实可靠且系统科学的依据。

3.4 通信自动化技术，满足数据传输需求

配电网子站与主站通信是否实时便捷，直接影响配电网运行质量的高低。为实现配电网子站与主站通信的自动化，需要合理应用通信自动化技术。首先，配电网子站主要负责数据采集、传输及处理，不承担配电网的运行维护责任，因此子站通信自动化系统的主要功能为向配电网主站实时反馈设备、线路等的运行状态信息以及底层设备通信情况信息等，并负责向下层设备传递主站的相关控制指令，如馈线开关指令、电网负荷调控指令等。其次，配电网子系统所控制的下层设备包括本地设备与远端设备等，为保证通信的便捷性，需要根据各类设备的性能、重要性等设计好设备接入端口及通信形式，在规划设计中应当充分考虑高级应用软件数据类型要求、现场各类可能出现的设备接入方式等，以满足现场设备配置的多样性与变化性为基本目标，对子站通信自动化系统进行构建。最后，数据处理为配电网子站的核心功能，各类设备及变配电环节所产生的数据体量庞大，且存在多源异构数据，若想充分挖掘数据价值，便需要以统一的标准对数据进行结构化处理。同时，在子站与主站通信中会出现异常及错误情况，这就需要提升系统的容错及错误处理能力，即采用特定的信号表征通信状态，若采集端口通信失败、异常等，会向上级发出预警，再次下达指令后若端口通信成功则继续正常工作；若依然出现异常情况，则开启紧急特殊处理功能。

3.5 管理自动化技术，提高服务水平

引入自动化技术的配电网虽然获得了运行可靠性、稳定性的保障，但对配电网的综合管理提出了更高的要求，需要相关管理人员熟悉自动化技术的操作方式，把握好自动化技术应用条件下配电网系统运行体现的新特征与新隐患。因此需要将各个子系统整合在统一的自动化管理平台上。首先，将具备通用分组无限服务接入条件的配电网自动化设备全部连入统一的自动化管理系统中，实现对设备信息的集成与集中化管理。其次，将配电网自动化管理系统转化为配电网自动化调度的子系统，保证管理与调度相配合，在日常工作中以配电网自动化监测为核心，以各类型自动化技术及时发现故障、隔离故障及解决故障问题，对多元化管理信息及调度信息进行整合与分析，形成属于企业的配电网自动化管理资源库，在人员考核、培训等工作中可以从资源库内直接调取故障记录、管理记录、调度记录等提升各项工作质量。最后，成立独立权威的配电网自动化管理机构，配置相应的技术、中层管理及执行工作人员，主要负责反馈配电网管理现存问题，维护系统运行，以此推进企业配电网的自动化建设。

4 结语

企业配电网运行质量不仅关系到服务水平，更关乎人们的用电体验及安全性。自动化技术在企业配电网中的应用，可以克服传统配电网系统及管理模式带来的弊端，实现节能降耗、可靠运行的目标。目前自动化技术主要应用于企业配电网线路设备改造、自动化调度、故障处理、数据传输及集中管理。未来，自动化技术将进一步发展，适用于企业配电网的自动化系统、软件等也会更加多元，企业需要对配电网发展形势进行准确研判，加大对自动化技术的投入力度，以此促进配电网的健康稳定发展。