供電企業(yè)電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的應(yīng)用
摘要：隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民物質(zhì)文化水平的不斷提高，縣級地區(qū)用電量迅猛增加，用戶對供電質(zhì)量和供電可靠性的要求也越來越高，甚至對發(fā)生電源的短路中斷也不能忍受。而電壓波動和短時停電也會給企業(yè)造成巨大的損失，為了實時控制用電負(fù)荷、無功負(fù)荷及電壓水平，改善供電質(zhì)量，提高供電可靠性，提升服務(wù)質(zhì)量，電力系統(tǒng)自動化的建設(shè)勢在必行。本文首先提出了實施縣級電力系統(tǒng)自動化的技術(shù)原則，然后指出了實現(xiàn)縣級電力系統(tǒng)自動化的途徑，最后詳細探討了幾種電力系統(tǒng)自動化技術(shù)在縣級供電企業(yè)中的應(yīng)用，并對其發(fā)展方向做了展望。
關(guān)鍵詞：縣級,電力系統(tǒng),自動化技術(shù),故障定位,智能化
一、實施縣級電力系統(tǒng)自動化的技術(shù)原則
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實現(xiàn)縣級單位電力系統(tǒng)自動化的首要目標(biāo)是提高配電網(wǎng)的供電可靠性，實現(xiàn)高度可靠的配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)，因此要達到以下要求：
1、具有可靠的電源點（雙電源進線、變電所自動化）。
2、具有可靠的配電網(wǎng)網(wǎng)架（規(guī)劃、布局、線路）。
3、具有可靠的設(shè)備（一次智能化開關(guān)、二次戶外FTU、TTU）。
4、具有可靠的通信系統(tǒng)（通信介質(zhì)、設(shè)備）。
5、具有可靠的主站系統(tǒng)（計算機硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)）。
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由于配電網(wǎng)的地域分布性特點，建立配網(wǎng)自動化希望功能分散、危險分散，采用具有智能的一次設(shè)備（如重合器），故障就地解決。對于縣級規(guī)模的配電網(wǎng)，復(fù)雜性并不高，提高可靠性供電，通常雙電源即能滿足實際要求，推薦重合器方案，并且在10kv干線適當(dāng)配置開關(guān)數(shù)量，使保護配合能夠?qū)崿F(xiàn)。
二、實現(xiàn)縣級電力系統(tǒng)自動化的途徑
（一）配電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)的運用
定位故障地點，隔離、恢復(fù)供電是配電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)的自動化的表現(xiàn)。故障定位系統(tǒng)經(jīng)歷了從單項自動化到綜合自動化的過程。這對配電系統(tǒng)的整體性管理有十分重要的意義。
�。ǘ┩对V熱線處理的自動化
投訴熱線是供方與一個地區(qū)或區(qū)域內(nèi)的大客戶之間建立的一種溝通渠道，便于及時處理配電問題。因此，電網(wǎng)改造中進行低壓線路的改造，進行一戶一表的改革時，需要系統(tǒng)化管理，優(yōu)化配電系統(tǒng)的設(shè)計。投訴熱線處理的自動化表現(xiàn)在這時一個面向用戶和物業(yè)管理的分級分片的只能化雙方互通信息的聯(lián)系機制，有利提高配電系統(tǒng)的服務(wù)水平。
（三）信息管理的自動化
信息管理系統(tǒng)是在設(shè)備管理和自動繪圖的基礎(chǔ)上建立的，其中包含配電、變電、用電、決策、反饋、檢索等信息管理系統(tǒng)，有些系統(tǒng)也包括辦公自動化系統(tǒng)即OA系統(tǒng)。管理信息系統(tǒng)（MIS）就是由這些信息系統(tǒng)組成。早期的管理信息系統(tǒng)處理離線工作的模式，如今的設(shè)備管理（AM或者FM）系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展成為了一個獨立的自動化地理化信息系統(tǒng)，它支持很多的空間數(shù)據(jù)行業(yè)的開發(fā)與運用，對提高我國的科學(xué)技術(shù)水平有十分重要的作用。
三、縣級供電企業(yè)電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的具體應(yīng)用
（一）變壓器設(shè)備自動化技術(shù)的運用
變壓器的自動化技術(shù)是指變壓器設(shè)備的監(jiān)測從離線狀態(tài)轉(zhuǎn)為在線狀態(tài)。保障供電，降低供電設(shè)備的損耗成為目前供電企業(yè)的主要任務(wù)之一。變壓器設(shè)備的在線檢測有利于保證供電并且降低電力和設(shè)備在傳輸過程中的損耗。同時降低設(shè)備損耗和維修設(shè)備，保證設(shè)備正常工作也是變壓器自動化的主要手段。設(shè)備檢修一般包括兩個方面的內(nèi)容，即設(shè)備的檢查與維修。狀態(tài)監(jiān)控是全面地、系統(tǒng)地對整個配電系統(tǒng)的設(shè)備進行監(jiān)控，有利于進行設(shè)備的檢查，同時有利于設(shè)備維修后的試行檢測，保證設(shè)備的維修質(zhì)量。
另外，變電設(shè)備的自動化還可以實現(xiàn)離線檢測。所謂的離線檢測就是指在電氣設(shè)備已經(jīng)停止運作時對電氣設(shè)備進行各種必要的檢測，例如：預(yù)測性檢查等等。在線的檢測是計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)、信息統(tǒng)計技術(shù)的有效結(jié)合，有利于反應(yīng)配電系統(tǒng)的真實狀況，使變壓器的檢修維護從離線模式和定點檢修的固定模式發(fā)展為系統(tǒng)的自動化的在線狀態(tài)。
�。ǘ┗贕PS的動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)的運用
GPS是全球定位系統(tǒng)，這是一個衛(wèi)星系統(tǒng)。它可以保證在地球上任意一點都可以同時觀測到，以便實現(xiàn)導(dǎo)航、定位、授時等功能。GPS定位技術(shù)具有高精度、高效率和低成本的優(yōu)點，使其在各類大地測量控制網(wǎng)的加強改造得到了較為廣泛的應(yīng)用�；贕PS的動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)指的是電力系統(tǒng)采用GPS所實現(xiàn)的光纖通信技術(shù)和同步測量技術(shù)，電力系統(tǒng)的動態(tài)安全監(jiān)測管理主要包括動態(tài)相量測量系統(tǒng)、定時系統(tǒng)、中央信號處理系統(tǒng)和通信系統(tǒng)四個部分的內(nèi)容。
（三）電力系統(tǒng)的智能技術(shù)的運用
電力系統(tǒng)的智能技術(shù)，是智能計算機技術(shù)的簡稱，從含義上，它包含體系結(jié)構(gòu)和人機接口；從種類上，它的種類也較多，例如:模糊控制等。智能技術(shù)是具備學(xué)習(xí)、適應(yīng)及組織功能的行為，能夠?qū)Ξa(chǎn)品問題解決非線性、時變性和不確定性的控制問題。目前，智能技術(shù)尚處于發(fā)展階段，但己經(jīng)受到人們的普遍重視，廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)各個領(lǐng)域中，并取得了一定的實效。
電力系統(tǒng)控制技術(shù)在過去幾十年的發(fā)展可以總結(jié)為3個方面：第一是基于傳遞函數(shù)的但輸入和單輸出階段；第二是線性和非線性控制一級多機系統(tǒng)控制；第三是智能控制。
電力系統(tǒng)目前的系統(tǒng)控制所存在的技術(shù)上的困難在于：第一，電力系統(tǒng)是一個具有諸多不確定因素的動態(tài)系統(tǒng)；第二，電力系統(tǒng)既需要本地控制協(xié)調(diào)的參與，也需要異地控制協(xié)調(diào)的參與。而只能控制系統(tǒng)的出現(xiàn)則可以解決傳統(tǒng)系統(tǒng)所無法解決的那些難題，特別對那些具有不確定性、非線性的復(fù)雜系統(tǒng)具有良好的作用。
�。ㄋ模┛h級電網(wǎng)一體化系統(tǒng)的運用
縣級電網(wǎng)調(diào)配一體化系統(tǒng)是將調(diào)度自動化系統(tǒng)和配網(wǎng)自動化系統(tǒng)通過統(tǒng)一的平臺進行整合，集成于一個開放式的開發(fā)環(huán)境中，在保證系統(tǒng)安全運行的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)系統(tǒng)一體化。其具有以下優(yōu)勢：
1、功能合理、管理和使用方便
避免了2套系統(tǒng)的SCADA功能重復(fù)、維護量大、前置系統(tǒng)通信接線復(fù)雜的情況；系統(tǒng)界面風(fēng)格統(tǒng)一，系統(tǒng)整體可靠性高；便于實施二次安全防護體系；系統(tǒng)具備豐富的功能和良好的擴展性和易用性，并在體系結(jié)構(gòu)和通信接口等多方面符合國際標(biāo)準(zhǔn)。形成實用性強、功能協(xié)調(diào)完善、高效、靈活、結(jié)構(gòu)緊密的統(tǒng)一信息平臺體系；電網(wǎng)調(diào)配運行管理更加科學(xué)、高效，自動化應(yīng)用水平將顯著提高，促進電力企業(yè)科技應(yīng)用和現(xiàn)代化管理發(fā)展。
2、提高電網(wǎng)安全運行水平和供電可靠性
一體化系統(tǒng)的實用化運行能夠使調(diào)度員更及時地發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障隱患并采取相應(yīng)的有效措施，降低事故發(fā)生率，保證電網(wǎng)安全運行。一旦電網(wǎng)發(fā)生事故，值班員可以迅速通過調(diào)、配一體化系統(tǒng)啟動故障處理預(yù)案，避免事故擴大化，縮短停電時間。調(diào)度員可以及時全面地了解電網(wǎng)當(dāng)前運行工況，在電網(wǎng)事故中能及時斷開故障點并隔離故障區(qū)域，從而快速避免事故的擴大化。
3、優(yōu)化調(diào)度管理
調(diào)、配一體化系統(tǒng)為調(diào)度運行人員提供了先進的調(diào)度和控制技術(shù)手段，使其能夠全方位掌控電網(wǎng)的實時運行狀態(tài)、優(yōu)化調(diào)度方案、控制潮流、調(diào)節(jié)電壓無功運行水平、提高電能質(zhì)量、降低線損。
4、便于數(shù)據(jù)交互、共享
徹底消除多島效應(yīng)所帶來的負(fù)面影響，使大量電網(wǎng)運行實時信息和生產(chǎn)管理信息資源達到最大化和最優(yōu)方式的共享。一體化系統(tǒng)采用同一底層數(shù)據(jù)庫，共享一套數(shù)據(jù)，從根本上做到數(shù)據(jù)的一致性，用戶所做的數(shù)據(jù)維護工作均為一次性定義，減少了維護難度和工作量。
四、縣級電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展方向
對于我國縣級電力系統(tǒng)自動化的技術(shù)而言，其發(fā)展方向就是對DMS系統(tǒng)進行全面的建立，通過DMS系統(tǒng)，可以提高電氣的綜合管理水平，以適應(yīng)現(xiàn)代化電力系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的需要；使電氣設(shè)備保護方面的控制得到一定的優(yōu)化，消除大面積的停電故障，提高供電系統(tǒng)的可靠性；電量、電壓以及功率等各種類型的運行參數(shù)，對電力平衡、精確計量、負(fù)荷監(jiān)控等多種功能有著相關(guān)影響；改變了現(xiàn)行的變電值班模式以及運行操作，實現(xiàn)了真正意義上的無人值守的變電站的管理模式，真正達到了精兵簡政的目的。
數(shù)據(jù)共享作為變電站自動化的一個主要特點，將監(jiān)控和保護功能集成在同一裝置里，是實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的主要途徑之一。對于SCADA而言，其所需的多項數(shù)據(jù)與繼電保護所進行處理的數(shù)據(jù)是相同的，所以將分布式類型的變電站SCADA集成到相關(guān)的微機保護中，使監(jiān)控和保護對一個硬件平臺進行共用，那么就可以實現(xiàn)非常明顯的經(jīng)濟性。
結(jié)語
綜上，縣級電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的發(fā)展，突出可靠性和適應(yīng)性，尤其大型電力控制系統(tǒng)的安全和經(jīng)濟運行是至關(guān)重要的。當(dāng)前電力系統(tǒng)的綜合自動化技術(shù)已經(jīng)進入以計算機技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)開發(fā)為主要標(biāo)志內(nèi)容的階段，但對于我國這樣一個電力系統(tǒng)技術(shù)自動化改革開始較晚的國家來說，在追趕先進技術(shù)的同時，還必須要注重對傳統(tǒng)技術(shù)和設(shè)備的改進。
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