基于供电可靠性的配电自动化技术

基于供电可靠性的配电自动化技术

李梦飞

河南工学院 河南新乡 453003

摘要：为有效促进配电自动化系统规划，需从供电可靠性入手对供电区域进行科学划分。本文对配电自动化供电可靠性以及供电可靠性下的配电自动化技术进行分析和归类，论述供电可靠性环境下配电自动化技术的应用策略。

关键词：供电可靠性；配电技术；自动化

引言：配电自动化对供电可靠性保障有十分重要的促进作用，并且逐步在我国行业中应用发展。但是不同供电区域对供电可靠性的要求存在一定差异，合理设计电网结构以及配电设备能够保障供电可靠性，想要保障供电可靠性发展就需要对配电自动化系统中具体的设计原则展开分析。

一、配电自动化概述

1、配电自动化技术分析

配电自动化技术发展主要经历四个阶段：第一个阶段是简易自动化阶段，这一阶段促进配电自动化主要是利用重合器对故障进行隔离。在20世纪50年代，西方国家就尝试使用自动重合器、故障指示器以及分段开关等设备，构建装置的逻辑关系，利用重合功能键配电线路与非故障进行隔离，保障非故障区的工作情况。线路上的自动装置不具备通信功能，主要的工作原理是利用线路的故障进行调查，相关分段开关也没有压力释放的启动装置，主要是借助出口卡关重合的办法进行补充，将故障点进行隔离并恢复正常区域的供电，能够有效减少停电带来的不便，开关逐渐重合器配合的方式和现代化的职能分布式FA中断配合原理类似^[1]。第二阶段是使用自动化阶段，这一阶段主要利用计算机以及通讯技术实现配单自动化系统的相关功能，20世纪80年代，计算机技术与通信技术获得高速发展并逐步运用到电力系统之中，其中包含配电设备监控功能、故障点的自动隔离以及恢复供电的馈线自动化功能、配电负荷点电流实时监控功能以及无功电压功能一起组成配电自动化系统，该系统对线路故障的自动隔离以及供电恢复有重要帮助，加强对配电设备的监控，利用该系统加强对配电管理，有效提升供电可靠性。第三个阶段是标准自动化阶段，这一时期配电管理系统将GIS系统静态数据和配电自动化动态数据进行相关整合，促进多样化配电管理系统中数据的共享以及跨系统的应用，系统集成功能也初具规模，配电网供电可靠性也获得重要发展。第四阶段是智能自动化阶段，这样使得配电网能够实现自愈，并且能够有效促进资源共享，实现对线损的计算以及对低压故障的判断。

2、配电自动化终端配置

配电自动化终端配置是配电自动化系统设计中的组成，配置结果对配电自动化系统功能以及投资产生重要影响。配电自动化终端配置主要是对不同类型配电网的连接，与配电网自动终端存在一定的联系，并且对配电网自动化终端在线路中的分布进行研究，可以满足不同用户度供电网可靠性的需要。

二、供电可靠性的评估

1、配电网供电可靠性评估技术

首先是解析法，解析法的主要内容是加强对可靠性模型的建立，从而实现对模型中元件故障率的了解，然后利用配电网故障处理模式，将各个元件对配电网线路造成的影响进行深入分析，从中得出配电网供电可靠性的指标^[2]。除此之外，解析法可以划分为故障模式影响分析法以及网络等值法以及状态空间法三种，其中故障模式影响分析法的主要思路是对元件故障的概率进行计算，然后对配电网络中元件故障的故障处理模式进行分析，找出可能对配电网产生影响的故障问题，再由故障影响的时间对配电线路供电可靠性指标进行计算。这种评估的计算原理较为简单，并且计算的结果比较准确，已经在工程建设中得到相应使用，但是由于配电网元件数量过多，网络接线复杂，计算难度也会相应提升。网络等值法的主要思路是将配电网各个结构供电可靠性计算结束以后，再利用相似供电可靠性的元件进行分支线路替换，使比较复杂的配电网接线变得更加简单。网络等值法计算过程主要是对配电网中尾部的分支线的供电可靠性指标进行计算，然后使用元件对这一分支线进行替换，使重复道所有分支线都被替换为止，这样就可以得到最简网络^[3]。综合节点可靠性，能够获得供电可靠性指标。每一个元件只需要进行一次可靠性计算，能够有效提升计算效率，但是这种办法只能应用在配电线路供电可靠性指标之中，无法实现度对用户侧工单可靠性的计算。状态空间法的主要思路是利用状态空间图的建设，将马尔科夫状态方程求出，从中获得状态空间转移模式以及转移概率，这样能够有效对配电网中各状态的平稳概率以及转移概率进行计算。配电网计算处在某种状态的频率，对该状态的持续时间展开分析，实现对配电网供电可靠性指标的计算。状态空间法计算的精准度较高，但是计算过程比较繁琐。

2. 配电网供电可靠性评估指标

对于配电网供电可靠性的评估主要是从用户的方向入手，通过对用户停电的次数、时间范围等进行统计，获得用户供电可靠性的指标^[4]。一般来说，用户供电可靠性指标年平均故障停运率R（次/年），平均故障持续时间t（小时/次），年平均停运时间Y（小时/年）。其中，R（次/年）指的是配电设备元件故障发生的次数，故障停运率R也是用户对供电可靠性的反射；t（小时/次）是故障发生到供电恢复的间隔时长，t反映的是故障处理的类型，如果故障点能够进行有效隔离，那么t的数值较小，Y（小时/年）是用户年平均停电的数值，该数值阅读配电网供电可靠性越低。

3. 供电可靠性下的配电自动化关键技术

4. 1、配电自动化的实现

配电自动化系统度故障处理速度提升有重要帮助，配电自动化主站按照配电自动化终端上报的故障情况以及变电站继电保护信号与开关闸等故障信息进行有机结合，以此确定故障的类型和具体位置，根据典型配电故障处理模式，开展对现场开关设备的遥控，能够有效实现对故障区域与正常区域的隔离，利用配电自动化手段实现对故障挺淡持续时间的控制。

2、配电自动化系统设计

配电自动化系统设计主要包括差异化设计以及可拓展性设计，其中供电可靠性主要受到故障时间以及故障率和停电用户数的影响，因此展开自动化系统设计需要首先降低故障率，这样才能够减少设备运行的故障焦虑，其中主要使用的办法就是加强设备的总体触屏，后者利用故障率较低的电缆等。其次需要缩短故障处理的时间，快速对供电问题位置进行抢修，并且利用配电网架减少故障的范围，以此恢复故障区域的供电情况，也可以将停电持续进行减少，也能够借助配电自动化对具体时间进行控制，利用配电网自动主站建设，科学对配电自动化的重担展开合理配置，选择恰当的通信办法，实现馈线自动化，科学控制停电时间^[5]。最后减少用电户数，保障科学用电。配电自动化系统设计中，需要遵循适度超前的原则，结合未来地区经济发展目标，将供电可靠性考虑在内。

结束语

总而言之，本文对配电自动化以及配电中断技术进行分析，加强供电可靠性的评估技术以及计算方法进行深入了解，最终提出供电可靠性的应用技术，希望能够促进该项工作发展。

参考文献

[1] 陈浩,林佳,吴桂联. 基于供电可靠性的网架结构与配电自动化适应性研究[J]. 电工技术,2021(11):80-81,84.

[2] 陈桂标. 面向供电可靠性的配电自动化关键技术研究[J]. 技术与市场,2020,27(4):85-86.

[3] 荣秀婷,赵峰,朱刘柱,等. 基于配电自动化终端配置方案的供电可靠性评估[J]. 电网与清洁能源,2020,36(1):1-7.

[4] 赵尔团. 基于配电自动化系统的单电源变电站供电可靠性提升方案[J]. 数码设计（下）,2020,9(12):41.

[5] 刘立运,郑潇,丁磊. 基于配电自动化的配电系统供电可靠性评估[J]. 通信电源技术,2020,37(9):146-148.

作者简介：李梦飞（1999.07—），男，河南周口人，河南工学院，河南省新乡市红旗区，学士，电气工程及其自动化。