智能电网配电自动化技术的发展分析

智能电网配电自动化技术的发展分析

邹君

广西新电力资源县公司 广西桂林 541400

摘要：配电网即为电力供应链的末端,是智能电网建设中不可或缺的重要组成部分,配电自动化不仅改善了配电网的供电质量,同时也提高了供电的可靠性。本文主要叙述了配电自动化技术的发展历程，结合实际情况总结出一些经验，以供相关人员参考借鉴。

关键词：智能电网;配电自动化技术;自动化系统

前言

配电自动化在国内外已发展了近 40 年,是现代电网管理中的重要组成部分,不仅显著提高了服务质量,降低了建设经费,同时也促进了企业的发展。20 世纪的 90 年代末期我国的配电自动化开始发展,经过近 20年的发展,其相关技术已逐渐成熟。 本研究通过总结国内外在配电自动化方面的发展情况,并对当前该行业中出现的问题进行了阐释及分析。

1 配电自动化技术的发展状况

配电自动化在美国的发展共经历了 3 个主要阶段,第 1 阶段主要是实现自动抄表技术,改变了人工抄表的问题。 第 2 阶段实现了独立开展工作的模式,以往的自动化都是在一地集中进行。 第 3 阶段是实行一个综合体,将各项自动化运行结合起来,形成一个新的综合发展方向。 此外,重合器和分段器的结合是美国配电自动化发展趋势,其中重合闸最受欢迎具有高可靠性。

在欧洲国家中,超级电容的发展最为成熟和广泛,并且超级电容技术在国外是电力系统研究的重点项目,其储存电量的能力远超传统的的蓄电池,超级电容的发展成了欧洲电力发展的必然趋势。 在亚洲地区,新加坡是电网比较完善的国家,它将电网发展带到了非常成熟的地位。 电网建设的规划理念即寻求电网设备自动化的灵活性、简洁性、及时性以及最重要的可靠性。 香港在电网建设也非常先进,香港关注点的是管理系统的发展。 配电管理系统实际是一种集中管理配电自动化系统包括具备更多更高端的管理功能、先进的科技手段和设备技术。

2 智能电网配电自动化技术的三大具体功能

2.1 无功与高压管理功能

利用各项高级应用软件，来对整个区域配电网络的无功实现全局的优化，就是智能电网配电自动化技术的无功与高压管理功能。该功能可以自动控制无功补偿设备的投切与自动调整变压器的分接头档位等，来达到降低配电网线受损、提高用电质量的目的。

2.2 SCADA 功能

SCADA 功能属于智能电网配电自动化技术的一项基础功能，其实是智能电网的数据采集与监控功能。智能电网的运行调度工作人员，通过 SCADA 功能从电网中及时收集到的各项配电终端设备中的实时数据，首先能够从主站系统的计算机界面中，实施监控配电设备与网线路是否顺畅运行，其次可以查询故障信，此外，能够对设备进行远程化的调节与操作。

2.3 FA 功能

FA 功能，也被称作馈线自动化，是智能电网配电自动化技术的故障自动隔离和恢复供电功能。①指当电网处于无故障顺利运行的情况下，为达到充分发挥设备容量与优化配电网络运行方式的目的，利用 FA 功能来远程实时监控配网线路的电压状况、馈线电流、联络开关与分段开关的状况来实现远程分闸、合闸等一系列的操作；②指当配网出现问题，设备以及线路发生故障的状况下，智能电网配电自动化技术的 FA 功能可以自动定位设备或线路当中故障点的精确位置，并且使故障点左右两边的分段开关自动跳开，使故障区域得到有效地隔离，使未出现故障的线路供电自动恢复，以便缩小故障停电范围、缩短停电时间、使因为停电而造成的经济损失降到最低。

3 配电自动化典型实现模式

3.1 电缆线路配电自动化典型实现模式

在配电运行状态下,通过对馈线故障的实时监测与定位、隔离等,减少其配电网安全可靠运行的不利影响。该自动化功能方案中,利用 SCADA 系统的开关跳闸以及动作保护、故障信息获取等控制作用,进行馈线故障分析与判断,并选择合适的策略进行问题改进,以实现配电网馈线故障自动化诊断与隔离,确保非故障区域供电可靠。

该自动化保护系统主要包含网络模型以及拓扑结构、故障检测、定位、隔离、恢复、序列控制、报警功能、历史信息记录与查询等结构模块。

3.2 架空线路配电自动化建设模式

架空线路配电自动化建设中,以信息交互功能的建设为例,在配电自动化系统中,信息交互要求和调度EMS系统以及配电 GIS 系统、各信息采集系统的接口之间形成信息交互连接总线,然后按照通信有关协议标准,与配电自动化系统之间实现信息整合。此外,信息系统集成技术需要统一的信息模型与设备编码等,据此可通过 PMS 系统编码原则进行 GIS 系统数据交互编码与转换,以确保数据的唯一性。然后在配电网运行监测中,图形数据由 GIS 系统进行维护并向总线输送,将配电网设备属性及台账信息通过 PMS 系统进行维护与输送,变电站数据通过 EMS 系统进行维护与输送,从而对数据传递的安全性与唯一性进行保障,实现配电网自动化系统的信息交互。

4 配电自动化未来发展

4.1 分布式电源

分布式电源主要是指功率在 1000W～50MW 之间的小型模块式独立电源。 一般来讲，分布式电源由电力部门、电力用户与第三方所有，以此满足电力系统与用户特定要求。 如：调峰、为边远用户、商业区、居民区供电、提高供电可靠性等。 实际上，分布式电源与传统的发电技术不同，分布式电源建立在自动控制系统、先进材料与技术等的基础之上，因此，分布式电源具备着低污染、运用灵活便利、可靠性较高、效率较高等特点，在智能电网配电自动化技术发展中，分布式电源起着重要作用。分布式电源包含有发电、储能两种技术。 发电技术，主要是通过其他原料或者借助于外力发电产生电能，如：风力发电技术、燃料电池技术、微型燃气轮机技术等。储能技术，主要是将已经拥有的电能储存起来，以备不时之需，分布式储能技术的相关储能装置主要有飞轮储能、蓄电池储能等。 与传统的发电技术相比，分布式发电具有效率高、故障率低以及环保等方面的优势，同时，分布式电源因适应环境能力强、发电快等优势为电力企业省下大笔资金，因此，我国各个电力企业均在探索配电自动化的出路。 需要注意的是，我国传统的配电线路保护方案已经难以适应分布能源的应用要求，科学技术的发展，配电线路保护措施与机制需要及时更新，保障其支持分布式电源运行，有效保障电路的安全，保障设备安全运行。

4.2 配用电互动技术

在智能电网配电自动化发展过程中， 电力用户不仅是电网的使用人， 更是智能电网发展的重要参与人。 在智能电网发展中，用户可以通过购买并使用电能，帮助电能供需间的平衡，提高用电管理水平，保障配电网供电的可靠性。 同时，电力企业提供的新技术、新用电以及电价信息等提高了用户使用积极性，增强企业与用户间在电网上的互动。分布式电源的发展，用户已经难以适应原先的电能使用方式与行为， 导致用户对用电模式的要求更高，对此，改变用户用电方式与行为成为根本。此时，企业应发挥智能电网的作用， 通过智能电网主动响应用户对电力的需求，保障用户正常使用电能。 并且，用户也可通过响应分时电价或激励措施改变消费模式，促进电网系统安全运行，达到节能减排目的。

5结束语

综上所述，智能电网配电自动化技术对于我国的电力行业发展至关重要，我们作为电力行业的从业人员，需要充分了解我国智能电网自动化技术的具体功能与运用，并准确掌握它的发展趋势，以便在今后的实际工作当中更好地完成操作和应用，保障企业的经济效益与社会效益。