智能电网配电自动化建设及关键技术研究

发表时间:2020/7/14   来源:《基层建设》2020年第8期   作者:苗健刚
[导读] 摘要:电作为一种环保能源得到了人们的广泛应用,衣食住行方面都可以看到它的身影。
        国网宁城县供电公司  内蒙古赤峰  024200
        摘要:电作为一种环保能源得到了人们的广泛应用,衣食住行方面都可以看到它的身影。人们对于电的需求不断增加,这时对于电力系统的改进显得尤为重要。把先进的科技技术运用到电力工程上可以有效提高供电效率,把先进的科技技术引入电力工程其实就是实现智能电网以及配电自动化,其中智能电网又可以分为智能输电网与智能配电网。这些可以保证电力系统可以持续高效地进行,节省了大量的人力物力,给人们的生活带来了极大的便利。
        关键词:智能电网;配电自动化;建设;关键技术
        1配电自动化系统的基础理论
        1.1配电自动化系统定义
        国内外关于配电自动化系统的定义,存在较大差异的几种说法,主要归纳为以下4种定义:①指配电网实时运行自动化;②指配电网系统各个环节信息化及自动化相结合;③指中压配电网和变电站馈线自动化;④指中低压配电网运行自动化及管理自动化。在我国为了方便管理将配电系统分为:送变电、配电、用电三个环节,其中配电环节即为中低压配电网。因此国家电网公司结合我国配电网实际情况于2015年发布相关导则明确配电自动化系统定义:通过利用计算机、通信等技术对配电网一次网架及其他设备进行实时监控和数据采集,达到对配电网的实时控制和故障快速隔离的目的即为中低压配电网运行自动化及管理自动化,为今后配电自动化系统的建设与维护提供更好的管理规范。
        1.2配电自动化系统功能
        虽然配电自动化系统于2013年开始在我国进行大规模推广建设,但是由于各个地市配电网实际情况不同,需求不同,导致建设方案无法统一,大部分地市公司建设配电自动化系统仍处于起步阶段,所以实现功能有限,主要在以下三个方面:(1)故障发生率。配电自动化系统的建设运行使得配电网运行状态处于实时监控当中,相较于传统配电网管理模式,能够及时发现并消除故障隐患,有效降低故障发生率。例如:能够及时发现配电设备过负荷情况,并且通过自动化管理立即采取相应转供措施,避免配电设备长时间处于过负荷情况,导致过热损坏;实时记录配电网运行瞬时性故障,进行针对性安排避免永久性故障产生。(2)故障停电时间。配电自动化系统相较于通过人工巡线的方式对故障点进行排查进而完成一系列操作,其优势在于对故障点的定位、隔离以及非故障区域内负荷的恢复仅仅只需要几分钟,比起繁杂的人工操作能够使故障影响范围与停电时间显著地减少。同时由于故障点的快速定位,能够更快调度抢修,减少故障修复时间。(3)倒闸操作停电时间。配电自动化系统能够在设备检修、用电报装等安排计划停电时,通过遥控控制现场的柱上开关或者环网柜,完成负荷转供的操作则,可以避免人工进行现场逐一倒闸操作造成施工现场的用户停电时间较长的问题。
        2智能电网配电自动化建设的发展过程
        在电网出现的初期,系统还存在许多不完善的地方,各种先进的技术都没有出现,缺乏一个完善的网络系统,在这阶段,当配电系统发生问题的时候,问题处理的方式与当前的处理方式存在很大的区别,主要是通过对各个开关进行控制,把出现故障的区域与整个系统进行分离,然后再对故障进行处理。随着社会的不断进步,电网配电系统也在不断的发展,逐渐地融入了各种新型的技术,进入到了通信网络时代,在这个时期,配电系统已经实现了网络的覆盖,在配电系统的一些工序上,初步地实现了自动化,但是这种自动化还不完全,是非自动化向自动化的一种转变。在这个时期,配电系统的运行可以初步地实现自动化控制,不需要人为地对其进行操作,这样的配电方式,有效地提升了电力系统的运行效果,减少了人为操作上的失误,提升了电力系统的运行效率。现阶段,由于信息技术的普及,智能化技术在许多的领域中得到了应用,智能技术在电力行业中的应用,实现了配电系统运行的智能化,这种智能化的配电系统要比之前的自动化配电系统更加先进,运行的效率明显更高。

由于智能技术在我国电力领域中应用的时间还比较短,在融合上还存在一些不成熟的地方,虽然智能技术的引入,有效地提升了配电系统的运行效果,但是智能技术的重要作用没有得到充分的发挥,还具有非常广阔的发展前景。
        3智能电网配电自动化建设的关键技术
        3.1通信技术
        配电自动化系统虽然对传输带宽要求不高,但因其设备种类繁多且需要广泛覆盖,可靠的通信系统是实现配电自动化系统的前提。为了保证通信系统运行顺畅,首先得提高系统在各种恶劣环境下的抵抗能力,如:抗高压、抗干扰等能力;其次保障通信系统的低故障率,且由于故障导致中断的时间少;最后保障通信系统的相对独立性。配电自动化系统主要的通信方式如下所示:(1)无线专网、无线公网。通过无线专网和无线公网的方式组建通信网络优点在于各方面成本较低,缺点在于无线专网通信制式更新换代频繁,且抗干扰能力较差,还需要专用的通信频段;无线公网则受制于运营商,如果发生故障,难以及时抢修,且安全性不佳,仅仅只能作为电网企业通信网络逐渐完善中的一项过渡方式。(2)EPON、工业以太网。EPON光纤通信方式组建通信网络优点在于其抗干扰能力较强,且能够有效保障传输质量和其安全性;缺点在于前期光纤铺设成本较高且需要提前预埋光缆。所以当新建网架主干配电线路,且具备同步建设光缆的条件下应优先采用EPON光纤通信方式。而工业以太网通信在各个方面都较为成熟,但网络组建成本还高于EPON光纤通信,仅在通信距离较长、节点较多的情况下适用。“二遥”终端一般可以采用无线专网或无线公网通信方式。“三遥”终端则一般采用EPON光纤通道、工业以太网通信方式。
        3.2传感器技术
        由于在智能电网系统是采用了自动控制技术、网络通信技术等多项先进技术,所以智能电网中的线缆数量较传统形式的电网大幅度增长,对于传感器也提出了更为具体和深入的要求。在配电自动化系统中,需要构建传感器网络,对电网的信息数据实现全方位多角度的采集,以便能够全面而具体的对电网的状态进行综合分析。在具体的配电自动化系统构建时,需要在系统中配置电压、电流等多种类型的传感器,通过对多个参数进行实时监控,尽可能全面确认电网的运行状态。对于配电箱、配网终端来说,除去配置电压、电流传感器外,还需要配置光电、烟雾、温度、湿度等类型的传感器,以保障这类设备的安全稳定运行,从而全面实现对电网的运行状态的监控。
        3.3故障分析运算及自动控制技术
        在实现故障自诊断自恢复功能时,需要在前期准备好故障诊断模型和故障恢复方案。当系统出现故障时,系统中的传感器会实时检测电网当前的运行状态,并将运行状态导入到先前构建好的模型中进行运算,与现有故障模型进行匹配比对,通过匹配后则系统会对故障进行认定,判定故障类型及故障位置,主控单元会下发故障动作指令,由隔离开关与断路器完成故障位置的隔离,并恢复非故障位置的正常供电。为了更好更全面实现配电网故障自诊断自恢复技术,必须要对故障模型进行发反复不断的优化升级,以适应当前电网的实时状态。故障自恢复技术需要进行决策、调控,完成风险的在线评估,不断升级、完善配电自动化系统的功能,实现统一化的调控目标。
        4结束语
        综上所述,建设智能电网配电自动化系统,一方面可以消除用电过程中存在的威胁,提高用电应用效率;另一方面可以促进农业和工业的快速发展,提高人民的生活水平。因此,国家和政府应该重视对于智能电网配电自动化系统的建设,加大对于智能电网配电自动化系统建设的力度,从而促进我国的可持续性发展。
        参考文献
        [1]罗春峰.基于快速分闸的开关和智能控制器的故障隔离配网自动化方法[J].机电信息,2019(15):3-4.
        [2]刘阳.智能电网新型配电自动化建设与改造[J].现代制造技术与装备,2018(07):153-154.
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