自動化技術在電力系統配電網工程中的應用探討

摘 要：電力系統配電網中自動化技術應用的功能突出，體現于在線監測及數據搜集功能、饋線自動化功能等方面。要想充分發揮其功能，還需明確把握電力系統配電網自動化的設計要點和關鍵技術，以推進供電質量的持續改進。本文主要對自動化技術在電力系統配電網工程中的應用進行闡述，希望對配電網的安全穩定運行起到積極參照作用。

關鍵詞：自動化技術；電力系統；配電網工程；應用

隨著城市化建設的進程加速，配電網供電質量的矛盾越發突出，加強電力系統配電網自動化建設成為提高配電網供電質量的有效手段。電力系統的智能化發展直接受配電網自動化的影響，但自動化建設仍處于摸索性前進階段，有較大的完善空間，值得深入研究。

一、電力系統配電網自動化概念及重要性

配電網自動化建設利于推進電力系統的現代化發展。自動化系統配送相對靈活，在配電網系統中得到了廣泛的應用。配電自動化涉及饋線自動化、配電管理、通信技術等多方面，配電自動化施行多試點由配電站與子站、饋線終端等部分構成。饋線自動化在光纖通信與饋線終端的作用下，能夠實現快速通信。施行電力系統配電自動化的優勢特點突出，體現在以下幾方面：

（一）防止發生安全事故

在對配電網進行管理的過程中，為了確保系統使用過程中的穩定性、安全性得到提升，需要利用自動化技術進行管理，確保該系統能夠第一時間內發現系統中存在的異常情況。在維護檢修的過程中，利用該系統也能第一時間解決問題，提高檢修質量，保證電力系統的運行效果得到改善。

（二）降低成本

當前大部分的電力企業在向用戶輸送電力資源的過程中，選擇的方式為電站—電路電源這一種獨特的處理方式。一旦當前電源輸送過程中存在異常的情況，十分容易出現安全問題，選擇電網自動化這一獨特的構建方式，可以根據用戶在使用過程中的實際需求完善電能的供應效果，同時根據需求構建網絡結構，保證在系統出現問題后第一時間內對損壞的元件進行更換處理。利用配電網自動化取代不常用的配電網絡，實施監控線路，可有效降低系統的運行成本，使電力企業自身的經濟利益得到保護。

（三）提高供電質量

電力系統配電網自動化建設可有效規避線損、配電網線路負荷較大等潛在的供電質量問題，在提高配電網電力運營水平的同時，積極拓展電力企業的效益空間，實現資源的優化配置及高效利用。

二、電力系統配電網中自動化技術應用的功能

配電網自動化技術在電力系統中處于關鍵地位。靈活運用自動化技術可完善配電網的結構，提高電網的供電能力及質量。配電網的功能應用如下所示：

（一）在線監控

人工監測的方式無法有效保護電力系統。在電力系統配電網中應用自動化技術，能夠全方位、持續、遠程地監控配電網的運行情況，收集電網供配電中的電流等參數的變化信息，自動化技術可實現數據信息的交流及共享，確保配電網的監控效果，便于工作人員及時掌握配電網的運行狀況，及時發現和處理存在及潛在的安全問題，推進配電網系統運行的穩中求進。電力系統在進行監測過程中，要求負責監測相關管理人員針對監測數據不能主觀、隨意地進行處理，需要監測電力系統的整體運行狀況，并且將其與正常運行狀態的數據進行結合、共同分析，以此來確保在進行數據分析時分析質量得以提升。與此同時，還需要分析和采集電力系統在運行時各項不同的參數，對每一項參數進行分析，從而能夠更好地了解到在當前進行電力系統使用時其存在哪些隱患，這些隱患又如何進行有效解決，需要盡早地采取相應的處理措施對其進行處理。例如，發電機在用電的低峰期出現溫度異常升高這一情況，溫度監測系統會在一時發出警報，而工作人員在面對警報時應高度注意發電機在使用時的數據內容，以此降低隱患出現的頻率［1］。

（二）安全保障

合理應用電力自動化技術，能夠為電力系統提供基本的保護措施，同時確保電力系統自身具有一定的恢復能力。所謂保護措施是指電力系統在出現故障時，該措施可以自動開啟，幫助電力系統自動排除故障后，能夠快速地第一時間內恢復到正常的運轉狀態，確保在整個使用過程中，電力系統的穩定性和安全性能夠得到提升，滿足當前生產發展的實際需求，也能夠降低其出現安全事故、造成意外傷亡的概率。保護措施在進行使用時，其主要是通過以下幾種不同的方式：第一，保障電力系統在日常工作過程中其自身的穩定性以及安全性。電力自動化技術在應用過程中的應用價值十分突出，能夠為電力系統提供較高的自動化的調節能力，同時有效處理電力系統在日常運行時的運行問題，幫助工作人員減少日常的工作負擔，同時也能夠讓工作人員更加深入地了解電力系統在實際運行時可能存在哪些故障，面對這些故障其解決方法又是哪些，可以增強其在日常工作過程中的工作經驗，幫助工作人員完善工作的整體效果。第二，能夠促使系統在出現數據問題時，對數據進行及時保存以及恢復，確保所有數據在使用時使用質量能夠得到提升，更能夠有效規范電力系統在運行時的相應參數，為電力企業自身的預算管理以及成本控制帶來正面影響，防止其成本控制質量不佳，進而導致其工作質量無法得到提升。而電力自動化技術可自動收集與保存各項參數信息，更利于推進電力企業的發展。第三，保護措施還能夠保障所有電力企業人員自身的生命安全。電力自動化技術的出現能夠實現實時的電力系統監測功能，并且確保其電力系統監測質量得以提升，如果發現系統在使用時存在異常，應第一時間進行匯報，這種方式也會在第一時間內發出警報，在最短時間內引發工作人員對整個電力系統的重視程度，讓電力系統在實際使用時的使用效果得以提升，防止由于在使用時并沒有注意數據變化進而導致緊急情況出現的頻率過高，工作人員所面對的安全風險更大。當前在采取保護措施后，一旦遇到了緊急情況，自動化控制系統能夠自動地進行調節，其目的是降低在使用過程中所面對的風險。如果電力設備在使用時出現溫度過高這一情況，作為控制系統也能夠在第一時間內實現電力設備運行功率的降低，防止溫度進一步地升高。如果在檢測過程中遇到了明火，則會在第一時間內自動開啟噴頭，對明火進行有效的控制，防止火災進一步發展。

（三）停電管理

在電力系統中應用自動化技術的作用突出，可全面收集與分析電網運行的數據信息，實現對配電網的自動化管理。如停電自動化管理系統，可揀選與分析搜集到的數據信息，以此判斷出故障發生的原因及故障點，確定停電的范圍，便于維修工作的有序展開，從而在最短的時間內復電。

三、配電網自動化技術在電力系統中的應用體現

（一）變電站自動化技術應用

自動化技術等先進科技的迅猛發展帶動了各行業領域的轉型升級，尤其是在電網建設中的應用，可帶動電力生產水平及效率的提升。在工程建設和應用的過程中，利用計算機技術全面分析變電站和系統運行的情況。并在系統運行中將電力信號光纜轉變為電纜或光纖的形式，進一步提升了系統運行的穩定性。為確保變電站自動化生產技術應用價值的充分發揮，需采取多措并舉的方式不斷強化變電站運行及監控工作的質量，并全面掌握和分析運行中所產生的數據信息，及時發現和解決問題。加大對輸電線路自動化技術的研究力度，整合先進的科技手段，以達到預期的自動化技術應用效果。

（二）智能電網自動化技術應用

自動化技術與智能化手段的整合更利于強化電力系統配電網的安全可靠性。在計算中運用各種智能化的技術，可實現對配電輸電的有效控制。變電站的自動化系統與穩定的控制系統應用也表明了在自動化技術中引進計算機技術的有效性。尤其是在電路的各個環節使用，有助于強化電路的智能化建設程度。在對全局進行控制的過程中應用智能化技術，可彌補自動化中的不足，更便于控制人員的控制［2］。

（三）電網調度自動化技術應用

在計算機技術的支撐下，可實現對電網系統運行狀態的實時監測，收集并分析電網運行過程中的數據信息，以此提高了電力系統運行的安全性。

（四）PLC自動化技術應用

PLC技術實現了繼電接觸控制技術、計算機技術的整合，能夠有效控制內部存儲，也可以在存儲器中應用和控制可編程序。PLC技術在電力系統中的應用價值突出，可提高系統的靈活性，優化系統的控制效果，減少運行時產生的能耗。PLC可有效分析與處理、傳輸、轉換數據，進一步強化電網運行的管理效果。

三、電力系統配電網自動化實現技術的設計要點

（一）配電網自動化存在的問題

在城區配電網網架建設中增加聯絡點，雖然能夠提高供電量，但網架結構的復雜性增加。特別是在城郊結合部等一系列的地區進行配電網建設過程中，由于受到了資金、地形等多種不同因素的影響，進而導致其建設質量相對較差，配電網存在著典型接線率低以及難以有效建立聯絡點等一系列問題。在進行自動化分段點的選取時，普遍存在著忽視分析用戶行為或者是評估線路的轉供能力相對較弱等問題，加之分段不合理，均會導致在配電網自動化使用過程中出現大量的故障，配電網難以進行有效的轉變操作。與此同時，更無法實現實時的、高速的轉移線路負荷機會，導致用戶的平均停電時間無法縮短。配電網在開展自動化建設時，智能化程度相對較低。隨著配電網的自動化技術發展速度越來越快，而早期設備與后續的設備其自身的匹配程度相對較低，進而呈現了新舊設備在使用時難以高速地有效地進行聯動，而主站系統更無法利用自動化設備進行信息的發送，加之設備模塊在運行時，其自身的運行程度相對較低，出現了拒動或是誤動等一些現象，這也導致維修管理人員在進行故障排查時，其故障排查的時效性也無法得到保障。配電網處于多變的自然環境與惡劣的運行環境下，如受鹽霧侵蝕、受冰凍災害、山火、雷擊等安全事故，直接考驗了電網與設備的穩定性及可靠性。設備運行處于不穩定的通信環境。

（二）設計要點

1.突出軟件的可維護性

在電力系統應用配電網自動化技術不能一蹴而就，需全面地考慮各種問題，以達到更好的應用效果。其中，要求軟件具備可維護性，提升設備的性能，確保系統的不斷升級和優化，以此提高問題解決的效率。全面規劃電力系統配電網的發展建設，綜合地考慮各項問題，將可維護性作為研究的重點，才能更好地維護設備，引進更多先進的自動化技術手段，滿足社會的需求，積極促進電力企業的發展。

2.優化硬件支持系統

立足實際情況，不斷優化相應的硬件支持系統，便于有序展開預測市場發展、系統修復建設等后續工作。唯有不斷提高自動化系統的性能，規范落實各種防護措施，才有利于進一步維護系統的穩定性。這就需要引進先進的技術，更新發展的新觀念，打破傳統的發展瓶頸，從而實現與時俱進。

3.分布智能模式

系統應用分布智能模式可實現自主判斷和修復處理等功能，其中分段開關起到了關鍵的作用。這種模式有操作便利和性能良好等優勢特點，即使在網絡不佳的情況下也能夠很好地運轉，確保了經濟效益。

四、電力系統配電網自動化實現的關鍵技術

（一）自動設置中繼技術

NDLC中繼節點通過利用數字信號技術，實現了接收與轉發各類信息等功能，轉發、接收目標信息后，可再做回常規節點繼續待命。在數字信號技術的支持下，可使用較低的頻率進行傳輸，同時有涉及信息量少、不易發生失真問題、網絡通信壓力小、運行效率高等優勢特點。實際上，要想確保各節點都能夠在整體網絡中實現自由通信，前提是任意相鄰的兩個節點是互通的，因此在滿足該前提條件要求后，中繼站進行自主設置調試，就能輕松解決該類通信距離問題。

（二）主動對象數據庫技術

主動對象數據庫技術是電力自動化管理系統當中最常用的一種監測技術，可實時監控電力系統的運行情況，同時，對電力系統的數據分析和軟件開發、程序編寫等方面的影響較大。主動對象數據庫在電力系統中的應用廣泛，在較強針對性、主動控制功能、根據編寫的程序全面監測數據庫內的所有數據等方面的優勢特點，都是傳統的控制技術不能比擬的［3］。

（三）現場總線技術

現場總線技術是指利用現場總線的布置，使其形成一個完整的通信系統，以此實現自動化控制管理電力系統線路及設備。以往的線路連接是主要根據設備的分布情況分別進行布置的，內部線路分布更是雜亂，難以達到理想的管理效果，甚至會破壞線路及設備。在電力系統中應用現場總線技術后，實現了對不同線路連接上不同設備的統一化管理，彌補了常規控制方式的不足，帶動了電力系統設備管理水平的提升。

（四）光互連技術

光互連技術廣泛用于電力系統的繼電保護領域，有統一管理電力系統中的繼電保護裝置等作用。繼電保護裝置在電力系統運行中尤為重要，當電力系統當中出現電壓過高或電流過載等問題時，繼電保護裝置會自動開啟保護措施以暫時斷開電路，避免線路或設備受損，以此防止發生上述問題。

五、電力系統配網自動化控制技術的發展趨勢

（一）革新遠動終端

RTU系統采用的是工業控制計算機作為硬件的平臺，在擴展測控接口電路可以完成“遙控”功能。RTU有較高的擴展性、設計的周期短等優勢特點，但也有體積大和成本高、使用便利性不足等問題，這也是改進自動化技術遠動終端的重要著手點。

（二）分布式技術的發展

分布式發電系統具有靈活的變負荷調峰性能，可滿足用戶的特殊要求。分布式技術能夠節約輸送和變電的成本，積極響應了節能等政策號召，貼合能源緊張的現狀。尤其是DG技術的應用，更利于帶動分布式自動化技術的應用及發展。

（三）自動化控制技術優化

在現代科技發展的帶動下，電力系統的輸送、變電、配電等工作實現了網絡管理，電力網絡需要分析計算較大的信息量，就需要EMS高級分析應用軟件進一步優化。

結語

電力系統中配電網自動化技術的應用功能強大，可實現停電管理與安全保障等，但創新發展仍是一項系統性的工程。需要立足于配電網自動化現狀，本著引進來和走出去的原則，借鑒優秀的經驗，并通過引入先進的技術手段、優化設計要點、打破技術瓶頸等措施，整體性地完善配電網自動化系統，發揮各種技術優勢，推進電力工程的穩定發展。

參考文獻：

［1］陳婷.電力工程中配電網自動化技術的應用研究［J］.通信電源技術，2022，39（22）：3.

［2］阮宜將.電力工程技術在智能電網建設中的應用探討［J］.福建質量管理，2021（10）：3940.

［3］王子涵.電力系統中配電網自動化技術的應用探討［J］.中文科技期刊數據庫（文摘版）工程技術，2022（9）：3.

作者簡介：薛建標（1988— ），男，漢族，山東菏澤人，本科，中級工程師（電力工程）。