關(guān)鍵詞：配電自動化技術(shù)；智能配電網(wǎng)；實踐探究

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A

0 引言

智能配電網(wǎng)是智能電網(wǎng)的重要組成部分，具有信息化、自動化、智能化和綠色化等特點。配電自動化技術(shù)是智能配電網(wǎng)建設(shè)的核心技術(shù)之一，通過對配電網(wǎng)的實時監(jiān)控、自動控制和優(yōu)化調(diào)度，提高配電網(wǎng)的可靠性、安全性和經(jīng)濟性。本文對配電自動化技術(shù)在智能配電網(wǎng)建設(shè)中的實踐進行探究，分析其技術(shù)特點、應用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。

1 智能配電網(wǎng)建設(shè)概述

智能配電網(wǎng)是一種新型的配電系統(tǒng)，通過利用現(xiàn)代信息技術(shù)、通信技術(shù)、自動控制技術(shù)、電力系統(tǒng)技術(shù)等方式，對配電網(wǎng)進行智能化改造，實現(xiàn)配電網(wǎng)的實時監(jiān)控、自動控制、優(yōu)化調(diào)度和故障處理等功能，從而提高配電網(wǎng)的可靠性、經(jīng)濟性和智能化水平[1]。智能配電網(wǎng)具有自我感知、自我適應、自我修復和自我優(yōu)化等特點，是未來配電網(wǎng)發(fā)展的重要方向。

2 配電自動化技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)是將采集到的數(shù)據(jù)從配電網(wǎng)現(xiàn)場傳輸?shù)奖O(jiān)控中心的關(guān)鍵技術(shù)。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，需要考慮傳輸?shù)目煽啃浴崟r性和安全性等因素。目前，常用的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)包括有線傳輸和無線傳輸。有線傳輸主要包括光纖通信、雙絞線通信等，其優(yōu)點是傳輸速率高、穩(wěn)定性好，但建設(shè)和維護成本較高；無線傳輸主要包括射頻識別（radiofrequency identification，RFID）、無線傳感器網(wǎng)絡（wireless sensor networks，WSN）等，其優(yōu)點是建設(shè)成本低、維護方便，但其傳輸速率較低、穩(wěn)定性較差[2]。為了提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕梢圆捎枚喾N傳輸技術(shù)相結(jié)合的方式進行數(shù)據(jù)傳輸。例如，采用光纖通信和無線傳輸相結(jié)合的方式，將實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。同時，為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，需要對傳輸?shù)據(jù)進行加密處理，防止數(shù)據(jù)在傳輸過程中被竊取或篡改。

2.2 故障檢測與定位技術(shù)

故障檢測與定位技術(shù)主要包括基于故障點電壓、電流法，基于故障點的功率方向法，以及基于故障點的故障分析法等。故障點電壓、電流法是通過測量線路電壓、電流值確定故障點位置；基于故障點的功率方向法是通過測量線路異常功率方向，確定故障點的位置；基于故障點的故障分析法是通過分析線路歷史故障數(shù)據(jù)，利用故障數(shù)據(jù)的特性和規(guī)律來確定故障點的位置。

2.3 保護與自動化控制技術(shù)

保護與自動化控制技術(shù)是配電自動化系統(tǒng)的核心技術(shù)之一，主要包括繼電保護、自動化控制、故障診斷和恢復等功能。這些技術(shù)的應用可以有效地提高配電網(wǎng)的可靠性、安全性和經(jīng)濟性。

（1）繼電保護通過對電力系統(tǒng)進行實時監(jiān)測和分析，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的異常情況，并采取相應的措施來保護電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行。繼電保護技術(shù)主要包括電流保護、電壓保護、差動保護等，根據(jù)不同的故障類型和故障點，采取不同的保護措施，以達到最佳的保護效果。

（2）自動化控制是通過對配電網(wǎng)進行實時監(jiān)測和分析，并且根據(jù)系統(tǒng)的運行狀態(tài)和負載情況，自動調(diào)節(jié)配電網(wǎng)的運行參數(shù)，以實現(xiàn)最優(yōu)的運行效果。自動化控制技術(shù)主要包括開關(guān)控制、無功補償控制、電壓控制等，它們可以根據(jù)系統(tǒng)的實際需求達到最佳的經(jīng)濟效益和社會效益[3]。

（3）故障診斷和恢復是通過對配電網(wǎng)進行實時監(jiān)測和分析，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的故障，采取相應的措施來診斷故障的原因和位置，并進行故障恢復，以盡快恢復配電網(wǎng)的正常運行。故障診斷和恢復技術(shù)主要包括故障檢測、故障定位、故障恢復等，它們可以根據(jù)不同的故障類型和故障點，采取不同的診斷和恢復措施，以達到最佳故障處理效果。

2.4 電力電子技術(shù)

電力電子技術(shù)在配電自動化系統(tǒng)中的應用，可以有效地提高配電網(wǎng)的靈活性和可調(diào)節(jié)性，增強配電網(wǎng)的負載適應能力，提高配電網(wǎng)的運行效率和可靠性。例如，變頻技術(shù)可以用于調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速和負載，整流技術(shù)可以用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，逆變技術(shù)可以用于將直流電轉(zhuǎn)換為交流電。這些技術(shù)的應用可以有效地提高配電網(wǎng)的運行效率和可靠性，為智能配電網(wǎng)的建設(shè)提供重要的技術(shù)支持。

3 智能配電網(wǎng)建設(shè)中配電自動化技術(shù)應用案例

3.1 案例概況

在S 區(qū)域的電力基礎(chǔ)設(shè)施升級項目中，關(guān)鍵是在施工階段提升供電穩(wěn)定性。為此，本項目推進了高度自動化的配電網(wǎng)建設(shè)，其覆蓋范圍廣泛，占地總面積達1 347 hm2。原計劃的電力負荷設(shè)計目標為672 個節(jié)點，預計總?cè)萘繛?97 MV·A，現(xiàn)深入剖析S 區(qū)域配電網(wǎng)自動化的核心實施策略與關(guān)鍵任務。

3.2 案例區(qū)域配電網(wǎng)方案設(shè)計

在S 區(qū)智能電網(wǎng)的革新進程中，廣域測控技術(shù)的應用不僅強化了電力系統(tǒng)的實時監(jiān)控與調(diào)控能力，而且挖掘出寶貴的數(shù)據(jù)資源并進行了深度數(shù)據(jù)分析。廣域測控技術(shù)還充當了橋梁角色，它將系統(tǒng)數(shù)據(jù)有效地推送至終端設(shè)施，從而推動了電力企業(yè)的高效運營，保障了供電的穩(wěn)定性。在實施廣域測控技術(shù)的過程中，通過采納分布式管理模式，精確地實施目標導向的控制策略，此項技術(shù)具備在線診斷功能，細致記錄智能配電網(wǎng)建設(shè)和運行過程中的所有細節(jié)，有效推動維護和修理工作的精準執(zhí)行。廣域測控技術(shù)還融合了強大的網(wǎng)絡管理模塊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的一體化收集和管理，同時支電持靈活的權(quán)限設(shè)定，顯著提升了配電系統(tǒng)的安全防護等級。如圖1 所示，廣域測控平臺作為這一系列操作的關(guān)鍵載體，在智能電網(wǎng)中具有關(guān)鍵作用；SCADA 平臺為數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)平臺；IEC61850 標準是基于通用網(wǎng)絡通信平臺的變電站自動化系統(tǒng)國際標準，它是由國際電工委員會第57技術(shù)委員會（IECTC57）的 3 個工作組10、11、12（WG10/11/12）負責制定的。

3.3 配電網(wǎng)自動化設(shè)備終端建設(shè)應用

在本項目的詳細規(guī)劃階段，研究人員借助配電網(wǎng)自動化技術(shù)，著手開發(fā)自動化終端，主要涵蓋了四大領(lǐng)域：一為分布式數(shù)據(jù)傳輸單元（data transferunit，DTU）的設(shè)計；二為通信管理模塊的構(gòu)建；三為智能配電終端的策劃；四為綜合監(jiān)控組件的設(shè)立。首先，分布式DTU 設(shè)計被應用于配電設(shè)備的自動化終端設(shè)計中，確保所有DTU 終端依據(jù)配電系統(tǒng)的實際情況進行優(yōu)化設(shè)計，以增強DTU 設(shè)計的實效性，從而提升整個系統(tǒng)設(shè)計的效能。圖2 為分布式DTU 系統(tǒng)。其次，智能配電終端的設(shè)計是核心部分，它在智能配電終端的框架下，包含了電力低壓系統(tǒng)的監(jiān)測設(shè)備設(shè)計和綜合信息采集方案，旨在提高系統(tǒng)的運作效率和科學性，同時優(yōu)化電力系統(tǒng)的運行效果。再次，通信管理模塊的構(gòu)建采用EC60870-5-104 通信標準，結(jié)合集中式DTU 系統(tǒng)模塊，以提升整體單元設(shè)計的質(zhì)量，確保配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。最后，綜合監(jiān)控組件的設(shè)立用于配電網(wǎng)自動化進程中，通過全方位的監(jiān)控功能，利用多元化的監(jiān)控系統(tǒng)，可以有效提升自動化配電網(wǎng)的建設(shè)速度。

3.4 配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)設(shè)計

從配電網(wǎng)自動化建設(shè)的角度，通信系統(tǒng)建設(shè)具有一定的重要性，其對系統(tǒng)建設(shè)以及日后發(fā)展也有影響。本項目在系統(tǒng)建設(shè)環(huán)節(jié)使用吉比特無源光纖網(wǎng)絡（gigabit-capable pon，GPON） 通信技術(shù)，GPON 通信技術(shù)設(shè)計參數(shù)如表1 所示。

4 智能電網(wǎng)配電自動化建設(shè)策略

4.1 統(tǒng)一管理電力信息技術(shù)系統(tǒng)

通過整合、管理電力信息科技的基礎(chǔ)設(shè)施，確保智能電網(wǎng)配電自動化的高效實施，強化各部分之間的協(xié)同與知識共享。配電自動化體系應積極引進電力信息技術(shù)，推動其在電力系統(tǒng)與配電自動化領(lǐng)域的精準運用，在一體化的管理框架下，能夠使各部門的決策過程標準化，通過智能化的手段精細監(jiān)控電網(wǎng)的實際運作，利用先進的方法優(yōu)化資源分配，推動電網(wǎng)的平穩(wěn)運行。同時，通過對核心計算機數(shù)據(jù)的高效整合，實現(xiàn)更高效的電網(wǎng)性能提升，確保整體系統(tǒng)的順暢運行。

4.2 強化系統(tǒng)供電安全性與有效性

首先，采用雙電源閉環(huán)供電策略，其在智能配電自動化建設(shè)中至關(guān)重要。該方法涉及將兩條相鄰線路相互連接，構(gòu)建環(huán)網(wǎng)供電結(jié)構(gòu)，以優(yōu)化網(wǎng)絡布局，提升電源分配效率。其次，需整合變電站出口的保護開關(guān)與微機系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程操控、自動化操作及重合閘功能。再次，借助應急控制技術(shù)處理突發(fā)事件，如事故信息管理、監(jiān)控系統(tǒng)操作以及通信和遠動設(shè)備的控制。最后，應當充分利用自動負荷分段操作模式。在電力線路安裝過程中，配備電壓檢測設(shè)備和自動重合閘開關(guān)，以增強配電網(wǎng)的安全性和可靠性[4]。當配電系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動重合閘裝置能迅速識別并評估故障線路及其持續(xù)時間。因此，根據(jù)供電部門的具體狀況，制定合理的運行方案，有助于降低智能電網(wǎng)配電自動化的運營成本，同時確保配電自動化過程的穩(wěn)定性和科學性。

5 結(jié)語

綜上，配電自動化技術(shù)在構(gòu)建智能配電網(wǎng)的過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。電力行業(yè)應當對此技術(shù)予以高度重視，持續(xù)探索其潛能，以確保其效益的全面體現(xiàn)。本文提出了若干策略來提升配電自動化技術(shù)在智能配電網(wǎng)中的應用效能，為電力企業(yè)提供了理論依據(jù)。期望未來這些企業(yè)可以不斷優(yōu)化智能配電網(wǎng)的建設(shè)，保障配電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全運行。