电力系统自动化配网智能模式技术分析

    刘彬

    摘要：电力生产、运行以及管理系统的自动化程度不断加大，配网的数字智能化水平也随之日益提高，新技术在配网中的巧妙灵活运用助推了配网建设和管理的智能化。文章从配网智能系统建设和智能模式的应用两方面对配网的智能模式进行了技术分析和探讨，希望能给技术研发提供方向性思考。

    关键词：电力自动化；配网；智能模式；技术分析

    电力系统中配电网的高效、有序运行是供电可靠性和安全性的基础保障，把停电时间缩短到最小才能实现电力企业经济利益的最大，这就要求电力系统的配网组建中不仅要注重电能的稳定、安全，也要考虑绿色环保和运营手段的灵活变化，为数字化智能模式的技术研发和推广使用提供了契机，从用户的利益诉求研究配网管控的智能技术，是社会科技进步以及市场竞争的大势所趋，也是电力行业谋求经济利益最大化和实现长久快速发展的必经途径。

    1 配网智能系统建设

    1.1 数据维护和终端管理。

    自动化配电系统的基础技术支撑是GIS，把配网系统数据接口和GIS运行环境加以优化，使GIS中的图形参数能够实现增量模型和全模型的自动导入与输出，确保初始数据的质量，进而可减少对图形数据的重复维护。选配设备终端时其供电模式宜选用混合模式（电池+系统供电），以减免突然断电或者电源更换对系统带来的干扰。

    1.2 智能调度。

    首先是对风险隐患的监测预警及智能报警。借助于数据实时搜集平台以及配网模型结构，按照预先制定的运行计划和检验校核程序设置对配网潮流负荷等典型数据实行智能化自动校核，精准判别系统有无超负荷工作等不良现象存在，对停电计划各时段有无冲突作出全面诊断，分析研判配网薄弱点的预设是否存在漏洞及风险等，为系统的日常运行管理提供自动化辅助。智能校验给系统运行方案的合理制定提供了基础的参考数据；对设备停电的关联校验降低了不必要重复停电对供电系统稳定性的不良影响。

    其次是程序化控制和自愈复电技术。停电、闭环转电以及复电是配网系统典型的操作程序，一方面，按照网络拓扑结构以及安全性自检的制度，应加强配网智能模式下运行状态校核以及逻辑判断的防误机制，把多种操作项目整合成统一集中的操作任务，并将人工操作转化为智能控制，提高工作效率的同时降低人工误操作引发事故的概率；另一方面，加强配网系统发生故障后的自愈复电能力，对终端故障判别、指示以及主站逻辑判别等进行自动化设置，实现对故障的定位与隔离，从系统负荷以及自动化的程度高低以及应急预案等实际出发，由系统自主选取合适的处理手段，待故障排除之后自行执行复电程序。

    最后是配网监测系统要具有可定制功能。与传统电网监测方式不同，自动化配网智能模式下监测功能要以用户的实际诉求为导向，实现监测功能的可个性化定制。这就要求配网接口及图形参数在配网系统内要统一标准，自主网到配网实现供电和保电拓扑网络的无限搜索以及电源网点之间的搜索，对于搜索结果要自动加工成网络关联图加以显示，并进行拓扑着色，提高配网监测的可视化和智能化程度。

    1.3 配网数据的深度挖掘。

    一方面要搭建实时更新的数据库和运行平台，对系统来源不同的图形、模型等数据进行实时搜集、更新和加工整合，创设信息服务集约化、开发环境集成化的开放体系。数据库及平台要兼有数据搜集和加工整合的综合功能，进而为更高级别的应用软件提供充足的源数据，以利于网络模型的创建以及图形数据的维护；另外运用多元化的表现手法以及灵活多变的调度机制对动态数据实施更加丰富的展现和处理完善。

    另一方面，系统要对负荷的实时特性具有综合分析能力。对不同类型供电负荷的特点及规律进行细致的分析和总结，为电力管理及营销决策提供极具参考价值的数据支持，实现划分供电高峰及低谷的科学性及实用性，把系统接入方式和市场营销手段不断优化提升，进而提高企业形象和管理水平。

    2 智能模式应用

    2.1 集中智能模式

    该模式下自动化配网工作重点在于把系统检测出的设备或者线路故障的具体信息经过断路器等特定设备传送到主站的控制系统，经过专业算法及严谨分析确定故障发生的准确位置，借助配网中拓扑网络的控制功能以及对应的控制装置实现对故障的隔断。该种智能模式把负荷过载、网路损失等各项不良影响因素进行了全方位的综合考虑，以主站高度科学化的分析计算为基础，制定出过载缓解以及网损恢复等行之有效的解决方案和措施，也就是利用控制开关等具体的设备装置对负荷实现转供，该方法具有极强的普适性，不仅能用于构造形式不同的配网，还能用于线路多重故障的排除及修复。该种智能模式具有较高的先进性，特别适宜在架空线路以及环网结构中使用。

    优点分析：（1）当配网系统中发生故障时的工作形式和正常状态下的工作形式均能以自动化的调度手段实现灵活且具有针对性的优化，同时也能按照管理人员的操作指令在系统内部预设的程序下稳定运行；（2）准确搜集配网中所有用户的用电状态（用电端口数量、电压以及电流等）的信息以实时数据的形式发送到主站控制系统，使主站实施远程控制的措施更加精准无误，保障上下通信渠道通畅及命令传输的及时性；（3）具有与无功电压补偿装置、配电检测计量终端等配网组件之间良好的兼容性，为配网发挥自动化的无功控制作用提供方便；（4）集中智能本身具有对故障进行自动判别和切除的自动化功能，为把故障影响和损失减到最小，适宜与继电器等保护设备联合并用。

    2.2 分布智能模式

    该种智能模式多用在配网发生故障之后的处理环节。配网产生故障后需要在第一时间进行抢修，否则将会导致设备损毁、经济损失甚至是人员伤亡。然而由于自动化的配网本身拥有故障判别、定位以及隔离等功能，能够对配网网络实施重新架构，使得技术操作步骤简化许多。该种智能控制模式最主要的装置是以FTU将多个断路器相连接形成的分段器（或者分段开关），分段器的重合功能发挥着重要作用。按照工作原理不同可细分为电流计量型开关和电压控制型开关。前一种开关以故障电流引发分段器的开闭次数来判定故障发生的区域，后一种开关以主站分段器首次产生故障电流到第二次产生故障电流之间的时间间隔来判定故障发生的大致区域。

    缺点分析：（1）对配网系统、用户终端冲击很大，对故障的处理速度和恢复供电的效率偏低；（2）要不断更换主站的速断定值以及重合闸的设置，参数更改频繁，尤其在多支路或者多电源等复杂配网中，参数整合的难度很大；（3）在一条线路中上重合器与下重合器之间动作的选择性较差。

    3 结语

    电力系统的自动化程度伴随科技研发和推广得到了快速提高，其中配网工程的智能操控模式在多种新型信息技术的推动下也获得了前所未有的提高和强化，在技术的实践和应用中不断寻求技术突破和创新，加快技术更新的步伐，才是电力企业增强在电力市场中竞争力以及塑造行业口碑、打造成功企业形象的关键措施。