淺析電力系統(tǒng)智能配網(wǎng)模式

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摘要：基于電力系統(tǒng)配電網(wǎng)的科學(xué)、合理規(guī)劃，分析電力系統(tǒng)的自動(dòng)化配網(wǎng)中開(kāi)關(guān)設(shè)備的有效選擇，控制中心與開(kāi)關(guān)設(shè)備的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，智能模式的技術(shù)策略。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；自動(dòng)化配網(wǎng)；智能模式

引言

智能技術(shù)是電力系統(tǒng)自動(dòng)化中的關(guān)鍵性組成內(nèi)容，其優(yōu)化了自動(dòng)化控制方式，促使其能夠高效、穩(wěn)定的運(yùn)行[1-3]。智能技術(shù)一方面能夠確保電力系統(tǒng)可以獲取到精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息，也能夠科學(xué)有效地分析用戶具體的用電情況，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1電力系統(tǒng)配電網(wǎng)的科學(xué)合理規(guī)劃

電力系統(tǒng)配網(wǎng)的自動(dòng)化，簡(jiǎn)單而言指的是通過(guò)相應(yīng)的配電線路于分段開(kāi)關(guān)分割作用下，從而構(gòu)成多個(gè)供電區(qū)域。立足于這一功能需求的基礎(chǔ)上，其自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)需要借助于科學(xué)的策略。這一過(guò)程中需要滿足如下條件：（1）供電線路要以恰當(dāng)合理的連接形式構(gòu)成供電環(huán)網(wǎng)，并且需要保證具備雙電源或更高的裝置，若是密集供電區(qū)域，需要配備上更多電源的供電系統(tǒng)。（2）在整個(gè)搭建階段各干線線路需要經(jīng)由恰當(dāng)?shù)姆侄?，以便于防止長(zhǎng)距離線路在某一部位發(fā)生不必要的故障，從而出現(xiàn)持續(xù)失電情況。針對(duì)這一現(xiàn)象，需要通過(guò)加設(shè)分段開(kāi)關(guān)來(lái)完成倒閘控制，有效地把非故障供電區(qū)域相應(yīng)的負(fù)荷轉(zhuǎn)移。此外，在相應(yīng)的分段控制也應(yīng)當(dāng)著重注意中操作原則，按照實(shí)際的故障已經(jīng)相應(yīng)的原則等加以合理的分段。就大多數(shù)情況而言，為切實(shí)性的強(qiáng)化投資效益，在實(shí)際的操作過(guò)程中，我們會(huì)將總長(zhǎng)度在1m以內(nèi)的配電線路分為三段，如在3m以上也需要注重分段在五段以內(nèi)；為切實(shí)性的降低設(shè)備投資成本，可使用負(fù)荷式分段開(kāi)關(guān)，如此便不需要進(jìn)行斷路器的布設(shè)。若電網(wǎng)出現(xiàn)某種故障的情況下，分段開(kāi)關(guān)能夠及時(shí)準(zhǔn)確地將故障區(qū)域隔離，而不是直接切斷電流切斷。（3）若電網(wǎng)之中配備有斷路器，故障區(qū)域劃分的相應(yīng)分段開(kāi)關(guān)通過(guò)跳開(kāi)操作來(lái)促使故障隔離，這一過(guò)程中，故障電流完成了切除操作。我國(guó)的生產(chǎn)商早就研發(fā)成功了戶外10kV真空斷路器，可以被有效地應(yīng)用在分合負(fù)荷電流、短路電流，還有過(guò)載電流之中，其借助的是有計(jì)算機(jī)控制功能的遙控技術(shù)，還有終端數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備從而實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)化功能，能夠完成自動(dòng)化信息數(shù)據(jù)傳輸以及相應(yīng)的通訊功。

2自動(dòng)化配網(wǎng)中開(kāi)關(guān)設(shè)備的有效選擇

眾所周知，對(duì)于自動(dòng)化配網(wǎng)而言，開(kāi)關(guān)設(shè)備是尤為重要的，由于其的安全調(diào)控職能，因而在就其進(jìn)行選擇時(shí)需要特別注重。為切實(shí)性的強(qiáng)化控制中心與各個(gè)分段開(kāi)關(guān)的數(shù)據(jù)安全、順暢通信，在就相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行選型時(shí)，需要（1）保障開(kāi)關(guān)。還有斷路器二者能夠滿足長(zhǎng)距離遙控操作、基本信息數(shù)據(jù)通信，還有電源操作等各項(xiàng)功能；（2）為有效的獲取負(fù)荷電流、短路還有過(guò)載電流量等數(shù)據(jù)信息，從而落實(shí)遠(yuǎn)程遙信、遙脈以及遙測(cè)等多項(xiàng)不同的功能。一般情況下，我們以內(nèi)部配備CT與PT電氣設(shè)備的型號(hào)為主要的開(kāi)關(guān)選擇依據(jù)，目的在于促使其能夠更好地對(duì)負(fù)荷電流、一系列故障電流加以合理、準(zhǔn)確的判斷。許多戶外真空開(kāi)關(guān)設(shè)備斷路器能夠?qū)崿F(xiàn)上面的幾項(xiàng)功能需求，具有一定的推廣意義。

3控制中心與開(kāi)關(guān)設(shè)備的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)置

自動(dòng)化配網(wǎng)針對(duì)其中的電力通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率與安全準(zhǔn)確性具有較高的功能需求，而且此方面內(nèi)容也是自動(dòng)化配網(wǎng)建設(shè)中的重要部分與難點(diǎn)所在。現(xiàn)在，我國(guó)部分區(qū)域的電力系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)了就自動(dòng)化配網(wǎng)的構(gòu)建。實(shí)際上，使用無(wú)線通信、光纖及載波通信的較多，由于無(wú)線還有載波通信的影響因素比較多，再加之配網(wǎng)設(shè)置并不是十分穩(wěn)定，在要求較高的區(qū)域并不適用。但考慮到其具備投資成本低、建設(shè)環(huán)節(jié)簡(jiǎn)便等多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，常見(jiàn)于城鎮(zhèn)自動(dòng)化配網(wǎng)環(huán)境。綜合多方面因素考慮，若是大中型城市的自動(dòng)化配網(wǎng)構(gòu)建，需要結(jié)合實(shí)際情況應(yīng)用光纖配網(wǎng)通信方式。盡管這一方式的投資高，但由于其具備良好的兼容性特征，并且能夠滿足以太網(wǎng)及多種類接口的網(wǎng)絡(luò)通信模式需求。此外，能夠?qū)崿F(xiàn)快速傳輸、高效等功能。所以其也是自動(dòng)化配網(wǎng)通信構(gòu)建方式的最優(yōu)選擇，若需要體統(tǒng)系統(tǒng)電源加以相應(yīng)的設(shè)計(jì)，以220V交流電源為最佳選擇，具體工程過(guò)程中，我們應(yīng)當(dāng)盡量多配備幾套電源系統(tǒng)，需要綜合分析系統(tǒng)電壓降、通信電源線路分布等多項(xiàng)內(nèi)容來(lái)進(jìn)行科學(xué)選定。

4自動(dòng)化配網(wǎng)智能模式的技術(shù)策略

立足于不同的電網(wǎng)自動(dòng)化故障處理形式，可以把自動(dòng)化配網(wǎng)以智能分布模式與集中模式進(jìn)行概括，進(jìn)行深入分析。

4.1無(wú)通信就地控制分布模式技術(shù)

針對(duì)這一模式的功能，我們可以簡(jiǎn)單理解為。在出現(xiàn)相應(yīng)的電網(wǎng)故障后，現(xiàn)場(chǎng)FTU自身具備就相應(yīng)故障的自動(dòng)判斷與隔離，和重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)等幾項(xiàng)功能，因而，便不需要借助通信及主站系統(tǒng)來(lái)完成。按照分段器選擇的實(shí)際特性，可以把分布模式劃分為三種不同的形式：（1）基于電壓開(kāi)關(guān)的分布模式，這一模式通過(guò)電壓型設(shè)備分段器來(lái)完成操作，按照變電站來(lái)實(shí)現(xiàn)出線重合閘操作，通過(guò)分析再次發(fā)生故障的間隔時(shí)間來(lái)就相應(yīng)的故障區(qū)域進(jìn)行判定，通過(guò)控制器實(shí)現(xiàn)電壓的檢測(cè)，此外，借助于延時(shí)重合來(lái)實(shí)現(xiàn)就故障的隔離與故障的處理。這一開(kāi)關(guān)設(shè)備要依靠若干次的分閘與合閘操作來(lái)完成就電網(wǎng)的沖擊。（2）基于電流型開(kāi)關(guān)，這一模式依賴于電流型設(shè)備分段器來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的故障檢測(cè)，然后通過(guò)分析出線重合閘就故障電流的開(kāi)斷操作次數(shù)來(lái)進(jìn)行故障區(qū)域的科學(xué)化處理。對(duì)比于第一種類型，這一模式具備操作簡(jiǎn)便、設(shè)備動(dòng)作少等多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，但其實(shí)也需要進(jìn)行若干次的重合操作。除此之外，該模式不具備就電壓加以檢測(cè)的功能，所以在環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)中極為少見(jiàn)。（3）基于電壓、電流型開(kāi)關(guān)的控制方式。綜合了上述兩種方式的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)配置了電流及電壓互感裝置。此外，其中所應(yīng)用到的控制器能夠完成就故障電壓還有電流的雙重故障判斷。此模式下，一般應(yīng)用在單環(huán)接線方式的處理情況下，而且其的操作方案體現(xiàn)出來(lái)唯一性的特征。

4.2智能配網(wǎng)的分布模式技術(shù)

分布模式具備在線路層進(jìn)行故障處理的功能，立足于智能型FTU的通信傳輸?shù)幕A(chǔ)上實(shí)現(xiàn)故障信息的交換，然后就相應(yīng)的線路層故障完成自動(dòng)化處理[4,5]。該模式下，我們應(yīng)當(dāng)在特定的電網(wǎng)線路中配置FTU，還有其他關(guān)聯(lián)的裝置配置上對(duì)等性質(zhì)的通信網(wǎng)。若線路出現(xiàn)永久性故障，變電站的出線短路裝置就會(huì)由于異常的重合現(xiàn)象而自動(dòng)跳開(kāi)。這一情況下，F(xiàn)TU就可以快速的和其他有電路聯(lián)系的FTU實(shí)現(xiàn)交換控制操作，從而促使故障信息電流進(jìn)行科學(xué)有效的交換，也能夠較為準(zhǔn)確的就故障加以定位。此外，自動(dòng)化電網(wǎng)也能夠在特定的實(shí)踐內(nèi)完成就故障隔離區(qū)域還有其他區(qū)域的供電恢復(fù)，切實(shí)性的減小上級(jí)主站供電負(fù)擔(dān)。在具體的選擇過(guò)程中，我們需要綜合考慮成本投入與區(qū)域特征等多方面因素來(lái)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)膽?yīng)用。

4.3智能配網(wǎng)的集中模式技術(shù)

集中模式具有“遠(yuǎn)方控制”的特點(diǎn)，在電力系統(tǒng)配電網(wǎng)發(fā)生相應(yīng)的故障時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)FTU能夠把此次故障的數(shù)據(jù)信息，還有開(kāi)關(guān)狀態(tài)等內(nèi)容借助于通信系統(tǒng)傳送到主配電站系統(tǒng)之中，然后按照實(shí)時(shí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，借助于有效的邏輯算法確定好故障區(qū)域，并且需要依據(jù)實(shí)際情況制定出滿足其需求的故障恢復(fù)程序及策略，在此基礎(chǔ)上，通過(guò)自動(dòng)化技術(shù)，或者人工干預(yù)手段就其中的開(kāi)關(guān)設(shè)備發(fā)出操作指令。實(shí)踐來(lái)看，這一模式可以結(jié)合多方面影響因素，而選擇出最優(yōu)的恢復(fù)方案。這一模式技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在配電網(wǎng)絡(luò)中。但在進(jìn)行具體的方案選擇時(shí)，我們應(yīng)當(dāng)綜合多方面因素進(jìn)行考慮，遵循合理恰當(dāng)化、可行性等原則，選出最優(yōu)的控制方案。

5結(jié)語(yǔ)

在電力系統(tǒng)相應(yīng)的自動(dòng)化配網(wǎng)控制中，我們應(yīng)當(dāng)充分分析當(dāng)下的環(huán)境條件，就系統(tǒng)設(shè)置的先進(jìn)性以及實(shí)用性等進(jìn)行綜合化的分析，依據(jù)具體的故障情況進(jìn)行故障處理方案的選擇，有效的強(qiáng)化多電源配網(wǎng)系統(tǒng)的故障處理能力。

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作者：王欣怡 韋嘉暉 單位：三峽大學(xué)電氣與新能源學(xué)院