电力系统配电网自动化技术的应用

电力系统配电网自动化技术的应用

徐君尧

新疆风能有限责任公司  新疆乌鲁木齐 830000

摘要：我国国民经济的飞速发展带动着各个行业都在迅猛的发展，尤其近年来居民生活和企业生产加工对电力的需求更是逐年增加，供电企业为了满足社会活动中电力电能的需求，不断地引入新的技术和新的电力设备。配电网自动化融合了计算机、自动化以及网络信息等多项技术，在传统电网系统的基础上进行设计改造，重在实现整个电网系统的状态实时监控、远程控制等功能，提高了供电企业在日常运维水平，减轻了供电企业工作人员的工作压力，提升电网系统的电力供给的安全性和稳定性有着较高的实际意义。

关键词：电力系统；配电网；自动化技术；应用

1研究背景

城市电网改造前的状况和问题分析。本项目涉及埃塞七个重大城市，每个城市的配电网络都存在同样的问题。以Adama城市为例，具体表现为：（1）电网结构单一、线路杂乱互联，供电可靠性差。随着城镇化建设扩大和用电需求的增长，中压线路被随意扩张延伸，由于没有统一规划，电网结构极其复杂。在这种情况下，线路极易发生短路故障，进而导致变电站出线开关跳闸，造成大范围停电的情况。复杂的电网结构，也会对故障点的排查带来阻碍，延长供电恢复时间。（2）设备陈旧，配变容量严重不足。电网中的很多配电设备已运行多年，随着用电负荷的日益增长，变压器过载运行。由于电线老化、绝缘变差、树木遮挡等，电网运行非常不稳定、不安全，经常发生停电现象，供电可靠性较差。（3）缺乏自动化设备，电网管理混乱，停电恢复时间较长。由于经济和技术水平的原因，埃塞多数城市的配电网络中，没有配备自动化设备，运行人员无法监测到配电网络的实时数据，所以，当电网发生故障时，运行人员无法快速定位故障点并排除，导致停电恢复时间较长。此外，运行人员随意搭接终端负荷线路，导致线路和配变的三相不平衡运行，增加系统损耗，严重的时候存在变压器烧毁的情况。

2配电网自动化系统实用化存在的问题

2.1盲目追求超高指标

配电网自动化系统随着我国电力事业的不断发展正在加快建设力度，并且根据相关建设要求，我国电网系统中的配电网在建设完成后，能够实现对配电网中的故障自动识别、电力参数信息的实时监控以及对配电网终端进行遥控等的操作，但是这均需要与配电网目前所处区域内的建设水平相符合。在进行配电网自动化系统建设时，部分电力企业盲目追求配电网自动化的高端应用配置，例如在配电网中加装温度、湿度传感器对终端侧进行相关信号的采集，将电力负荷传感器、短路计算等先进设备在主站侧进行安装，没有切实的考虑到采用高级电力信号采集后的实际实用性，对配电网系统的电力设备盲目追求其目标，没有进行有效的改进。并且部分电力企业在配电自动化建设的前期阶段并没有对配网自动化未来一段时间内的实际情况进行考虑，没有预期设想到配网自动化未来3～5年的信息传递总量，就盲目进行配电自动化建设，导致后期配电自动化建设的实际投入使用率较低，严重浪费了国家的电网系统的经济资源和社会资源。

2.2遥控操作过于谨慎

遥控是配电网自动化重要的一部分，对电网系统的运行安全性和稳定性有着非常重要的作用。但是在实际应用的过程中，工作人员由于自身的专业技术水平或者是专业素质限制，在实际的运行过程中经常产生一定的顾虑，并且针对遥控系统的实际使用，电网系统的相关规章制度对其有着比较严格的制度要求和流程要求，因此造成了电力企业的工作人员在实际使用遥控的过程中产生了抵触心理，导致其没有充分发挥其优势。

3配电网自动化具体功能

3.1电力参数信息的采集

配电网自动化终端设备大都是各种传感器，传感器能够监测到电网参数的状态，通过利用多种传感器在电网系统中对电力系统中的电压、电流等进行参数采集，还有就是对电力设备的周围运行环境参数进行采集，通过将采集到的信息发送到监控主站，采集到的数据信息进行处理分析后，供电企业的工作人员能够对电力设备的运行状态以及故障信息进行判断，并通过远程操作的方式实现对电网系统的调整。

3.2故障自动隔离和恢复功能

在电网系统中配电网自动化装置在安装时具备有相应的保护功能，当发现电网系统出现故障时，能够及时自动将故障线路脱离出电网系统，实现对故障线路的切断，防止出现大面的停电现象。利用远程控制装置能够在故障排除后，将修复好的线路重新接入到电网系统中，实现了故障的自动隔离和远程恢复。

3.3负荷管理和自动抄表功能

配电网自动化系统能够对电网系统的运行状态进行实时监控，通过监控数据能够分析出目前电网系统中的电力使用情况和电力负荷情况，通过主站远程调控能够对区域内的电力分配情况进行调控，达到科学、合理分配的目的。自动抄表功能是配电网自动化中的电能计量装置能够对用电用户的电能使用情况进行实时的记录和反馈，并且现阶段的电能计量装置都具备有信息传输功能，能够实时将用电用户的电力使用情况传递到配电网自动化主站，提供给工作人员进行监控，保证了电力使用的安全性。

3.4搭建DMS配网主站系统，提升自动化水平

DMS配网主站系统各功能应用模块的投入，极大地提升了当地电网公司的自动化管理水平。

数据监视与采集功能（SCADA），通过DTU及FTU采集电网运行的实时数据。运行人员根据潮流分布和告警提示，及时调整电网的运行方式，确保电网的稳定运行。此外，SCADA的历史数据存储和报表功能，可以帮助运行人员分析电网运行情况，调整电网结构。

地理信息系统功能（GIS）。该系统有效地将地理信息、电网设备图形信息与设备台账信息、SCADA信息等数据有机结合、统一管理。工程师参照实际地理位置，在GIS地图平台上建模或查找，操作简单，维护方便。

设备资产管理系统。针对配电网络中的环网柜、配变、电容器、架空线路等设备，建立资产信息库。该系统为电网的运行管理提供了强有力的信息支撑，提高电网的生产管理效率。

馈线自动化功能（FA）。根据实时拓扑计算，自动识别各种故障，产生最优故障处理方案，并进行快速隔离和恢复，提高电网供电的可靠性，降低了因故障停电而产生的影响和损失。

配网规划应用（PLAN）。在电网调整或升级时，运行人员可以在GIS平台上实时建模并进行潮流分析，计算出设备的潮流数据，然后分析或调整规划方案。该应用可以提高配电网络建设过程中的经济性与合理性。

故障呼叫管理系统（TroubleCall）。当地居民拨打报修电话，系统根据数据库信息自动检测相关信息，在GIS平台上直接定位故障位置或者设备，然后形成工作表单。这种方式很好地提高了电网公司的工作效率，提升服务质量和客户满意度。

结论

随着电力系统的不断发展和进步，现代化的电力系统必然是多种技术融合以电力系统作为基础的综合系统，利用现代化的技术手段能够保证供电企业在向用电用户提供电能时的正常和稳定，配电网自动化正是电力系统结合多学科的技术融合的现代化电网系统，配电网自动化的广泛应用能够提高电网系统在电力设备运行状态方面的监控程度，提高了供电企业对电力设备的把控力，更重要的是能够减少电力设备的故障率，提高设备的使用率，减轻供电企业人力、物力、财力的投入，有助于促进电力事业的可持续发展。

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