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關于智能電網自動化的建設分析

陳恒成1，王竹嬌2

（1.武漢東湖學院，湖北武漢430212；2.中國計量學院，浙江杭州310018）

摘要：現階段，國內外研究人員加大了智能電網的研究，在這個過程中，引進了自動化技術，通過該技術，能夠解決傳統(tǒng)電網系統(tǒng)中的缺陷，有效提升電網運行的可靠性、安全性。

關鍵詞：智能電網；自動化；建設

1　智能電網自動化技術概述

智能電網自動化技術指的是把智能化、自動化以及控制等技術加以結合，通過各種先進技術的應用，例如，遠程通信、傳感測量等技術，能夠對系統(tǒng)的良好運行提供保障。也就是說，能夠對電網自動對各種數據實施測量以及監(jiān)控等?，F階段，我國的經濟發(fā)展非常迅猛，使得用電需求量增加，在這種情況下，如果繼續(xù)沿用傳統(tǒng)的電網管理經驗，無疑會影響工作效率。為此，就需要大量開發(fā)智能電網，使得電網運行呈現出經濟化、安全化、高效化等特點。為達到上述目的，就需要基于國內科學技術發(fā)展水平的基礎上，按照電網的實際運行情況，把先進的計算機信息技術以及網絡通信技術運用到電網調度系統(tǒng)中，由此達到智能電網調度自動化的目標，有力保障我國電網的安全性、可靠性。

2　配電自動化系統(tǒng)在智能電網中的應用

現階段，就智能電網而言，其自動化技術應用的范圍愈加廣泛，例如，光纖通信技術、主動數據庫技術、光互聯技術智能傳感以及控制技術。其中，光纖通訊技術是電力系統(tǒng)實現自動傳輸功能的基礎，需要說明的是，自動傳輸系統(tǒng)由運動裝置以及運動通道加以組成。運動通道呈現雙向、實時以及高速等特點，能夠達到監(jiān)視和控制電網損耗等目的。

3　自動化系統(tǒng)在智能電網中的應用

（1）系統(tǒng)組成及功能。從結構角度出發(fā)，智能電網的自動化系統(tǒng)通常包括下述部分內容，也即主站、子站、遠方測控終端、通信等。其中，主站由前置機、工作站、服務器以及高級應用程序等構成，由此對整個智能電網自動化系統(tǒng)實施監(jiān)控管理。相比較而言，子站則由一臺抑或兩臺個人計算機組成，之所以選擇兩臺計算機，目的在于實現相互備用。通常來說，單獨的子站能夠大約對100臺遠方測控終端裝置實施監(jiān)控，其功能主要體現在下述幾個方面。一是能夠對轄區(qū)內的配電設備實施遙測、遙信、遙控以及遙調；二是對轄區(qū)內配電線路故障進行識別，同時，還能夠實現故障定位、自動隔離以及恢復供電等功能，再就是，能夠實現向主站及其他子站的數據轉發(fā)功能。

（2）IDS配網自動化系統(tǒng)應用。現階段，國內智能電網運用自動化技術較為常見的是IDS（Intelligent Distribution System）系統(tǒng)，在IDS系統(tǒng)中，其終端與子站以及主站之間存在下述幾方面關系。①配網子站能夠采取基于現場工業(yè)計算機或嵌入式系統(tǒng)的子站終端。也就是說，通過良好的人機畫面實現系統(tǒng)的管理、檢索等操作。②配網子站設備的通訊接口主要是利用光纖抑或其他的通訊介質，通過和主站的計算機加以連接，由此完成對整個系統(tǒng)實施智能化管理。在這里，以IDS- MMI智能子站終端軟件系統(tǒng)為例，它主要運用嵌入式操作系統(tǒng)，該系統(tǒng)由C語言實施應用程序的開發(fā)設計，在具體實施的過程中，不但吸收了最新的計算機信息技術以及網絡通信技術，此外，還對智能電網的實際情況進行了集合，在這種情況下，使得系統(tǒng)操作界面更具友好性。

（3）智能電網自動化建設的故障檢測、定位、隔離、供電恢復。在這里，以單環(huán)網接線圖為例，具體分析智能電網自動化系統(tǒng)實現故障檢測、定位、隔離、供電恢復等功能的過程。需要說明的是，配電單環(huán)網指的是通過末端線路之間的直接連接，由此達到環(huán)網接線的目的，通常來說，單環(huán)網接線體現下述兩方面特征，一是比較簡單，二是運行靈活，這樣能夠促進配電網絡的擴展以及自動化建設。其結構如圖1所示，其中，斷路器V2、V4把末端的5臺環(huán)網柜實施連接，由此構成環(huán)形配電網絡。

圖1　單環(huán)網接線圖

①故障定位功能。在實際運行過程中，如果智能電網系統(tǒng)產生了問題，這時，基于智能電網自動化技術，就可以對出現問題的部位實施定位，加快故障的恢復，保障電力運行的正常。通常來說，如果系統(tǒng)運行正常，這時，斷路器V2、V4均處于合閘狀態(tài)，但就聯絡負荷開關3C1而言，則處于分閘狀態(tài)。②故障隔離功能。一旦發(fā)生問題的地方被確定，這時，子站IDS- MMI系統(tǒng)會對裝設在4C1、3C2聯絡負荷開關柜上的FTU單元發(fā)出分閘命令，負荷開關4C1、3C2分閘，在這種情況下，發(fā)生問題的環(huán)路會被隔離。在這種情況下，基于子站監(jiān)視系統(tǒng)，被隔離區(qū)域會由綠色變更為藍色。③網絡重構。經過上述兩個步驟，就達到了故障定位以及隔離的目的。在實際運行過程中，必須保障整個智能電網系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及可靠性，在這種情況下，就需要對網絡重構，也就是說，開展非故障失點區(qū)域的恢復。子站IDS- MMI收到3C2、4C1負荷開關柜上的FTU單元發(fā)來的分閘信號，向負荷開關3C1上的FTU單元發(fā)送合閘指令，在這種情況下，3C1負荷開關進行合閘，由此恢復3F3出線負荷的供電。④故障清除。如果電網檢修人員將故障排除后，這時，調度人員能夠利用子站IDS系統(tǒng)對環(huán)網實施故障清除，能夠向FTU單元發(fā)送合閘命令，使3C2抑或4C1合閘，在這種情況下，環(huán)網結構就得以恢復，保障了電網運行的正常。

智能電網的自動化建設意義重大，在電網的實際運行過程中，如果網絡出現了問題，這時，系統(tǒng)能夠自行對故障實施診斷、進行采取相應的隔離措施，由此顯著降低因故障出現而導致的停電范圍擴大，使得非故障段供電得以迅速恢復，在這種情況下，有力保障了供電的可靠性、穩(wěn)定性。同時，在電網的實際運行過程中，能夠對其運行工況進行監(jiān)控，并對其運行方式進行優(yōu)化設置，通過對電負荷的合理控制，由此改善供電質量，使得設備利用率顯著提升，在這種情況下，就使得電網運行的經濟性得到有力提升。

An Analysis on the Construction of The Automation of Smart Grid

CHEN Heng-cheng1，WANG Zhu-jiao2

（1.Institute of Wuhan East Lake，Wuhan，Hubei 430212，China；2.China Jiliang University，Hangzhou，Zhejian 310018，China）

Abstract:At present stage，researchers at home and abroad have increased the research on smart grid，in the process，the automation technology was introduced with the application of this technology，it is possible to solve the defects of traditional power gridsystem，enhancethesecurityandreliabilityoftheoperationofpowergrid.

Key words:smart power grid；automation；construction

作者簡介：陳恒成（1994-），男，海南臨高人，大學本科。

收稿日期：2015-08-07

文章編號：2095-980X（2015）09-0022-02

文獻標識碼：A

中圖分類號：TM76