自动化系统在配电网运行管理中的应用

自动化系统在配电网运行管理中的应用

黄鸿

身份证号码： 44512119791116****

摘要： 电网自动化系统技术的合理应用可以提高电网供电的可靠性和安全性。借助通信技术、计算机网络等技术，整合配电网各类数据，构建自动化系统，可以掌握配电网设备的运行情况，根据掌握的信息控制、调整运行管理体系，提高配电网运行管理工作的整体水平

关键词： 自动化系统；配电网运行管理；应用

引言

配电网的功能主要体现在接收到的电能可以实时分配到用户的电网中。在分析配电网运行中存在问题的基础上，大多数与配网自动化技术相关。配网自动化技术的应用过程中如果存在问题，一方面会降低电力配网的可靠性，另一方面会

降低配网电力分配的时效性。由此可见，配网自动化技术对于电网的正常运行来说至关重要，需要对自动化系统在配电网运行管理中的应用进行深入分析和探讨。

1 配网自动化技术概述

利用现代网络技术、通信技术和电子技术，可以采集配电网各方面的地理信息、电网结构参数和用户信息，构建完整的自动化工作系统，实现配电管理控制与保护的自动化、高效化。在电力系统配网中应用自动化技术必须遵循可靠性原则和分散性原则 ，前者指在应用自动化技术中以不损失配网运行可靠性为前提，使得配网各组成部分性能稳定，整个系统运行可靠。后一原则则是通过分散地处理配电网中的各个组成部分，实现配电网风险的分散，以减少风险发生，防止配电网某个部分遭到严重破坏。分散性原则要求配电网各环节独立运行。

2 自动化系统融入配电网运行管理中的实际意义

2.1 便于了解配电网的实际状况

将配电自动化系统集成到配电网的运行和管理中，最直接的影响就是可以通过自动化系统更好地了解配电网的实际情况，在充分掌握配电网的运行的同时，对于配电网各个子过程可能存在的隐患和风险进行监测，一旦发现故障及时作出反应，从而大大的减少了人员寻找故障的时间，对于解决故障提供科学的方法和依据，使工作人员的工作效率得到大幅度的提高，大大缩减维修时间，同时减少配电网非工作状态，降低经济损失。

2.2达到运行管理要求

在我国电力需求大幅增长的过程中，给电力系统带来了很大的压力，对配电网的运行管理提出了更高的要求。在配电网运行管理期间，如果仍然采用传统的管理方式，难以保障系统安全、稳定的运行。我国电力企业为了解决工作现存的问题，向国际先进企业学习管理经验，引入对方的工作技术，自动化技术便是在此背景下进入我国电力领域。我国学习先进国家在电力管理方面的经验，引进对方的工作技术，需要按照国情进行适当的调整。因为不同国家配电网管理机制存在一定差异，需要按照自身在电力管理方面的需要，科学的设计配电自动化系统技术的使用方案。在方案设计阶段，搜集配电网运行管理信息，按照配电网运行管理结构特征，搭配可以完成工作任务的配电自动化系统技术，发挥技术的最大价值，为配电网运行管理工作服务。

3 电力系统配网运行现状

随着电力技术的更新和发展，电力系统配电网正在向智能化和自动化方向发展，在智能化和自动化的实践中取得了一些成果。鉴于配电网规模较大，影响范围广，对应的监测电力设备较多和要求高，监测自动化电力设备数量方面依然没有很好地满足实际需要。部分偏远地区配网处于传统落后的运行状态，运行风险较大，供电质量不高。而在智能化建设中，对于已经建立的配电网，其配电自动化终端设备安装改造难度较大，中心主站系统与综合信息系统协作不佳，不能很好地指导配电网的规划、运行与维护，限制了配电网自动化系统功能价值的发挥，这意味着中国配电网技术的研究还亟待深入，配电网技术支持下的电力系统优化运营任重而道远。鉴于电力系统配网自动化程度不足，资源共享程度较低的实际，需要加快资源整合，实现不同主体之间的深入沟通与交流，让电力系统配网得到更好的发展。

4自动化系统在配电网运行管理中的应用

4.1数据采集技术的应用

数据采集技术是由SCADA系统开发的一种新型电力管理和控制技术，可以对电力系统的运行进行自动监控和管理。并且能够对配电线路的故障信息进行收集和处理，并且为供电企业提供有效的应急处理方案，保障电力系统运行稳定性和有效性。当配电网出现紧急故障时，需要利用自动化技术能够将数据进行采集，然后保障电力供给系统的稳定和安全，并立刻实施备用供电方案。

4.2电网系统可操作模块中自动化技术的应用

配电系统中有许多可操作的模块，具有“可理解性”的操作性，充分发挥了配电自动化技术的优势，使得各项功能模块实现了有效的控制 。电力企业可以参考配网系统的工作状态，及时调整，减少电能运输误差，以各类信息技术在配网系统中的自动化调节发现配网运行中出现的误差，并实时检测与维护，提高电网自动化运行能力，也使得电网系统整体运行效率明显提升。

4.3 集中智能模式

集中式智能模式是指现场的交换机将所有检测到的问题信息上传到主站，主站凭借实时拓扑按照固定的算法确定问题点的具体位置，再给相关的自动化开关发送指令，使其进行跳闸动作，这样就可以避免问题扩大化，把问题点锁定在较小的范围内。之后主站仍然在运转，并对网络损失以及过负载压力的情况来确定最优的方案来进行恢复完善，在通过对开关的合理控制最终来达成对于负荷的转移供给，这种方式的特征就是可以适应所有结构的配电网，此外，还能解决许多其他的情况。

4.4 构建硬件支撑体系

硬件支持系统主要用于市场预测，通过收集相关数值信息，对信息内容实施同比和季度环比对比，了解数据改变表现情况，进而较为精准地预估某电力地区某时间段内电力负荷需要和改变状况，还可预估某区域不同行业实际使用电量排布情况。经过构建电能使用自动管控修复体系，可依据互联网信息体系对能量运用状况实施监管和修复，可自动监测出不同企业电力运行不正常表现，凭借报警体系自动开启示警功能，且对于电能运用情况实施控制，进而减少用电安全事故的出现。

4.5构建架空类型配电网体系

在实施配电网自动化系统建设过程中，如果线路路况较好，道路宽度较宽，可采用裸导线或绝缘导线。采取双电源供电，设定双回路导线设置。参考用户实际需求，可在电力线路上面可设定配电用的变压器。保证电力配网正常运转工作的基础上，各线路可参考实际情况实施差异性供应电力。而且，在出现停电事故时，也能够依据自动调控开关设施，断开事故点电源，自动转为另一端实行电力供应，尽快恢复供应电能。

4.6优化电网数据统计工作

电网由相对复杂的系统组成，输电线路和变电站设备是其中的重要组成部分。我们希望配电自动化系统能够高质量地用于电力调控一体化，那么就要以有效统计电网各部分数据为基础。这时可以借助电子地图地理信息平台，以此实现对丰富海量资源的整合，在供电网络可视化背景下，提升电力调控工作的准确性。此外，还要注重电网数据信息的及时更新，一旦有新的电网数据信息的增加或新设备、新电网的进入，也要及时地对信息进行相应的更新。配网自动化系统在电力调控一体化中的应用过程中，还可以注重与GIS 的融合，以具象化的地理信息为辅助实现对电网信息的有效管理，这也有助于规避信息管理工作过程中的盲区。此外，管理系统的运用也可以搭建面向外部的平台，电力调控范围内用电单位的情况或变更情况也能及时获取。

4.7 故障处理

( 1) 设计优化。为了保证配网自动化开关的安全稳定运行，在设置配网自动化开关时，应首先检查开关参数和指标，确定其满足设计规范和安全需求后方可投入使用。若检测过程中出现规格不符、触点不灵敏等问题 ，应及时进行更换; 其次，要设置好跳闸程序或控制电缆，确保配网自动化开关准确动作。必要时还可以增加馈线终端智能监测装置，利用配网终端实现远程实时监控，并配合电力调度和投切装置，在配网自动化开关故障后能够第一时间完成相应动作保护，从而最大限度缩小由配网自动化开关故障引起的停电范围。( 2) 装置保护。配电网自动化开关运行过程中应针对运行环境做好安全防范，尤其是在高温、暴雨等恶劣天气频发地区，要做好防护装置的设置。如雷电频发地区可在避雷针基础上增加接地网、扩大线路间距; 线路积尘较为严重区域应及时清理，更换线路或设备，保证其正常运行; 潮湿区域需安装干燥装置，必要时适当通风; 尽量在气候恶劣区域选用耐压等级高的绝缘子，按需求提升绝缘护套性能等。针对上述调查地区气候情况，在配网自动化开关故障处理时人员主要增加避雷器和防尘罩，由专业检修人员定期检查和清理，确定配网线路及装置绝缘性能，以保证配网自动化开关安全、稳定运行。( 3) 规范操作。要进一步加大配网运维和管理人员技术培训，通过专题讲座、实践培训等确保人员能够严格依照规范开展对应自动化开关操作，避免自动化开关在高压带电情况下暴力闭合，致使过流造成开关烧毁; 自动化开关手动投切过程中操作失误致使相间短路，造成装置击穿等。除此之外，在配网自动化开关故障处理过程中还需做好闭锁保护，利用闭锁装置实现过流、过压等的保护，减少由自动化开关问题引起的区域断电。如可将电磁锁安装在接地侧刀闸操作孔上，利用新增装置降低周围磁场对自动化开关性能的影响，使其运行更加灵敏，从根本上提升配网的安全系数和可靠性能。

4.8监控技术

监控技术在电气自动化技术中具有其他技术无法比拟的优势，对管理者监督配电网、完成配电网的安全控制起着重要作用。在监控技术应用中，可以收集电力系统运行期间的数据，深入挖掘、分析数据，找到影响电力系统运行状况的因素，在短时间内找到故障并进行处理。监控技术辅助设备维修工作，整理设备运行期间的各类数据，整理分析数据，发现系统故障后快速处理故障问题。在监控技术辅助下，可以快速进行故障简单维修与零部件更换等工作，确保电力系统可以恢复运行，为工抢修线路设备争取时间。使用监控技术整理分析数据，结合数据分析结果快速锁定故障位置，进行针对性控制。由此在最短时间内完成工作任务，提高系统运行的可靠性和安全性。

4.9 网络通信技术

电网信息通信网络技术是电网中各种重要信息源的通信。电网管理系统用户只能借助通信控制技术，直接实现通信控制数据的实时采集和运行保护。通信控制技术主要包括电网用户与动力电网系统客户提供服务之间、电力公司员工之间、各级动力电网管理系统之间的数据通信。通过利用网络通信系统中的通信处理技术，促进用户与各个网络之间的网络通信活动变得更加频繁。用户可以通过中国智能供电网络管理系统独立实时查询当地电网运行信息，了解当地电网运行情况。同时，用户会把一些意见与建议及时传达给电力网系统的高级管理人员。无线通信网络技术有效提高了电网设备的综合利用效率，提高了电网资源供给的安全可靠性，为实现电网的安全智能化创造了价值，且还能防止各种外部软件攻击。用户和电网公司可以及时进行沟通，实时检查和维护用户的电力使用量与电网系统运行情况，事先预测电网故障，及时应对电网中的一些骚动，提高电网安全性。

5自动化系统在配电网运行技术运用

5.0线性控制技术应用

线性控制技术可以进一步提高配电网的稳定性和安全性，是配电自动化系统的关键技术之一。与神经网络控制技术相比，线性控制技术所包含的内容较为简洁明了，其最终目的为了保证远距离输电的稳定性，对于一些远距离输电工作，利用该项技术可以有效地降低电能损耗，使输电效果显著的增强。

5.1专家控制技术

专家控制技术是检测配电自动化系统中可能存在的缺陷和问题，并及时解决。对自动化系统中可能存在的问题在第一时间作出检测，该检测不仅高效，准确，在缩减相关成本的同时大大提高了配电自动化系统的工作效率。将配电自动化系统中存在的问题检测出来，对于一些复杂和突发性问题在第一时间作出预警。

6自动化系统在配电网运行管理策略

6.1配电网自动化的目标和规划

为确保城市配电网自动化发展质量显著提升，有必要进一步有效界定相应的配电网自动化目标和规划内容，进一步有效明确相对应的目标，这样才能确保各项工作平稳有序地推进。要着重做好配电网自动化发展需求调研工作，全面深入的分析，把握各类影响因素，进一步分析受众的具体要求，这样才能确保发展目标更精准明确，进而充分满足配电网自动化需求，以此促进配电网自动化和相关的规划得到充分的落实，在实践的过程中取得应有的效能。同时在相关目标规划明确过程中，要进一步有效分析相应的故障，确保故障概率能够控制在可行的范围之内。对用电情况也要进行精准有效的预测，以预测结果为基准配备相对应的配电网自动化设备等。同时要预留足够的空间，进一步有效强化配电网的运行质量和效能，有效降低电能损耗，为配电网自动化技术的有效应用和高质量的发展提供必要的支持。同时，要在相关目标和规划的制定过程中，更充分地应用配电网的自动化技术，融入相关技术要点，更有效的做好配电网的监控和质量把关工作，高质量的采集相关数据，为配电网自动化运行质量和效率的提升提供必要的技术支持。

6.2提供有效的硬件支持系统

注重技术创新，建立有效的硬件支撑体系，实现科学的数据采集和多元比较，分析用电增长趋势，准确推测地区用电阶段内的变化，分析该地区未来各行业用电趋势。健全用电管理修复系统，通过网络信息技术系统实现电力系统的有效运行监管和故障修复。自动检测用电异常的单位，并及时报警提示，加大对用电故障风险的防范与应对，更好地保障人员生命财产安全。有效的硬件支持系统也能带来繁杂数据的精准分析，使得电力企业管理中裙带关系弱化，减少电能损失，使得电力企业内部运行更规范，工作效率和服务质量更有保障。

6.3 提高配网自动化的技术运用水平

配电自动化系统是先进的通信技术、电子技术和网络技术的有机结合，涉及的知识范围广，科技含量高，操作及维修难度大。与传统配电网系统相比，配网自动化系统可以实现电力资源的合理调配，提高城市电网安全运行水平，具有智能化和自动化两方面的突出优势。因此，若要提高配网自动化的技术运用水平，促进其在城市电网中的应用，可从以下方面入手: 一是设置简洁的系统结构，并进行优化，尽量简洁，做到不依赖通信、不依赖变电站及主站、不依赖设备及网架，将差异化的技术路线应用其中，切实提高技术运用水平; 二是充分考虑系统的运行条件，提高技术运用水平并不意味着要将系统进行大规模整改，而应以地方经济发展实情为基础，尽量简化、减少工作量，逐步实现技术更新; 三是尽量实现配电网各项系统功能的实用化，无需过度追求高科技，应以适合电网架构及满足当地居民用电需求为标准，建立能及时解决供应故障、能与其他信息系统相融合的实用型配网自动化系统。

6.4开关设备的选型

在配电自动化设备中，有一个非常重要的设备，那就是开关设备。目前有很多厂商，但是真正可以满足配网自动化整体需求的设备并不多。配网自动化整体需求有，其对应控制设备要与电脑远程控制技术还有网络信息传输终端设备相连接，要可以实现对应的遥控操作，还有对应的数据传输等功能，并且还需要具备良好的运行稳定性，并且故障率要低。我国的大部分地区的配网自动化开关设备还不能具备这些功能。因此就要加强计算机网络还有通信技术的研发，进而将配网调度自动化进行达成，对配网正常运行的监控以及检测还有故障进行迅速处理，还有对配网的生产管理以及对应设备的自动化这些的实现，那么就需要对开关设备进行恰当的选型，这使非常重要的。要使配网自动化可以实现，并且控制中心还有每个分段开关都进行网络信息互通，那么就要求对应控制设备还有短路器不仅要具备远程的遥控功能，还要有数据信息通讯的基本功能，并给还要有独立并且完善的操作电源系统。要达到对负荷电流的采集，以及对过载电流还有短路电流的收取，并且可以进行遥信以及遥测还有遥脉这些功能，就一定要使开关的内置还有外置的各种电设备，来充当数据采取以及对应负荷还有故障电流的关键电气设备。

6.5 推行配电系统的集中化管理

过去，分配系统是分散的，分成几个岛。岛屿之间虽然有些功能相似，但很难实现有效的沟通和交流，也没有合理的共享渠道，信息共享程度低，限制了配电网技术实效的发挥。以配电系统集中化管理，打通个孤岛之间的封闭状态，提供共享通道，加快信息流通，用先进的通信网络，实现配电网控制中心与多岛的有效连接，实现多源信息的综合性获取。

6.6形成综合接受控制端

在电力系统的供电过程中，可以利用配电网的自动化形式构建一个综合接收控制终端，配电网需要通过该终端传输到SCADA系统，参考收到的信息资料实行电力体系数据信息收集及处置。经过整合综合接受控制端信息资料内容，实行体系规模简约化操控，在配网自动形式综合接受控制端针对信号实行收集及处置等，完成对应操作后，应考虑此类自动化数据信息处置期间，是否会由于电力体系震荡等因素而引发数据信息资料处置效果无法符合实际需要。经过开展整个过程电力体系潮流排布和电压指标检测，且对测定所得数据信息资料传输到主控制方，依据及时传送信息内容，可实行综合接受控制端的信息资料通信过程，充分保证配网自动方式能够使用于 SCADA 及 DA 体系内，对电力体系数据信息实行及时处置，采取数控端完成信息资料及时通信，提高信息传输精准程度。

6.7加强信息收集交互能力

探索“大云、智能链”等先进技术手段，综合分析智能设备采集的电网数据，辅助电网运行决策，提前研判故障缺陷，为各环节提供信息数据支撑，全面提升配电网信息化、数字化水平，提高电网数据感知处理能力。

6.8优化自动化系统结构

目前一些配电网结构存在一些明显的缺陷，给配电网带来了一定的影响，降低了配电网的供电可靠性，针对这种情况，电力企业需要对原有配电网的结构进行优化升级，有效提升配电网的运行效率。与此同时，电力企业要及时更新主站运行情况以及反馈控制点的具体信息，确保配电系统的正常运行。另外，电力企业还要将一些节点纳入配电网系统中，实现配电网的自动化管理。最后，电力企业还要投入大量的资金，对配电网自动化系统进行深入的研究，确保相关信息的准确性，实现配电网自动化系统的安全可靠运行。

6.9强化配网自动化系统的发展目标

应以发展目标为切入点，强化配电自动化系统的发展目标，提高其自动化应用水平。发展目标主要围绕一促进及四提高开展，即: 切实提高城市电网的安全性及稳定性; 切实提高系统资源利用率; 切实提高电网资源配置及利用能力; 切实提高服务管理水平，从而促进其自动化应用水平进一步提高，为居民用电提供更好的服务，为城市经济发展奠定坚实的基础。

7配网自动化技术在配网运维中的应用

7.1电气自动化技术应用于输电系统中

输电系统是电气工程的大动脉，是电力到达千家万户的最关键环节。根据电网建设的要，电气工程中采用电气自动化技术，可以构建自动化输电系统。在实际工作中，为了保证输电系统的高效性、稳定性，需要对其所使用的技术进行严格的管理。当前，在自动化输电系统中主要采用传感技术、遥感技术、控制技术、监测技术等，对输电系统的运行状态进行监控与管理。在此过程中，电气自动化技术能够保证输电工作的标准化与规范化，并通过对数据的分析来选择最优的输电流程，从而减少输电过程中电能的浪费与损耗。运用电气自动化技术，还可以对电力系统的功能进行完善与调整，从而保证在自动化输电系统中能够实现高效的控制与管理，提高系统的输电效率。

7.2 灵活运用运维管理信息系统

目前，配电网已具备智能管理系统技术、自动计量检定技术和适用的发电调度技术，终端软件等数据库管理服务平台。电网运维管理服务平台具有设备运行数据监测、状态分析、一般故障跳闸预警分析、电网停电信息显示分析、预警异常事件分析等功能。这些都能够为 配网运维管理提供有力支持。笔者通过具体调查发现， 电网运维管理服务平台还可用于业务流程监控、电网维护、程序维护、电源等方面提供良好的服务项目。需要注意的是，通过建立运维管理服务平台，可以完成上述多重运维管理，完成高质量对接，进一步提升已建成的电网运维管理水平。

8配电自动化系统中的发展趋势

近年来，我国科技有较快的发展趋势，配电自动化系统通过与创新技术的应用和融合，不断实现自身行业的发展和进步，加大了通信技术、互联网信息技术、智能化技术等创新型技术的应用程度，进而保障了配电自动化系统行业在新时代背景下的可持续性发展。电子信息技术在近年来不断与智能技术进行融合，被广泛应用于我国社会发展的各行各业中，该项技术在配电自动化系统中的应用也在不断深入，同时结合配电自动化系统自身技术发展的多元化特点，使电子信息技术与配电自动化系统的发展有了更加紧密的联系和坚实的基础。配电自动化系统中应用电子信息技术在未来的发展趋势中，不断向信息化、人工智能化、多样化等方面进行扩展，同时还会与其他相关行业和领域有更多的交集与融合。以现在技术的发展趋势为依据进行推测，电力系统自动化技术在今后的发展过程中势必要与电子信息技术、互联网技术、计算机技术、通信技术等相关技术实现更为紧密的融合，进而促进电力系统实现更多功能方面的创新与提升，对于电力系统的供配电服务质量和效率有着加大提升作用。在众多技术的融合过程中，还需要特别注意的是，不同技术的应用需要加强相关设备、设施和仪表等的兼容性方面的研究，毕竟硬件设备是开展技术融合的重要前提及基础。

结束语

电力系统负责电能的传输，电力系统的质量将直接影响民生的发展。电力企业越来越重视电力系统管理，技术人员必须按照岗位职责，完成电力系统巡检工作。技术人员应该掌握自动化技术的应用要点，关注自动化技术的开发情况，按照配电网运行维护需要，挖掘自动化技术的价值，为电力系统安全运行提供坚实的保障。

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