电力系统自动化技术在配电网运行管理中的实践研究

解金钢

（国网安康供电公司，陕西 安康 725000）

0 引 言

国家电网中的一个核心概念就是配电网，配电网的职责主要是保证电能的有效传输，一旦配电网出现问题，将会造成整个电能传输出现较大问题，间接导致用电故障甚至出现电网崩溃等诸多问题。但是，配电网的管理仍然存在许多问题，比如，配电网是一个庞大的系统，具体到每一段的配电线路尤其是偏远山区，配电线路的长度长、安装困难，管理起来更加困难，不能实时有效地监控配电线路的电能传输情况，给用电安全和方便快捷的用电体验带来了一系列的挑战[1]。因此，为了极大提高配电网运行的效率，将电力自动化技术引入配电网的运行管理中，通过电力自动化解放人力物力，实现资源的节约和有效利用。

1 配电网运行管理存在的问题及配电网自动化建设意义

1.1 配电网运行管理中存在的问题

配电网的运行与配电线路的运营紧密结合在一起。由于配电线路较长，如果某一段配电线路出现线路老化或者由于不可抗因素造成线路损坏而没有及时发现，将会给用电安全带来极大隐患。因此，需要引入一个系统监管冗长的配电线路，提高总体的安全性能。另外，存在配电网运行程序运行延迟现象。一个好的输电系统要精准进行输电，如果由于传输效率等导致居民或者企业没有及时有效收到电，那么造成的损失将不可估量。现阶段，配电网运行是多个独立系统协同工作，有时很难保持长时间多个系统联合稳定工作，因此易导致运行效率低下。这些问题是配电网运行管理中的一些突出问题。

1.2 电力自动化系统技术实现配电网自动化的意义

1.2.1 提高供电质量

引入电力自动化系统技术后可以实现多个系统的联合控制，使整个配电网系统的运行更加智能化。这个过程中配电网的运行是一个动态过程，是一个将电能、频率以及数值之间相互转换的过程。通过自动化系统可以实现三者的自由转换，极大地提高了运行效率，从而可以减少电路传输过程中的损失，提高供电质量。

1.2.2 有利于提高供电的经济性

一个好的自动化系统主要通过可靠性和经济性进行评价。通过引入电力自动化系统，可以极大提高供电过程中的智能化，在供电过程中可以及时筛选出正常运行的配电线路和已经出现故障的配电线路，从而避免电能的浪费。另外，引入电力自动化系统后，可以增加补偿电容器，防止电线老化造成安全隐患。它可以在发生安全隐患时自动进行补偿，防止出现因为电源老化造成线路崩溃甚至引发火灾等情形，从而提高配电网供电过程的经济性。

2 电力自动化系统在配电网运行管理中的应用原则

2.1 安全性原则

由于电力自动化本身是高危险的，并且配电网在运行过程中易存在隐患，因此将电力自动化系统引入配电网运行管理过程要注意是安全。安全无小事，引入过程中需要做大量的安全试验，从而不断改进技术，进行科学有效的设计，提升配电网的安全性能，更好地实现配电网运行管理的安全性。

2.2 可靠性原则

供电可靠性是配电网运行管理必须重视的问题。如果一个线路在运行过程中不可靠，会造成大量的故障隐患，导致配电线路在传输过程中出现故障。由于配电线路较长，很多时候如果某一段配电线路出现故障将很难排查到，不仅花费大量的人力物力，也不利于系统长期有效的运用。

2.3 实事求是原则

电力自动化系统的种类繁多，而且由于现阶段科技的不断发展，自动化水平越来越高。但是，并不是自动化水平越高的电力自动化对配电网的运行管理就越好。需要根据每个地区的实际情况进行选择，遵循实事求是的原则。通过贯彻实事求是的原则，让电力自动化系统更好地服务于配电网的运行管理。

3 电力自动化系统技术在配电网运行管理中的应用

3.1 配电网数据采集和监控功能实现

本系统主要通过站控层的数据采集器，由专门的数据采集员利用采集器上的传感器，通过控制柱上开关，并且结合终端系统上配变检测终端单元的配合传回数据。传回的数据主要通过配变检测单元传递，可以将回路完整的遥测量及其计算量装置的工作状态传递给站控层[2]，如图1所示。

图1 配电网自动化数据采集传递

从图1可以看出，电力自动化系统在配电网中的运行主要包括现地层、通信层以及站控层，其中站控层起着中央控制传输的过程，不仅可以实现数据的采集，还可以实现监控功能。监控功能主要是应对突发情况如突然的停电情况。停电主要是由于设备的故障导致的停电，还有应对突发情况导致人工计划检修停电。

设备故障停电采用电力自动化系统可以更好地检测筛选故障线路，通过疑似故障点，将所有故障点系统进行自动统计，并且传递给站控层，然后对其进行监控，且站控层发出指令自动隔离这些故障点，直到排除故障点并且修好，才重新恢复电能的传输。这样极大增强了电能传输效率，可以发挥自动化系统的精准确定的优点，实现实时监控，减少筛选的时间和资源的浪费。

3.2 配电网自动化系统数据库的实现

配电网的工作过程中是一个庞大的数据收集与整理过程，如果没有一个有效的系统数据库支持，将会造成大量数据丢失或者数据混乱。本文研究的配电网自动化系统数据库采用当前比较先进的分布式实时数据库C/S结构商业数据库[3]，具体结构如图2所示。

系统采用EB技术实现实时数据、设备台帐数据、GIS图形数据的共享，将配网数据在供电企业内部网络甚至在Internet上发布，真正做到了配电自动化系统与MIS系统的无缝连接，完成了SCADM、DMS、GIS等传统封闭独立系统向真正的开放性系统的转变，实现了数据的实时调取和收集，并且这个过程中数据之间不会相互干扰，避免了数据之间产生交集造成数据混乱的情况。

图2 配电网自动化系统数据库结构图

3.3 配电系统自动化性能测试结果分析

在对系统进行设计后，需要测试整个系统的性能，从而保证电力自动化系统可以应用在配电网运行管理中，实现可靠性的分析。本次测试选择在众多节点中随机选取两对节点，分别做1和2编号，通过迭代的方式进行系统计算，迭代次数为2，具体结果如表1所示。

对电压进行测试的10组数据，如表2所示。自动化系统应用于配电网十分有效，达到了精度要求。

表2 随机取10个节点测电压数据

4 结 论

综上所述，本文主要通过对电力控制系统应用于配电网运行中实现自动化管理为目标，通过实践研究进行设计，实现功能的准确性和数据的收集监控，从而排除隐藏的故障点，实现整个系统的更好运行。