电气工程及其自动化在农村配电网的应用探析

发表时间:2021/6/28   来源:《工程管理前沿》2021年7卷5期   作者:郝瑞峰
[导读] 农村配电网是农民获取能源的基础,影响农村的电力服务的水平。

        郝瑞峰
        鄂尔多斯市和效电力设计有限责任公司 鄂尔多斯市017000


        摘要:农村配电网是农民获取能源的基础,影响农村的电力服务的水平。农村脱贫攻坚是当前世界各国共同关注和研讨的热点问题,而如何将脱贫攻坚与乡村振兴进行有效的衔接也是一个重要的议题。电力建设作为国民经济基础设施领域一个重要产业,在服务经济社会发展过程中,可充当电力先行官,能充分彰显“大国重器”和“顶梁柱”的作用,尤其是供电服务中的那最后一公里的农村配电网建设对加快推进乡村振兴发展战略,建设美丽乡村具有十分重要意义。
        关键词:电气工程;自动化;农村配电网;应用
        引言
        随着电动汽车、分布式能源、微电网、储能装置等设施大量接入,以及电力市场开放和各种用电需求的出现,对低压配电网的安全性、经济性、适应性提出更高要求。以分布式光伏发电装机容量为例:2016年为1032万kW,2017年为2966万kW,增长达187.4%。2020年为6000万kW,比2017年翻倍。农村配电网作为供电服务的“最后一公里”,具有管理需求变化快,管理设备规模大,服务要求高等特点。由于缺乏顶层设计,存在重复建设、频繁改造、原则不统一等问题,各系统、设备间接口标准、通信规约存在差异,互联互通性较差,无法形成整体优势,造成大量经济资源、数据资源浪费。随着管理要求的不断提升,配电台区的功能呈现多样化和智能化的趋势,接入的信息和设备也成倍增加,涉及配变状态监测、无功补偿、剩余电流动作保护器、电能表、分布式电源、电动汽车充电桩等多种类型,若按照传统方式进行集中监测管控,将对人员运维、通信传输、主站系统信息处理等方面带来较大压力。低压配电网自动化、信息化、智能化水平不高,现有资源配置能力无法满足快速变化的业务服务需求,尤其是“电能替代”、分布式电源、电动汽车等外部环境变化,对电能质量、供电可靠性提出了更高要求。同时农村地区亟需开展综合能源服务,一方面适应不同用户群体、满足多样性能源需求、迎合多种能源应用的要求;另一方面以“服务”为中心,提供领先的能源服务理念、过硬的平台、相关互联网技术和能源控制技术等整体解决方案。
        1电气工程自动化技术概述
        电气工程自动化技术的核心就是计算机技术,在计算机系统的控制之下,农村配电网可以在应用电气工程自动化技术的过程中实现智能化和自动化控制,从而提升配电效率,推动农村配电网的输电、配电活动的有效开展。在农村配电网运行的过程中,通过电气工程自动化技术的应用,可以实现对农村配电网运行参数的收集和分析,同时加强对农村配电网运行中出现的异常状态的监控,并且针对不同的故障参数对故障问题进行诊断,从而为农村配电网的安全运行提供保障。此外,在农村配电网的运行过程中,各区域的农村配电网的电网调度技术是存在差异的,而通过电气工程自动化技术的应用,就可以有效实现自动调节,同时加强对电网信息的整合和存储。
        2电气工程及其自动化在农村配电网的应用
        2.1人工智能技术
        在农村配电网运行期间,虽然引入了自动化仿真技术可以有效降低故障发生概率,但是不代表杜绝故障问题,因此,当农村配电网出现运行故障的时候,就需要借助人工智能技术对故障部位进行精确定位。在原本的故障定位过程中,主要借助人力和物理设备对整个区域的电力设备和线路进行排查,工作量大而且其效率低,严重影响了故障修复的效率,同时造成资源浪费,但是通过人工智能技术,可以将整个农村配电网的运行数据反馈至控制中心,控制中心通过分析和处理,确定故障部位,并且将相应的数据信息传递给故障修复人员,以便修复人员能够更快、更合理地选择对应的修复措施,以此提升修复的效率,同时降低农村配电网的修复成本,并且加快恢复供电,减小停电带来的间接损失。


        2.2与发电站分散式测控系统融合应用
        电气工程中,分散式测控系统作为不可或缺的重要部分之一,也是融合应用电气自动化技术和电气系统的主要呈现,二者在实现融合应用的过程中,选用的是分层分布式结构形式,使电气自动化技术在太网以及工作站等合理应用,该技术用于发电站分散式测控系统之中,能促进测控质量与力度的全面提升,保证获得准确的测控结果,操作者可以对测控结果实时掌握,进而保障发电站系统的安全运行,并使其逐渐成为一体化的维护与检测测控模式。
        2.3与电网调度融合应用
        我国农村配电网具有非常复杂的结构,为确保电网调度质量的有效提高,需优化电网调度技术,电网调度的构成部分有站端、信点通道、控制中心,一般需要和发电厂、变电站终端进行结合,实现电网的自动化调度。电气自动化技术具备了动态化的监控功能,因此,电气自动化技术和电网调度融合应用能够动态化检测电网的调度环节,针对电网调度信息实现及时获取,通过传递信息,借鉴分析模块对电网的调度情况进行分析,合理预测电力负载,规避电网调度中事故的发生,在一定层次上促进电网调度安全性与经济性的全面提升,从而实现社会基础需求得到更好的满足。
        2.4有关部门应发挥规划引导约束作用
        针对农村配电网路径破旧、杂乱无章等现状问题,各地区要因地制宜地根据GB50053-1994《20kV及以下变电所设计规范》出台适用于本地区配电网建设规划设计方案,整改完善配电网线路工程设计,提高线路工程耐火等级,从源头上加快推进编制和优化全省乡村电网规划设计,统筹长远目标和近期需求,统筹城乡和地域差异,加强专业协同,提高配电网规划、设计的质量,提高配网建设标准。加快推进配网标准化建设,将典型设计和标准化施工工艺贯穿落实到配网建设、改造、检修全过程。一张蓝图绘到底,避免大拆大建、重复建设,全面提高配电网可靠性和智能化水平。
        2.5基于融合终端的全景感知
        目前配电网存在的问题,一是终端感知采集和智能分析处理能力不足,配电终端设备种类多,在功耗、可靠性、标准化、集成度等方面水平亟待提升,且仍采用传统集中监控方式,缺乏“泛在接入”“即插即用”“边缘计算”等能力,通信网络及数据中心处理压力大;二是配电网信息化实用化水平有待提升,“站-线-变-户”关系未实现完全对应,配电台区运行情况无法全面感知,新一代信息通信技术还未大规模推广应用;三是数据、业务、应用缺乏共享融合,现有配电系统中各类监测、巡视、试验等数据仍是信息孤岛,大都分散存储在各业务系统中,没有实现互联互通,已有数据类型和密度不能满足配电网精益化运维和新型业务的需求。基于“国网芯”主控芯片进行边缘物联代理研发,采用Docker容器技术及K8S编排技术实现软硬件解耦和软件App化。通过编排技术实现边缘物联代理的App远程集群部署、产品迭代、软件定义终端等功能。
        结语
        总之,我国人口数量庞大,农业生产关系国计民生,农村电网的建设与发展关系到农业、农村、农民,农村电网是乡村振兴的基础。长远看,农村电力需求是增长的趋势,清洁能源接入的比例也是增长的趋势,农村电网智能化建设与改造的任务仍然较重。最重要的一点是须综合考虑各地的实际情况,因地制宜地制定符合当地经济发展状况的农村电网长期发展战略。
        参考文献
        [1]蒋永鹏.电气工程自动化技术在农村配电网运行中的应用探究[J].中国科技纵横,2019,(19):161-162.
        [2]荆楚涵.电气工程自动化技术在农村配电网运行中的运用[J].中国新技术新产品,2019,(12):10-11.
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