供配電系統電氣自動化控制技術的應用研究

楊珂 俞英麒

關鍵詞：電氣自動化控制；供配電系統；應用研究

一、引言

隨著我國經濟和技術的快速發展，電氣自動化控制技術已經運用到我國的各種領域中。而在我國電網的供配電系統中，供配電設備復雜，系統功能越來越多，一旦設備或者線路出現故障，就會影響群眾的正常生活和企業的生產，因此電力企業需要對配供電系統進行不斷的優化和檢測，保證供配電系統的正常運行[1-5]。而電氣自動化控制技術，能夠提高對于供配電系統的控制能力，提高工人檢測、檢修的能力，從而實現供配電系統自動控制的目的[6]。電力行業是我國重要的能源行業，而配供電系統就是電力行業的主要“根基”，將電氣自動化控制技術應用到供配電系統中，實現電力網絡的自動化控制，提高電力資源的分配能力，提升工人的工作效率，從而進一步促進我國智能電網建設，滿足不同地區、不同行業對于電力資源的不同需要，實現電力資源的高效、安全、便捷控制[7-10]。本文主要分析電氣自動化控制技術在供配電系統的應用，總結電氣自動化技術在供配電系統的應用優勢，為提升電氣自動化控制技術在供配電系統的應用效率提供一定的參考意見。

二、電網供配電系統存在的問題

（一）用電設備監控問題

在我國電網供配電系統中，有許多運行的設備，如變電器、電閘開關等，如圖1 所示，該類設備缺乏相應的實時監控設備，使得這些設備的檢測效果較低，大部分設備存在老化、故障等問題時，使得該類設備的空載損耗率較高，如果不能夠及時地進行檢測、反饋，導致電力人員對該類設備的檢查力度不夠，從而使得該類設備在運行過程中出現電能浪費的問題。

（二）供配電系統配置不合理問題

隨著我國經濟的快速發展，我國的電網更新的速度比較快，用戶的用電量不斷增加，使得我國原有的供配電系統不能夠滿足日益增加的用電量，而且，我國供配電系統配置不合理，需要對原有的供電分配進行重新優化，使得電網的供需關系達到一定的均衡性。但是我國許多用電企業需求的電壓較低，在配電系統接入企業的電力系統時，需要經過多次的降壓，有時候還需要人工進行更換電路，或者將供電電壓進行相應的降壓后才能夠正常使用，不能實現自動化控制的有效配置，不僅僅造成了供配電系統的損耗，還存在用電的安全隱患。

（三）供配電系統布局問題

在設計整個配供電系統時，供配電系統的電路損耗，主要是由于電力布局不完善造成的。當供電系統與用電企業的距離較遠時，需要進行高壓輸送的方式，但是由于系統布局問題，只能夠使用低壓進行電力輸送，就會產生大量的電能損耗。由此可見，電力系統布局不完善，對于高壓和低壓分配不合理，缺乏對于配電系統周圍的環境調研，就會影響后續的配電系統電能的分配問題。

三、供配電系統應用電氣自動化技術的優勢

（一）提升配供電系統的運行效率

在供配電系統中使用電氣自動化控制技術，可以根據不同地區和不同位置的需求，進行合理的供電配置，避免部分地區出現電力資源缺乏或者供電過剩的情況。另外，電氣自動化控制技術能夠根據電廠的發電量和變電站的規模，進行相應的資源配置，能夠將供配電系統的電力輸送最優化，提升整個配供電系統的運行效率。

（二）提升供配電系統的安全性和穩定性

配供電系統可以將自身的運行參數傳遞給控制系統，按照計算機分析，進行更加智能化、自動化的控制，從而使得整個供配電系統的穩定性和安全性。由于整個供配電系統復雜，傳輸的距離遠、規模大，使得供配電系統一旦出現相應的問題，就會使整個系統的維修工作存在較大的困難和危險，并且面臨整個供配電系統癱瘓的問題。而電氣自動化控制技術的應用能夠及時對整個供配電系統進行監測的，及時發現供配電系統的故障，制定相應解決方案，并排除故障的所在，最低程度地降低供配電系統因故障造成的損失，大大地提升供配電系統的安全性和穩定性，不僅僅維護供配電系統的正常運行，還能夠為電力企業節省一定人工成本費用。

（三）提升配供電系統的調度效率

在供配電系統中，主要存在著單回路放射式、雙回路放射式、單線式、環式、樹干式、雙回路干線式等不同的接線形式。也正是由于供配電系統的結構復雜、規模龐大，并且受到安裝的地形、地貌以及氣候因素的影響，使得供配電系統的工作效率受到影響，技術不能夠得到相應的升級，使得不同地區的供配電系統協同、調度效率比較低。然而，電氣自動化控制技術，能夠顯現供配電系統的智能化、自動化調度，不僅僅能夠降低人力資源費用，還能夠保證維護工人的人身安全；并且能夠實現不同部門之間的信息化交流，真正實現智能化電網管理系統，對提升我國電力資源的利用率，提高供配電系統的調度效率有重要的意義。

（四）優化供配電系統的整體架構

在供配電系統中運用電氣自動化控制技術，能夠提高整個系統的數字化管理水平，進一步加強供配電系統的統一化體系架構。通過自動化控制技術，能夠實現供配電系統各個部分的相互融合，在完成智能化的電力控制系統的基礎上，進一步優化了供配電系統的整體架構，推動智能電網的快速發展。

四、供配電系統電氣自動化控制技術的應用現狀

（一）應用于自動化監控

在供配電系統中，通過監控系統進行遠程監控和電力質量監測工作。首先，通過電氣自動化控制技術，能夠監測電力線路是否出現波動，保證電力線路的穩定性；另外，監控系統能夠根據監測的數據，進行相應的判斷分析，摒除相關的干擾的數據信息，從而及時地發出警報，及時地讓工作人員處理相關的故障，并關閉相關公共區域的供電系統。其次，對于供配電系統中的遠程監測功能而言，采用電氣自動化控制技術，能夠實現電量的自動化監控，完成抄電表的工作，及時提醒企業或用戶的電量使用情況，實現自動化的監控作用，減輕工作人員的工作壓力，并提高工作速率。

（二）應用于故障診斷和檢修

供配電系統中的故障監控和檢修任務，是電氣自動化控制技術重要的作用。在供配電系統中，電力供應和分配系統是由許多設備、模塊組成的，由于結構和規模的復雜性，在運行過程中會發生一些故障，從而影響整個設備的正常運行。如果采用人工監測和維修的方法，需要將電力設備進行關閉，不僅僅需要大量的時間和精力，而且維修的進度緩慢，故障的排查艱辛，對于工作人員的安全存在一定的隱患，還會導致部分區域電力供應中斷，影響人們的正常生產、生活。在供配電系統中使用電氣自動化控制技術，能夠快速、準確地發現整個系統的故障的所在，不僅能夠降低電力人員的工作量，還可以避免出現停電的問題。除此之外，通過電氣自動化控制技術能夠搜集相關故障信息，為供配電系統的維修提高參考。

（三）應用于用戶信息采集

在供配電系統中，主要存在著單回路放射式、雙回路放射式、單線式、環式、樹干式、雙回路干線式等不同的接線形式。也正是由于供配電系統的結構復雜、規模龐大，并且受到安裝的地形、地貌以及氣候因素的影響，使得供配電系統的信息采集工作效率受到影響，技術不能夠得到相應的升級，使得不同地區的供配電系統協同、調度效果比較差。隨著大數據技術的不斷發展，電力數據信息的采集對于供配電系統的發展有重要的作用，能夠提升供配電系統的技術水平。采用電氣自動化控制技術，能夠自動控制采集電力系統運行過程的相關數據，監測整個系統的運行狀態，及時解決電力系統數據采集的問題；另外，電氣自動化控制技術融合大數據技術，能夠提高供配電系統中數據處理的效率，實現數據的采集、傳輸、處理的自動化、智能化，提升供配電系統的運行效率。

（四）應用于電網設計中

將電氣自動化控制技術應用于配電網中，能夠根據不同地區、不同用電量進行電網等級分類，按照相應的等級進行劃區域、劃城市供電，能夠提升配電網對于電力分配的管控，解決配電網工作量大、管控困難的問題。

在供配電系統中運用電氣自動化控制技術，能夠提高整個系統的數字化管理水平，進一步加強供配電系統的統一化體系架構。通過自動化控制技術，能夠實現供配電系統各個部分的相互融合，在完成智能化的電力控制系統的基礎上，進一步優化了供配電系統的整體架構。另外，配電網運用電氣自動化控制技術還能夠提升配電網的自動化水平，提高配電網的運行效率，促進配電網系統的安全、平穩運行，為居民提供穩定的電力資源。另外，隨著電氣自動化技術在電力系統中的廣泛應用，人工智能技術的不斷融入，使得各項故障的實際檢測效率以及信息反饋效率都得到了大幅度提升，這樣大大減少了相關人員的作業量，促進了電力企業實際工作效率的提高。

五、提高電氣自動化控制技術在供配電系統應用效率的措施

（一）加強供配電系統的安全管理

①隔離故障區域。當供配電系統中出現了永久性故障，工作人員需要對有故障的供電線路進行故障識別和隔離。這是由于在供配電系統中，會自動進行故障判定和供電的恢復，當故障排除之后，自動重合閘和饋線斷路器可以重疊。因此，工作人員需要對故障進行相關位置的判斷和識別，進行故障信息的分析，徹底切斷相關電源，使得故障線路的自動隔離。②加強供配電系統的安全檢查。只有對供配電系統進行相關的安全檢查，才能避免出現相關的技術問題，杜絕安全隱患的苗頭，預防安全事故的發生。③優化電力分配系統。如果出現故障 問題，工作人員需要通過徑向饋線的方式為用戶提供電量，但是出現負載較大的問題，就需要采用饋線互聯的 方式為用戶提供點電力資源。④提升電力工作人員的應急能力。如果在工作過程中，供配電系統出現安全意外，就需要工作人員進行應急處理，立即采取必要的應急措施，切斷電網的電源，避免再次發生意外。⑤提升工作人員的保密意識。工作人員要提升自身的保密意識，避免供配電系統信息的泄露。

（二）提升電氣自動化控制功能特性

首先，電氣自動化控制技術要優化自動開合電路功能，根據對于不同時間段和地區的發電量不同，控制供配電系統。例如：需要根據用戶和企業的用電量不同的需求，在非用電高峰時期，可以將電力輸送到需要更多電力的企業或地區；在用電高峰來臨前，通過開啟自動控制裝置，將供配電系統進行相應的疏通，實現電力控制的靈活性。其次，電氣自動化控制技術的保護功能，能夠分析整個故障的范圍，并且配合自身的控制功能，及時切斷部分電路和設備，并通知相關人員有效控制事故的發展；還需要配合維修人員，將搜集的信息和故障判斷情況，傳輸到相關人員手中，為電力人員的維修提供給相應的支持，便于盡快解決故障。最后，對于常見的電氣自動化控制技術的監控功能，也需要進行優化，在常見的監測控制設備上添加報警功能，從而視覺和聽覺等角度入手，為電力人員提供更多的數據監控功能，把握整個供配電系統的運行狀況。

（三）加強電氣自動化控制技術的創新投入

為了進一步提升電氣自動化的控制效果，我們需要加大自動化控制技術的創新投入力度，支持新技術的運用和供配電系統的良性運行，推動供配電系統的進一步優化。首先要將供配電系統的電氣自動化控制功能與大數據技術相互關聯，設立專門的電力質量運行、故障報警、遠程監測以及數據運行參數為一體的監測平臺，使用計算機進行數據的存儲、挖掘、分析及處理。平臺不僅僅能夠反映供配電系統的運行狀況，而且還能夠將設備的運行隱患和狀態、系統的管理盲區以及設備配件的更換情況進行展示，為工作人員提供更加準確、可靠的管控依據。

（四）完善電氣自動化控制體系

由于電氣自動化控制技術涉及的內容非常多，相關技術人員需要積極學習掌握電氣自動化控制的技術的設備、理論，以實際工作為基礎，不斷積累相關經驗，根據供配電系統制定相應的自動化控制體系。另外相關技術人員還需要學習可編輯邏輯控制器，將該項技術運用到自動化控制技術中，能夠使自動化控制體系更加可靠、完善、靈活，進一步提升供配電系統的專業體系，推動電力系統的進一步發展。

六、結束語

在目前技術快速發展的背景下，將電氣自動化控制技術應用于供配電系統中，不僅能夠優化供配電系統體系，實現供配電系統的自動化、智能化發展，而且充分發揮了供配電系統的優勢和作用，提升了系統的運行效率，促進我國電力行業的進一步發展。