电力系统配网自动化实现技术探究

叶 欣，郁志伟

（国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司，江苏 盐城 224000）

1 电力系统配网自动化

1.1 电力系统配网介绍

现代科技飞速发展的背景下，配网作为一种高科技产品，它可以将信息传递给网络，随着通信、信息处理、传感技术的发展。同时，电力系统的应用越来越广泛，为了安全运行电力系统，须科学使用电力系统的配网[1]。

1.2 电力系统配网自动化

通信、计算机、自动控制等技术都属于自动化技术范畴，那么配网自动化的实现原理是利用自动化技术与先进的配网设备互相协作，实现自动、智能、省时、高效地管理和监测配网。同时，将配网自动化技术的功能发挥到极致，从而促进电力系统的高效、安全、稳定的发展。

1.3 我国电力系统配网存在的主要问题

1.3.1 配网技术结构分配不均衡

配网系统之间的信息交流非常关键，如果正常使用的时候，不能很好地实现双方的共享，那么就会产生各种各样的问题，严重的话，会对自动化技术的发展造成不利的影响。此外，设备的更新换代也是一个很大的问题，如果为了提高效率而不能及时的进行设备的更换和更新，那么新旧设备混杂在一起，不但会加速新的设备的老化，而且会导致事故的发生。新旧设备之间的信息传递和共享能力都存在着巨大的差异，不但会造成信息传递有误，而且会对整个电网造成严重的影响。

1.3.2 复杂的配网系统

在日常生活中，大量的配网环网接点造成了局部断电，从而影响到检修工作。如果经常停电，那么电网的电力设备在一段时期内老化，造成配网系统发生安全故障，从而极大地影响到配网系统的实际操作能力。

1.3.3 自动化更新速度远超过配网建设进程

为改善我国的配网络建设，提高供电质量和供电效率，在电力系统的进一步改造中，重点突出了自动化改造。然而，当前我国配网的发展却遇到了一些困难，主要由供电公司员工的工作意识不强、管理水平不高造成的。我国作为发展中国家，经济发展速度虽然快，但与发达国家相比还有很大的差距。另外，由于我国对电力公司的投资不多，难以满足居民的日常生活用电需求，成为制约配网自动化发展的一个主要原因。此外，随着配网的供电质量和自动化程度的提高，配网中的电力设备和先进的设备的使用程度也会随之提高，而国内现有的技术水平还没有达到要求，从而对电力行业的发展造成了很大的影响。

1.3.4 配网络设备问题

在大部分配网中，采用架空、地下两种方法对电缆进行处理，从而提高了电缆的优化效率，为配网系统的自动化提供了可靠的依据。然而，在实施过程中，通常会出现因地理位置复杂、相关管理人员不能对线路进行合理梳理的问题，从而使综合控制的效率下降、供电容量下降，难以达到相关的需求。同时，供电公司在进行配网络维护管理时，要对此类问题进行大量的处理，而且不能增加经济效益[2]。

1.3.5 配网信息化系统建设的问题

地理信息系统（Geographic Information System，GIS）技术已经被越来越多的电力公司用来改善传统的分配系统，从而解决配网的设备和数据问题。该系统可以针对现实条件，对配网络的地理信息进行最优化，并对电网进行有效管理，从而提高电网的开发效率。然而，在实际应用过程中，存在着一系列困难，如有关部门在运用GIS技术时，不能采用统一的数据模型方案来解决有关问题。

2 当前配网的现状

目前，电力经营中最主要的问题就是分配环节，而原有的投资理念与方式还不科学，导致了整个系统的发展滞后。如果配网出现故障，那么只能采取断网的方式解决，会导致大面积断电。由于电力系统的传输容量很小，一些已经使用了很长时间的线路还没有被替换，在长时间的负载下，线路损耗已经超过了30%。在用电高峰期，更有断电技术的表现落后。近几年，有关主管部门相继出台并实施了城市电网改造的政策，增加了投资，加快了城市电网的自动化建设。

3 城市配网自动化的类型

城市配网自动化的形式是电压—电流馈线自动化，它综合了电流式与电压式自动控制的优势。当出现故障时，可以将断路器的断路断开，使其与其他部件相分离，并利用自动加载开关的“自举功能”，使电源恢复正常。其基本原理如下：对整个线路进行高效检测，定位、检测和隔离故障，通常采用通用分组无线业务（General Packet Radio Service，GPRS）技术对故障进行检测、定位；通过GPRS技术对故障进行分析和定位，并由远方的主站下达切换和闭合指令。这种配网自动化技术能够有效地解决电网运行中出现的问题，从而大大提高电网运行的效率。同时，在电源恢复过程中，减少开关操作次数，从而延长了开关的使用寿命。

4 配网自动化建设和实施的意义

从电力公司的观点来看，将自动化技术引入到配网络的设计中，其重要作用如下。一是改善电力的品质。通过对暂态电压和稳态电压的检测和改进，为用户提供更为理想的电能。二是提高配网络设备的使用率。通过改善运行系统的稳定性，减少运行和维修成本，保证企业的经营效益。三是对设备维修的范围和故障断电的时间进行控制。四是降低电网的功耗，使电网的无功功率分布和总体的网络结构得到最优化。五是加强供电服务，积极利用现代技术，为客户提供更好的服务[3]。

5 配网自动化相关技术

5.1 监控技术

在现有的控制终端上增加了实时监测和频率测量、监视等功能，构成一种新型的集成控制系统。通过这些终端，可以对配网络的自动运行和电压进行实时分析，并将分析的结果反馈给控制方，再进行进一步的分析，确定是否需要维护。该集成式受控终端的构建工作基于数据采集与监视控制（Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA）系统，既增强了其控制性能，又大大降低了实际工程中的受控端数目，有利于提高系统的总体效率，促进系统的简化。在配网自动化发展中，SCADA系统也是一种应用广泛的监测技术，其将本地和远程控制相结合。在采用本地控制模式进行监测时，可以根据不同的开关来确定线路故障的具体位置，从而进行相应的检修，既节省了检测的时间，又避免了与主控站的信息传输延迟、通信的特殊性等问题。但这种运行模式在很短的一段时间里，频繁地打开和关闭电力线路的开关，不仅会对线路的整体质量产生影响，而且会对电力系统的运行产生一定的损害，增加了电力设备的维护成本。而远程控制方法则是通过分析和判定故障区域内的线路电流特性，当控制点收到来自控制点的电流和工作情况后，主站就会分析和处理这些数据，迅速确定故障的位置，并尽快解决问题，从而减少了设备和线路的损坏。然而，这种方法所需的信息传输需求很大，为了确保远程监测、检测分析的质量，需要专门的通信信道。随着信息化社会的发展，通信设备的更新速度越来越快，通信费用也越来越低，通信品质也越来越好。在远程监视的应用中，通信费用大大减少，对远程监视技术的快速发展起到了很大的促进作用。

5.2 新型通信技术

配网自动化建设，尤其是远程监测技术，对电力系统的通信信道建设提出了更高的要求。目前，在配网系统的自动化施工中，光纤通信技术是最常用的一种技术。该技术的造价较低，能够快速地将有关配网自动化的信息传送给用户，而且对信息的传输限制也很少。通过引进比较新颖的通信技术如光纤通信技术，能够实时监测配网自动化进程中的电流，实现特定的频率控制，实现信息的快速传输。配网自动化系统还可以利用这一先进的通信技术，为用户提供更多的生活服务，满足不同的用户需要[4]。

5.3 配网系统集中化

目前，在配网的建设和管理中，用户信息和服务系统的分布较为零散，无法适应电网的系统化建设。因此，通过将主站与子站之间的联系进行整合，子站可以将主站的信息负荷分散，促使主站采用比较规则的方式进行信息的处理，从而保证主站能够按规定的流程进行工作，从而防止主站在短时间内收到大量的数据而无法进行有效缓冲，保证主站的正常工作。子站是一个具有多种功能的系统，其能够自动发现系统的故障，在发现故障后，及时采取相应的处理措施并快速处理问题，节省维修时间，促进整个系统的正常运转。同时，在将子站引入变电站后，原有的单通道结构也会发生变化，二者结合可以弥补原有工作的缺陷，促进电网调度系统的不断优化，从而提高整个电网运行的效率。

5.4 分布式电源和定制电力技术

分布式电源是一种智能化的控制系统，它可以对电网的实际用电量进行分析，并根据需要进行相应控制，从而降低电网在运行中产生的不必要损失，从而提高电网的利用率。然而，由于受电网实际条件的制约，在推广应用上存在诸多问题，而随着配网自动化的不断完善，其应用将会越来越广泛。自适应发电技术在配网络中得到了广泛的应用，它充分利用了电压稳定器、无功补偿等各种功率器件，并结合了云计算、智能电网等新技术，将以上技术与设备结合在一起，在中、低压电网中可以起到很大的作用，从而有效地解决配网中的谐波等问题，保证电压的稳定。同时，将定制电力技术引入到配网络中，能有效地改善系统的监测效果，并能及时发现电压闪变和负载急剧变化等问题，保证系统的正常工作，并优化系统中的漏洞，从而更好地为用户提供更好的服务。

6 配网自动化的具体措施

6.1 完善监控实施

配网监测体系的建设与完善，将有助于实现大范围内的电网调度数据的采集与分析，从而可以根据各区域未来的供电需求，根据各区域的实际情况，制定最合理的配网调度方案，实现有计划的、有针对性的配给。因此，为建立一个健全的监控系统，须学会掌握计算机技术和通信技术。

6.2 配网自动化的实现

如果进行配网自动化改造，那么必须重视多个应用通信系统，并支持各种监测、监测软件的工作，建立一个稳定可靠的通信系统，以提高配网络的自动化水平。普通技术人员能有效地把电脑技术与通信装置相结合，并能将所收集到的资料集中在一个综合站点内，同时可以划分为主站和副站。在各子站内安装终端，监测各变电站的负载，使各分站成为一个调度中心，并将所获得的数据传送给主站，从而进一步提高监测和管理的工作效率，为技术人员提供及时的信息和检修服务，降低电网的停电概率。在配网自动化技术的发展中，为保证数据的稳定传输，最终的结果满足有关规范，须加强对网络的兼容性，使网络的运行性能得到最大限度的改善，达到预期的管理水平[5]。

6.3 配网自动化建设方式

在配网自动化建设中，必须确保能满足实际的要求，重视配网自动化的建设，有以下几点需要注意：一是要规避配网风险，在工作中建立全面的风险评估制度，以提高用户用电体验为主要指导，实现分布自动，提高线路运行质量；二是及时评估线路的状态，确保线路时刻处于良好的工作状态；三是确保技术人员重视电缆线路，确保设备按有关要求进行自动化改造；四是为保证自动化改造的效果，技术人员须把故障知识定位装置当作辅助装置，在检修过程中对自动开关进行隔离处理，以实现一定的自动化改造。同时，电力公司需要对配网络的各个环节进行全面的规划，并按照具体的目标和内容进行相应的规划。

7 结 论

随着我国经济的快速发展，对电力的需求日益增长，但配网自动化技术仍有许多问题需要解决。根据我国的基本国情，在市场经济和科技发展的指导下，对相关技术进行深入的研究和完善，从各个方面加强配网的自动化，从而使其在实际应用中取得更大的经济效益。