黃潘永，唐冠宏

（肇慶電力設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 肇慶 526040）

0 引 言

在科技不斷發(fā)展的今天，配電網(wǎng)的智能水平得到了有效提升，各種先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用不斷增加，進(jìn)一步提升了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。在開(kāi)展自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要能有效把握系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)，充分做好系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的有效控制，從而提升輸電的安全性，降低電力生產(chǎn)成本，進(jìn)一步提升電力行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。

1 配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析

分析配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的過(guò)程中，通常會(huì)從結(jié)構(gòu)開(kāi)始，掌握其采用的分層分布體系。在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，主站層發(fā)揮著信息管理的作用，是配網(wǎng)控制中心的重要部分，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和傳輸加工等基本功能。工作站層也是其結(jié)構(gòu)的重要組成部分，屬于配網(wǎng)站層的核心。此外，通過(guò)應(yīng)用測(cè)控設(shè)備層，能夠?qū)⒄麄€(gè)系統(tǒng)有效整合起來(lái)，主要負(fù)責(zé)采集配網(wǎng)開(kāi)閉所、配電變壓器以及箱式變壓器的多種信息。

2 配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)在配網(wǎng)運(yùn)維中的具體應(yīng)用

在配網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中往往會(huì)產(chǎn)生非常多的信息，通過(guò)分析這些信息，可以掌握當(dāng)前配網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，為后期開(kāi)展的配網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。為了有效收集信息，可以應(yīng)用配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)，通過(guò)配網(wǎng)自動(dòng)化來(lái)打造信息收集網(wǎng)絡(luò)，及時(shí)收集配網(wǎng)運(yùn)行的信息[1]。

2.1 配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)在配網(wǎng)質(zhì)量管理中的應(yīng)用

配網(wǎng)管理過(guò)程中的一個(gè)重要方面就是提升配網(wǎng)運(yùn)行的質(zhì)量和效率，這需要依靠配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了采集配網(wǎng)中各種配網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，需要打造專門的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的使用，應(yīng)該根據(jù)配網(wǎng)的規(guī)模進(jìn)行選擇。如果配網(wǎng)的規(guī)模較大，可以直接采用以太網(wǎng)技術(shù)；如果配網(wǎng)的規(guī)模較小，為了降低成本，可以采用串口通信網(wǎng)絡(luò)。在配網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，各種傳感器會(huì)直接采集配網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息量，并將采集到的信息通過(guò)專門的網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)椒?wù)器中。通過(guò)服務(wù)器處理這些數(shù)據(jù)，就可以準(zhǔn)確判斷網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除隱患故障，避免隱患故障發(fā)展成為大故障。

2.2 配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)在配網(wǎng)安全管理中的應(yīng)用

電力行業(yè)的故障率相對(duì)較高，對(duì)管理有著較高的要求。由于配網(wǎng)故障導(dǎo)致人員傷亡的情況非常多見(jiàn)，所以需要認(rèn)真做好安全管理工作，做好安全防護(hù)知識(shí)的宣傳，將先進(jìn)的配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用其中，做出科學(xué)的預(yù)防方案。這對(duì)相關(guān)人員提出了更高的要求，需要他們加強(qiáng)業(yè)務(wù)素質(zhì)，了解哪些因素會(huì)對(duì)配網(wǎng)的安全運(yùn)行造成威脅，提前規(guī)避這些因素，還應(yīng)該制定科學(xué)的操作規(guī)范，建立一套應(yīng)急處理機(jī)制，避免配網(wǎng)發(fā)生各種突發(fā)性故障。

2.3 配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)在調(diào)度管理中的應(yīng)用

隨著電力需求量不斷發(fā)展，供電的影響因素越來(lái)越復(fù)雜，這對(duì)配網(wǎng)調(diào)度管理提出了更高的要求。一旦配網(wǎng)調(diào)度管理不當(dāng)，就容易導(dǎo)致配網(wǎng)發(fā)生運(yùn)行負(fù)荷不均勻的情況，對(duì)安全平穩(wěn)供電構(gòu)成了較大的威脅[2]。為了有效解決這個(gè)問(wèn)題，可以通過(guò)配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)來(lái)打造配網(wǎng)調(diào)度信息化系統(tǒng)，通過(guò)傳感器采集配網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)信息，掌握配網(wǎng)負(fù)荷的實(shí)際分配情況。一旦發(fā)現(xiàn)電力分配不均，部分線路運(yùn)行負(fù)荷過(guò)高的情況，就會(huì)及時(shí)開(kāi)展配網(wǎng)調(diào)度工作，保證電網(wǎng)電力傳輸?shù)囊恢滦?，有效提升配電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和可靠性，還能進(jìn)一步提升相關(guān)人員的人身安全。

3 配網(wǎng)設(shè)備自動(dòng)化的設(shè)計(jì)

3.1 柱上開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)

柱上開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)是否合理，對(duì)二遙和三遙功能的發(fā)揮有著非常直接的影響，同時(shí)還影響著三遙的設(shè)計(jì)。在不采用光纖通信的情況下，可以直接采用二遙設(shè)計(jì)，并使用通用分組無(wú)線服務(wù)技術(shù)（General Packet Radio Service，GPRS）實(shí)現(xiàn)通信。柱上開(kāi)關(guān)設(shè)備主要包括ABB柱上真空斷路器、負(fù)荷開(kāi)關(guān)、負(fù)荷刀閘以及電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)等。

3.2 環(huán)網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜

在環(huán)網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該盡量采用引進(jìn)來(lái)的原則，合理應(yīng)用各種技術(shù)，最大程度保證設(shè)計(jì)的性價(jià)比和可靠性，保證三遙點(diǎn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性與規(guī)范性。此外，還需認(rèn)真做好二次接線、DTU、電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)以及CT等設(shè)計(jì)。

3.3 通信系統(tǒng)

在配電自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，通常需要使用專網(wǎng)與公網(wǎng)結(jié)合的通信方式。專網(wǎng)通信過(guò)程中通常會(huì)采用光纖通信的方式，部分也會(huì)采用無(wú)線通信技術(shù)。在公網(wǎng)接入層節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，可以直接通過(guò)二遙監(jiān)控節(jié)點(diǎn)和光纖通信設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。該體系結(jié)構(gòu)通常會(huì)采用集中采集處理的方式，配電主站可以統(tǒng)一處理配電終端采集到的信息。在信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，系統(tǒng)的優(yōu)化工作是非常重要的，只有保證設(shè)計(jì)的合理性，才能保證通信過(guò)程的穩(wěn)定進(jìn)行，避免發(fā)生信息丟失和干擾情況，進(jìn)一步推動(dòng)配網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展。此外，還應(yīng)該合理控制系統(tǒng)的投切，保證各種指令數(shù)據(jù)收發(fā)的準(zhǔn)確性，及時(shí)做出投切反應(yīng)。一旦發(fā)生設(shè)備不能正常反應(yīng)數(shù)據(jù)發(fā)送的情況，應(yīng)該及時(shí)開(kāi)展故障排查工作，確?？刂破骺梢詫?duì)上位機(jī)發(fā)出的指令進(jìn)行正確反應(yīng)。電器正常工作過(guò)程中可以及時(shí)開(kāi)展參考數(shù)據(jù)的收錄工作，并直接對(duì)上位機(jī)進(jìn)行反應(yīng)，并在上位機(jī)收到數(shù)據(jù)后及時(shí)發(fā)出指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)下位機(jī)運(yùn)行的有效監(jiān)控。

3.4 優(yōu)控投切

通過(guò)有效優(yōu)化配電網(wǎng)和系統(tǒng)變電裝置，可以有效提升配電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。通過(guò)采用合理的電網(wǎng)補(bǔ)償裝置有效補(bǔ)償配電網(wǎng)功率，能夠保證配電網(wǎng)運(yùn)行在比較穩(wěn)定的區(qū)間內(nèi)。如果投切參數(shù)出現(xiàn)過(guò)大的誤差，和標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)值的偏離程度較大，就容易導(dǎo)致發(fā)生電網(wǎng)運(yùn)行安全隱患。為了有效提升系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，各種補(bǔ)償設(shè)備在收到投切指令后需要及時(shí)開(kāi)展設(shè)備隔離動(dòng)作。在各種檢測(cè)結(jié)果達(dá)標(biāo)后，系統(tǒng)會(huì)直接輸出各種投入指令，進(jìn)一步保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.5 補(bǔ)償性電容器

配電自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的影響因素相對(duì)較多，需要在系統(tǒng)電壓監(jiān)測(cè)中投入足夠的力度，及時(shí)掌握電壓運(yùn)行的異常情況。為避免饋線功率因素造成太大的影響，需要合理設(shè)計(jì)安排裝置；為保證靜電容最大程度發(fā)揮補(bǔ)償作用，需要合理設(shè)計(jì)無(wú)功補(bǔ)償。此外，還應(yīng)該保證補(bǔ)償電容投切裝置設(shè)計(jì)的合理性。

4 配電網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)施的關(guān)鍵點(diǎn)

4.1 最大程度保證設(shè)計(jì)的可靠性

在配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，通常會(huì)對(duì)電網(wǎng)工作狀態(tài)開(kāi)展自動(dòng)檢測(cè)。影響供電網(wǎng)平穩(wěn)運(yùn)行的各種因素較多，通常包括配電網(wǎng)架構(gòu)和相關(guān)設(shè)備的智能化程度。通過(guò)對(duì)控制系統(tǒng)可以有效監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，保證線路配電設(shè)備處于最佳的工作狀態(tài)。配網(wǎng)自動(dòng)化終端主要通過(guò)光纖進(jìn)行通信連接，需要關(guān)注通信技術(shù)的有效性。為了保證通信質(zhì)量，可以采用遠(yuǎn)距離光纖通信設(shè)計(jì)，但設(shè)計(jì)費(fèi)用通常較高。在設(shè)計(jì)通信系統(tǒng)的過(guò)程中，應(yīng)該重視通信系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，但這通常是開(kāi)展配網(wǎng)配網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)計(jì)當(dāng)中的難點(diǎn)和重點(diǎn)。

4.2 配電線路電源

配電線路電源在配電系統(tǒng)運(yùn)行中是非常關(guān)鍵的。電源變壓器通常不會(huì)直接從供電線路上取電，因此需要認(rèn)真做好蓄電池的配置工作，在出現(xiàn)緊急供電故障后，可以直接從備用電源取電。DTU柜可以直接向PT供電，其主要通過(guò)直流電源模塊實(shí)現(xiàn)。此外，可以直接將配置蓄電池作為后備電源進(jìn)行使用。環(huán)境溫度對(duì)蓄電池工作往往會(huì)產(chǎn)生不良的影響，在電源的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)該認(rèn)真做好環(huán)境溫度的調(diào)節(jié)工作。

4.3 戶外運(yùn)行

很多電力配電自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備是在戶外運(yùn)行的。在其實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中容易受到風(fēng)沙、環(huán)境溫度以及環(huán)境濕度的影響，很容易導(dǎo)致發(fā)生設(shè)備故障問(wèn)題。為了有效避免出現(xiàn)這些問(wèn)題，就需要認(rèn)真做好元器件的篩選和設(shè)計(jì)工作，認(rèn)真做好開(kāi)關(guān)絕緣材質(zhì)的調(diào)整工作，提升配電線路設(shè)備的抗老化性能，避免其產(chǎn)生嚴(yán)重的凝露現(xiàn)象。

4.4 故障檢測(cè)

配電自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行受到各種因素的影響，容易發(fā)生各種故障現(xiàn)象。如果不能處理好，不僅會(huì)影響供電的穩(wěn)定性，還容易發(fā)生各種事故，因此需要認(rèn)真做好故障檢測(cè)工作。通過(guò)開(kāi)展配電網(wǎng)檢測(cè)工作，可以及時(shí)掌握線路運(yùn)行的實(shí)際情況，有效檢測(cè)配電網(wǎng)運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)傳輸線路運(yùn)行中的各種故障并及時(shí)向總部反應(yīng)。此外，系統(tǒng)還能夠及時(shí)整理客戶反應(yīng)的問(wèn)題，并利用各種通信裝備開(kāi)展系統(tǒng)診斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)電容器運(yùn)行的有效監(jiān)測(cè)，及時(shí)隔離各種故障，為后期故障維護(hù)工作的開(kāi)展奠定一個(gè)良好的基礎(chǔ)，保證配電線路的穩(wěn)定運(yùn)行[3]。

4.5 促進(jìn)配電網(wǎng)的高效運(yùn)行

通過(guò)將地理信息系統(tǒng)應(yīng)用到配電系統(tǒng)運(yùn)行中，可以在地理信息收集、整理以及傳輸過(guò)程中發(fā)揮應(yīng)有的作用。通過(guò)應(yīng)用地理信息系統(tǒng)（Geographic Information Systems，GIS），可以有效收集變電裝置和用戶環(huán)境信息，并在此基礎(chǔ)上有效優(yōu)化各種數(shù)據(jù)信息。此外，在配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該有效結(jié)合電網(wǎng)特點(diǎn)開(kāi)展自動(dòng)化管理。例如，可以直接使用GIS技術(shù)收集相關(guān)數(shù)據(jù)，然后形成一套科學(xué)合理的配電網(wǎng)工作方案，并在該方案指導(dǎo)下開(kāi)展配電網(wǎng)自動(dòng)工作，充分保證其服務(wù)水平。

4.6 進(jìn)一步提升供電服務(wù)水平

通過(guò)將配電自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用到供電網(wǎng)中，可以為用戶提供更加高品質(zhì)的用電服務(wù)。例如，可以多開(kāi)展一些電話投訴項(xiàng)目，使用戶在用電過(guò)程中的各種意見(jiàn)和建議可以直接通過(guò)項(xiàng)目進(jìn)行反饋。一旦用戶在用電過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以直接進(jìn)行反饋，開(kāi)展故障查詢，收集必要的信息，為工作人員開(kāi)展故障檢修提供必要的信息，保證配電網(wǎng)的服務(wù)水平。通過(guò)將無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)用到配電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，可以給用戶提供高品質(zhì)的供電服務(wù)，提升用戶的用電體驗(yàn)，讓用戶直接全面反映用電中出現(xiàn)的問(wèn)題，及時(shí)開(kāi)展故障查找工作，提升供電服務(wù)水平。

5 將先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用到配電自動(dòng)化系統(tǒng)中

目前，智能技術(shù)高速發(fā)展，很多技術(shù)已經(jīng)相對(duì)比較成熟，在各種領(lǐng)域中的應(yīng)用不斷增加，在自動(dòng)化控制領(lǐng)域的應(yīng)用也越來(lái)越多。其中，分層自動(dòng)化裝置非常適合應(yīng)用于電壓配電系統(tǒng)，并已經(jīng)在智能配電保護(hù)系統(tǒng)中得到了成功的應(yīng)用，其將人工智能技術(shù)、微機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及綜合自控技術(shù)有效融合起來(lái)。綜合性是配電自動(dòng)化的重要發(fā)展方向，能夠在很大程度上提升配電系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。當(dāng)前配網(wǎng)當(dāng)中的自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展非常迅速，使用了國(guó)際上公認(rèn)的信息模型，將輸電網(wǎng)理論算法和高級(jí)軟件技術(shù)聯(lián)合起來(lái)進(jìn)行應(yīng)用，提升了網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化程度，有效解決了很多技術(shù)難題。通過(guò)應(yīng)用該技術(shù)，使得PLC和智能技術(shù)聯(lián)系更加緊密。PLC技術(shù)的仿真系統(tǒng)可以為配電系統(tǒng)提供相應(yīng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，還可以為研究人員研發(fā)新的電力產(chǎn)品提供技術(shù)參數(shù)。這些控制裝置最后都可以組成閉環(huán)系統(tǒng)，為提供更加優(yōu)質(zhì)的控制方案打下良好的基礎(chǔ)。

隨著配電系統(tǒng)的不斷發(fā)展，相關(guān)自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)更新速度很快，對(duì)計(jì)算機(jī)現(xiàn)代化技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越多，配電系統(tǒng)中的電氣技術(shù)發(fā)展速度加快，電氣自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展越來(lái)越規(guī)范化，相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相繼出臺(tái)。這對(duì)于該領(lǐng)域的研究技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，需要在開(kāi)展研究的過(guò)程中做好與國(guó)際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)接，將相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范應(yīng)用到自己的研究工作，將各種先進(jìn)的智能技術(shù)更進(jìn)一步融入到配電自動(dòng)化技術(shù)中，提升相關(guān)設(shè)備運(yùn)行的智能化程度，降低對(duì)工作人員的依賴，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的自動(dòng)診斷和決策，避免配網(wǎng)運(yùn)行出現(xiàn)嚴(yán)重的故障，及時(shí)調(diào)整配網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，保證配網(wǎng)高效運(yùn)行。當(dāng)前通信技術(shù)高速發(fā)展，應(yīng)該引起對(duì)配電自動(dòng)化通信速度較慢這一現(xiàn)實(shí)的足夠重視，將更加先進(jìn)的通信技術(shù)應(yīng)用到配網(wǎng)通信中，使配網(wǎng)信息的傳遞變得更加及時(shí)且高效，并及時(shí)調(diào)整配網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，充分發(fā)揮該技術(shù)的作用。

6 結(jié) 論

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，對(duì)10 kV配電網(wǎng)設(shè)計(jì)提出了更高的要求。為進(jìn)一步提升配電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，有必要將配電自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用其中，并認(rèn)真做好相關(guān)設(shè)計(jì)工作，充分保證其功能得到發(fā)揮。