电力自动化系统在配电网运行管理中的应用窦旭东

电力自动化系统在配电网运行管理中的应用窦旭东

窦旭东

（河北省电力勘测设计研究院050031）

摘要：配电网的自动化管理体系，包括多个功能模块及配套管理体系。作为低压管理系统的管理人员，应将电网安全和运行效益作为配电网管理运行的最终目标。本文中从低压配电网管理方面出发，重点分析该技术在应用过程中可能存在的问题及未來趋势分析。

关键词：低压配电系统；智能自动化；系统管理；研究分析

社会经济以及科学技术自身的快速发展使得我们国家电力行业自身发展的脚步不断的加速，人们自身的生活水平也获得了很大的提升，这种情况使得用户对于供电质量上的要求也在不断的提升，为了能够仅仅的跟随者当前时代发展的脚步，电力系统也在不断的获得改革提及完善，电力自动化可以说是当前电力体制进行改革中的主要内容，电力体制自身的完善应该通过去对电力自动化自身系统广泛推行以及使用应用去进行实现，在配电网进行运行管理的时候使用电力自动化的相关技术，能够非常好的对于供电的可靠性给予提升，并且还能够对于电力事业自身的发展起到非常好的促进作用。

1电力自动化系统与10kv配电网运行管理的概述

现代电力系统的运行需要现代科学技术的支持，其中对配电网的数据信息进行收集需要通过计算机网络和通信技术来实现，从而构成自动化控制的系统，将配电网中的设备以及运行的状态做到动态的监控，确保了供电量和供电的可靠性。配电自动化系统是一个复杂的工程，主要是由四部分组成，分别是馈线自动化、变电站自动化、配电管理系统以及需求管理的系统。

1.1配电自动化系统

随着我国电力系统不断发展和完善，配电网自动化系统的应用使得用户用电更加安全可靠，电力自动化系统采用了及时的检测与自动控制配电网的运行，实现了配电网运行管理的自动化过程，提升了供电整体的运行效率。配电网自动化系统是由主站、变电站自动化、通信以及终端四个部分组成，通常情况下人们会将自动化按软件和硬件来区分，主要有智能开关、通信网络以及控制终端等。而配电网自动化、高级应用软件和地理信息系统共同构成了配电自动化的系统，使得系统可以进行有效的工作，及时收集数据信息，将整理好的数据信息进行检测、分析以及控制配电网运行的状态，很大程度上改善了原有供电系统的不足，大大提高了供电系统工作的效率，自动化系统的运用能够及时调整配电网的设备及故障，避免了供电系统发生故障，造成不必要的损失，同时也大幅度提高了供电的可靠性和安全性。

1.2电力自动化系统与10kv配电网运行管理的必要性

随着科学技术的不断发展，目前我国配电网自动化系统的建设远没有发达国家先进，国家没有相应的机制促进电力建设的发展，同时电力公司也没有市场化，没有一个良好的竞争机制，导致了我国电力市场中电力建设的资金分布不均匀。配电网自动化建设的设备以及技术落后的直接原因是国家发展电力事业建设的资金不足，另一个方面我国供电的能力依然不是很高。随着人们生活水平的提升，用户对电能的需求逐渐增大，对电能的质量以及供电的可靠性提出了更高的要求，使得我国必须在电力自动化系统与10kv配电网运行的管理上做出调整，加快配电网自动化的建设，同时合理的利用现代化科学技术，进行配电网自动化的管理。10kv配电网的自动化是通过计算机网络技术和通信技术来实现的，通过收集数据，对数据的整理实现对配电网的自动化管理，从而有效提高供电的质量，减少供电事故的发生，满足用户需求的同时提高供电服务的质量，实现配电网经济效益的最大化。

2配电网系统中的自动化技术

2.1智能开关

自动化技术中的智能式开关，可以说能够保证电网设备在出现故障时，无需通讯、信息指令即可进行断电隔离，同时亦可确保自动恢复非故障区域的正常用供电。同时也可根据配电网络发布的通讯、信息指令对相应控制单位进行随时遥控、数据检测。实现对闸门的实时、延时、失电分闸以及合闸锁闭等。其发布指令的控制接口也可进行开关的监视工作，并根实际情况进行发布电闸相关指令。同时在该区域内还设有备用电池，确保在电力失去时，仍可进行开关的遥控。

2.2终端系统的实施监测

配电网自动化控制系统，对于终端系统的监测是非常全面的。终端范围包括出现开关、分段开关、联络开关以及开闭所开关和小区划变终端等。检测的范围主要有对终端系统信息的及时采集、输送及处理，通过接受到的信息情况依据程序发布指令，经运作情况及时上报。终端检测系统具有可视、可检测采集有功、无功、视在功率、配电电压、电流频率等等。检测采集数据准确有效，同时通讯功能完善，信号强，并可实现多种通讯手段。

2.3自动化配电通讯网络

低压配电运行网络，是将配电网主体分成一个个子群网络，子群网络下端又分多个终端监控，并分别有独立通讯控制器进行有效监控。通讯控制器在整个通讯自动化通讯网络中起到上下承接的作用，具体它可以接受来自上游的各类信息，同时根据信息转发或直接对下游单位进行控制，确保上、下游的正常通讯。对RTU、FTU等监控终端通讯通道的状态及通讯质量进行监视，当主通道的通信出错达到预定极限或此通道中断时，系统能自动切换到备用通道。自动化通讯网线，可根据配电网情况随时停止并切换通讯通道，确保通讯信息的正常传输，在与低压配电网搭载网络管理是，还能实现对配电网络随时络监视或报警。

2.4扩展SCADA系统的功能

功能的投切：根据用电网的实际运行情况，由值班调度员通过控制方式对远方微机装置的功能进行投入或退出的操作。定值的修改：根据电网的运行方式，由值班调度员对远方设备或微机装置的某些定值进行修改。SCADA系统里的系统遥控操作必须按照顺序进行，须提供防误操作的设置功能。拓扑网络着色：通过网络拓扑分析，支持图形的线路动态着色功能和潮流方向标志功能。可实现线路检修停电着色，线路开关的分、合闸着色，线路带电着色，线路过压着色，线路电压等级着色，用动态流动的虚线或箭头等方式显示潮流方向。

对在配电网络进行故障处理时，需用到隔离以及恢复模块，这两种模块可广泛适用所有配电网络。其功能上也可对配电故障进行处理。并在该模块与故障分析、防误操作模块进行结合，便能实现对系统信息进行随时处理，并根据SCADA收集到的信息，通过智能计算机对配电网络进行逻辑分析和指令判断，排查可能故障原因，确保电网的稳定性。

根据网络的实际连接方式和负荷水平，对多种故障恢复方式进行安全性和网络线损坏等经济性的校核比较，在确保系统安全性的前提下，给出最佳的故障恢复方案，达到配变负荷的分配尽可能平均，尽可能减少停电次数，电压质量尽可能好等多种目标。经防误操作校核，恢复方案可以直接提交SCADA系统进行自动遥控处理，或者供调度员手动执行，二者可以方便设置。

3配电网自动化前景及问题

截至现在，国内真正完善的低压配电自动化智能系统，可以说少之又少。但是，智能计算机相关技术的飞速发展，相关电力设备原件的及时更新。配电网自动化体系也正在逐步实现和建立。但在实际应用中还应该注意几个问题，首先是配电网络中，考虑到线路设备的户外环境因素，恶性环境下对电网用管线、设备的抗高、低温、湿度、稳定、风沙、老化等等指标提出了更高要求。同时配电网自动化系统的完善运行，直接影响对电网的有效监控。供电方案决定配电网供电的持续性，相关的电网线路智能开关、刀闸对配电网系统主站与网络通信的依赖性较强，配电网自动化系统虽然能够起到通讯的作痛，但是分布地区广泛，信息传输的可靠性是智能自动化的难题。最后的难题就是，配电网自动化系统的支路开关和监控动力问题。虽然工作动力可在正常供电时，搭载供电线路，直接由电源线取电，电源关闭后，可启动后备电源，由UPS供电系统供电。但是不间断的UPS电源受外界环境影响极大，能否解决以上问题，将对配电网自动化系统的稳定带来重大突破。

结束语

低压配电网运行自动化系统，是未来电网管理发展的趋势，相信随着电子元件和相关原材料以及智能计算的不断突破，该领域在电网管理中的应用，将再上一个台阶。

参考文献：

[1]曹名扬，高朋明，岳宗成，牛行权，吴晓慧等.综述大同配电网自动化系统的规划与实施分析研究[J].电网系统技术，2012（10）：131-139.

[2]郭梦晨，郭晓东，马明波，刘向东，刘志军等.解析低压配电自动化系统分析及应用前景预测[J].中国新产品新技术，2015，27（03）.147-151

[3]张姓建，李和洲，王立忠，刘东山，李杨晨等.解析城市网配电自动化系统设计及应用[J].电力系统自动化，2013，23（07）.31-37

[4]王子阳，刘培培，张丽丽，马明波，张钦礼等.综述低压配电自动化系统分析及应用前景分析[J].军民两用技术与应用，2016，17（14）.117-121

[5]李金山，郭襄楠，马继东，刘继业，张晓倩等.浅谈南方城市网配电自动化系统设计及研究[J].工程技术标准化设计，2014，14（07）.131-137