基于配电网自动化技术的电力系统运行优化

基于配电网自动化技术的电力系统运行优化

王开洪

摘要：电力系统的运行效率和供电可靠性对于经济发展和社会稳定至关重要。然而，传统的配电网存在许多问题，如设备监测不及时、故障定位困难等，导致运行效率低下和供电中断的风险增加。为了解决这些问题，配网自动化技术应运而生。

关键词：配电网；自动化技术；电力系统；运行优化

1自动化技术概述

自动化技术涉及领域较广，其包括自动化平台控制技术、控制器控制技术、计算机软件技术等。在整个配电过程中，可以利用自动平台控制技术来完成配电系统的分配、断开等工作，采用自动化技术可以使配电网的计算更精确，不仅降低了计算难度，而且还提高了计算效率，让配电计算变得更加科学、合理。自动化技术还能对配电网进行实时监测，在配电网运行过程中发现故障，并进行预警，对故障进行排除和维修，这对于改善配电网络的运行效能，减少配电网络的安全隐患有着十分重要的意义。自动化技术能够有效地进行电流以及电压等数据的收集，并对收集到的数据进行分析，从而判断是否出现了故障。

2基于配电网自动化技术的电力系统运行优化策略

2.1根据需求优化电力分配，避免能源浪费和过载现象

电力系统通过建立智能负荷管理系统，实时监测和分析不同地区和用户的用电情况，准确把握负荷变化趋势和峰谷差异，以便合理规划电力分配。在监测和分析的基础上，可以利用智能化的配电网技术对各个区域和用户进行精细粒度管理，根据实际需求进行动态调整，将电力供应更加精准地匹配到用户需求上。智能负荷管理系统可以实施精细化的负荷管理策略。通过智能化的配电网技术可以根据实时需求和供应能力，合理规划电力分配，实现负荷的平衡和优化。例如，在高峰期可以采取负荷调度措施，通过实时调整电力分配和优化供应路径，减轻负荷压力，确保供电稳定；在低谷期可以通过智能化的储能系统和微电网技术进行电力储备和共享，提高能源利用效率。电力系统通过配网自动化、智能电网和微电网概念的应用，可实现灵活地完成电力调度和供应任务。当涉及实时掌握和预测负荷变化情况时，机器学习算法可以发挥重要作用。

在当前机器学习算法中可以给予历史数据进行训练，并利用数据分析和模式识别来发现负荷变化的模式和趋势。针对输入变量进行特征工程处理和适当选择模型（如线性回归、支持向量回归、神经网络等），可以训练出能够准确预测负荷变化的模型。一旦模型训练完成，可以利用该模型来进行负荷预测。电力系统输入当前时刻的负荷数据和天气数据，模型可以输出对未来负荷水平的预测结果。预测结果可以用于电力系统的负荷调度和优化，以实现更准确的负荷平衡和资源分配。

2.2建立智能化的配电网络，实时监测设备状态

配电网络的智能化主要依赖物联网技术，通过设备之间的连接、数据传输和交互，实现对设备状态的实时监测和集中管理。在配电网络的智能化中，物联网技术起着重要的作用。通过安装传感器、监测器和智能控制装置等设备，可以采集各个关键设备的运行状态、温度、电流等参数，并将这些数据发送到中央监控平台进行实时分析和处理。配电网络智能化的应用情况如表1所示。

表1配电网络智能化的应用情况

通过安装传感器和监测器等设备，可以实时采集并监测这些设备的运行情况。这些数据可以通过物联网技术传输到中央监控平台，并进行实时分析和处理。分析设备数据后，中央监控平台可以监测设备的运行状态，如是否正常、是否过载等。根据温度和电流等参数的变化，可以判断设备的工作负荷和性能状态。在实时监测设备状态的基础上，通过对设备状态数据进行分析，可以及时发现潜在问题并预测可能出现的故障，从而采取相应措施进行维修和保养，提高设备可靠性，降低故障率。在智能负荷管理系统中，备用设备通常被配置为冗余系统，保留在运行状态以备不时之需。

当主设备检测到故障或异常情况时，系统会自动发出信号，触发备用设备的启动和运行。这种自动切换可以快速恢复供电，避免因主设备故障造成的停电和负载中断。通过备用设备的自动切换，系统能够实现连续供电，并确保各个设备和用户的供电需求得到满足。备用电源通常包括发电机组、不间断电源（UPS）等。当主电源出现故障或不稳定时，系统能够自动检测到电源状态并触发备用电源的切换。通过备用电源的自动切换，可以迅速提供稳定的电力供应，避免负载因为电力中断而出现过载现象。这种自动切换功能能够确保各个设备和用户的供电需求得到持续满足，保障供电的可靠性和稳定性。在备用设备和备用电源的自动切换过程中，智能负荷管理系统还可以对切换时的过程进行监测和调控。系统会实时监测负荷的变化和备用设备/备用电源的运行状态，以确保切换过程平稳、可靠。同时，系统还可以根据负荷需求和备用设备/备用电源的容量进行智能调度，以最大限度地优化供电方案。

2.3引入微网和智能电网概念，实现灵活的调度管理

引入微网和智能电网的概念可以实现灵活的调度管理，提高能源效率和供应可靠性。微网是一个小型的、独立运行的电力系统，由多个分布式能源资源（DER）和负载组成，能在与主电网连接或孤立运行的情况下，通过智能控制和能源管理系统实现能量的交换和调度。微网和智能电网的应用情况如表2所示。

表2微网和智能电网的应用情况

由表2可知，微网的引入可以实现灵活的调度管理，提高能源效率和供应可靠性。不同的微网采用不同的分布式能源资源和运行模式，以满足不同地区和负载的需求，从而实现可持续和稳定的电力供应。微网和智能电网可以促进可再生能源的整合和优化利用，将分布式能源资源（如太阳能光伏系统、风力发电机等）和储能设备（如锂电池、超级电容等）与电力网络集成，可以实现对可再生能源的高效利用。微网中的太阳能光伏系统可以将太阳能转换为电能，通过智能控制系统和能源管理系统进行实时监测和优化调度。当太阳能光伏系统产生的能量超过负载需求时，多余的能量可以通过储能设备（如锂电池或超级电容）进行存储，以备不时之需。当太阳能光伏系统的输出不足以满足负载需求时，微网可以自动从主电网获取所需的能量。

综上所述，微网中的太阳能光伏系统具备高效、可靠的能量转换能力，并通过智能控制系统和能源管理系统实现了实时监测和优化调度。微网实时监测和优化调度技术应用及效果分析如表3所示。

表3微网实时监测和优化调度技术应用及效果分析

由表3可知，通过高效能量转换技术，太阳能光伏系统可以将太阳能转化为电能，提供可再生、清洁的能源，这有助于减少对传统能源的依赖，实现能源的可持续发展。微网系统能够灵活应对不同负载需求和太阳能光伏系统输出变化，从而实现可持续、稳定和智能化的能源供应。微网系统通过智能控制系统、能源管理系统的实时监测和优化调度，保证能源供应的稳定性和可靠性。智能控制系统能够监测负载需求以及太阳能光伏系统的输出情况，并根据此信息进行能源分配和调度。能源管理系统则负责综合管理微网系统中的各种能源资源，包括太阳能光伏系统、储能设备和主电网之间的互联互通。通过智能化的控制和管理，微网系统能够实现能源供应的稳定、可靠和高效，提高能源利用率。

3结语

配网自动化技术的应用可以提高电力系统的运行效率和可靠性，通过实时监测、诊断和预防性维护，配网自动化系统能够及时发现潜在问题并采取相应措施。然而，在应用过程中需要解决技术复杂性、数据安全性和隐私等潜在问题，并管理好影响因素，以确保配网自动化技术的有效性和可持续性。

参考文献

[1]陶金,周哲民,蒋娴.自动化技术在配电网系统中的应用[J].集成电路应用,2023,40(10):60-61.

[2]王飞.自动化配电网工程的运行优化策略分析[J].电子技术,2023,52(09):268-269.

[3]郑博轩,柏亚东.配电网自动化系统运行管理策略分析[J].电子技术,2023,52(09):348-349.

[4]解金钢.电力系统自动化技术在配电网运行管理中的实践研究[J].通信电源技术,2020,37(01):257-259.