电力系统中配网自动化的应用研究.pdf

TECHNOLOGY AND INFORMATION信息化技术应用92 科学与信息化2023年9月上电力系统中配网自动化的应用研究张魁元身份证号码：4201041990*3018 湖北 武汉 430000摘 要 本文从电力系统中配网自动化的应用角度出发，探讨了配网自动化在电力系统中的重要性和必要性；另外，还介绍了配网自动化技术的发展历程、现有技术的局限性及未来的发展趋势，总结了不同配网自动化技术在电力系统中的应用情况，并提出了一些解决方案，以期推进电力系统中配网自动化建设。关键词 配网自动化；电力系统；应用研究Research on Application of Distribution Network Automation in Electric Power SystemZhang Kui-yuanID Card No.:4201041990*3018,Wuhan 430000,Hubei Province,ChinaAbstract From the perspective of the application of distribution network automation in electric power system,this paper discusses the importance and necessity of distribution network automation in electric power system.In addition,this paper introduces the development history of distribution network automation technology,limitations of existing technologies and future development trends,summarizes the application of different distribution network automation technology in electric power system,and proposes some solutions to promote the construction of distribution network automation in electric power system.Key words distribution network automation;electric power system;application research引言随着社会的发展，电力系统的发展也日益成熟。然而，在电力系统中，配网自动化的应用却相对滞后。与此同时，配网自动化技术在电力系统中的应用也受到一定的限制。因此，如何推进电力系统中配网自动化的研究和应用，成为当前亟待解决的问题。本文从配网自动化在电力系统中的应用角度出发，深入分析和探讨不同配网自动化技术在电力系统中的应用情况，以期为相关领域的研究工作者提供一定的参考和帮助。1 配网自动化技术的发展历程配网自动化技术的发展历程可以追溯到20世纪六七十年代，当时电力系统面临着管理和控制方面的巨大挑战。计算机技术的快速发展为配网自动化技术的应用提供了可能性。早期的配网自动化技术主要是基于传统的测控继电器和集中控制台实现的，功能较为单一。这些技术主要用于简单的保护、控制和监视任务。随着电力系统的规模和复杂度不断增加，配网自动化技术得到了进一步的发展。20世纪八九十年代，配网自动化技术逐渐向分布式控制和智能化方向发展，开始采用分布式控制和通信技术。此时的配网自动化技术已经具备了更加智能化、快速响应和可靠性更高的特点。进入21世纪后，随着信息技术的全面应用，配网自动化技术已经进入了一个全新的阶段。目前，配网自动化技术已经实现了远程控制、故障检测、设备状态监测、负荷调度和数据采集等多种功能，实现了对电力系统的全面监控和管理。同时，配网自动化技术也逐渐引入了人工智能、大数据和云计算等技术，实现了更加智能化的运营管理和优化。总之，配网自动化技术经历了从传统的测控继电器到分布式控制和智能化的发展过程。通过不断的技术创新和发展，配网自动化技术已经成为电力系统中不可或缺的一部分，为电力系统安全稳定运行提供了强有力的支撑。2 配网自动化技术在电力系统中的应用情况2.1 智能变电站智能变电站是一种应用数字化和智能化技术的先进电力系统，它通过集成传感器、自动化控制系统等装置实现对电力系统的监测、管理和控制，从而提高了变电站运行效率和安全性。智能变电站的出现是电力系统装备升级的必然结果，也是电力系统建设的一个重要方向。智能变电站采用了各种先进的技术手段，可以对电网进行全方位的监测和管理。例如，智能科学与信息化23年9月上内文0907.indd 922023/9/8 17:34:00 TECHNOLOGY AND INFORMATION信息化技术应用科学与信息化2023年9月上 93变电站中设置了大量的传感器，可以实时获取电网各个环节的数据信息；自动化控制系统则负责对这些数据进行分析处理，并根据需要自动调整电网的运行状态。此外，智能变电站还采用了自愈式支路技术，可以自动隔离故障支路，减少故障对电网正常运行的影响。智能变电站不仅可以提高电力系统的安全性和稳定性，同时也可以提高配电设备的运行效率。通过智能变电站，配电设备管理人员可以实时监测其状态，及时发现问题并进行维护，从而减少了设备损坏的可能性，延长了设备寿命。此外，智能变电站还可以对配电设备进行智能化调度，让电力系统更加能够适应各种工作情况。2.2 线路远距离自动控制线路远距离自动控制技术是一种基于遥控、遥信、遥测等技术手段的电力系统自动化技术，它利用网络通信技术和智能化装置实现对配电线路的远程控制、监测和管理。通过线路远距离自动控制技术，可以实现对电力系统的实时监测，及时发现和排除故障，从而有效提高了电力系统的可靠性和稳定性1。该技术主要包括遥控、遥信、遥测3个部分。其中，遥控是指通过远程信号控制器来操作线路设备，实现对线路的开关、接地等操作；遥信是指通过传感器获取线路电流、电压、温度等数据信息，并将其送回遥控室进行处理；遥测是指通过测量线路电气参数并将其送回遥控室进行处理，实现对线路状态的实时监测。线路远距离自动控制技术的出现，使得电力系统管理变得更加智能化、自动化，减少了人工干预的程度，提高了电力系统的运行效率和一致性。通过线路远距离自动控制技术，可以实现线路的实时监控和故障检测，并及时采取措施进行修复，从而避免了较大的电力系统运行失误。同时，也可以减少人工巡检线路的工作量，提高工作效率。2.3 低压配电自动化低压配电自动化是指在低压配电网中应用自动化技术，实现对低压配电设备的自动监测和控制。低压配电自动化技术主要是通过传感器、智能电表、开关控制装置等设备，对低压配电设备进行实时监控和控制，并通过网络通信技术、数据处理技术等手段，实现低压配电系统的自动化管理。低压配电自动化技术具有多种优点。首先，它可以有效地减少人工干预的程度，提高了设备的运行效率和运行一致性。其次，它可以实现设备状态的实时监测和快速定位，及时发现和解决设备故障，从而减少了设备故障修复时间和维修成本。此外，低压配电自动化技术还可以实现对负载和用电行为的实时监测和分析，为电能管理提供支持，从而实现对低压配电系统的优化调度。低压配电自动化技术在电力系统的建设中起着重要作用。它可以实现对低压配电设备的快速诊断和定位，避免了设备故障对用户的影响。同时，低压配电自动化技术也有助于提高电力系统的可靠性和稳定性，为用户提供更加安全、可靠的电力服务。2.4 智能容灾与备份电源配网自动化技术在电力系统中的又一重要应用是智能容灾与备份电源，有助于确保电力系统的可靠运行，当主电源发生故障或中断时，能够自动切换到备用电源，以保障电力设备的供电持续性，主要可以细分为容灾电源自动切换、容灾过程监测与故障恢复和备份电源管理与维护：首先是容灾电源自动切换，当主电源出现故障或中断时，配网自动化系统能够通过监测主电源状态实时检测故障，并自动切换到备用电源，配网自动化系统会根据容灾切换策略和优先级进行自动切换操作；其次是容灾过程监测与故障恢复，配网自动化系统通过智能开关、传感器等设备实时监测电力供应的切换过程，确保切换的顺利进行。如果切换过程中发生故障或异常情况，配网自动化系统能够及时响应，并自动恢复到之前的供电状态，确保数据中心的运行不受影响；最后是备份电源管理与维护，配网自动化系统能够监测备份电源的状态和运行参数，包括电池电量、充电状态等，及时发现并修复潜在故障。3 配网自动化技术的未来发展趋势配网自动化技术是电力系统中不可或缺的一部分，未来的发展趋势将更加注重于技术集成和人工智能等方面的应用。随着科技的不断进步和发展，配网自动化技术在未来将呈现以下几个方面的发展趋势2：首先，配网自动化技术将更加注重技术集成。未来会有越来越多的技术被引入到配网自动化系统中，如大数据、云计算、物联网等技术，以便更好地实现对系统的监控和管理。其次，人工智能的应用将逐渐普及。未来的配网自动化技术将应用更多的人工智能技术来实现自主决策和智能控制，比如在故障检测和恢复、设备状态监测和控制、负荷调度等方面，实现更高层次的自动化运营管理和智能化服务。第三，未来的配网自动化技术将更加灵活、高效、智能化。未来将注重提高系统的灵活性，使得系统能够更加快速地应对不同情况变化。同时，技术的高效性也是发展趋势之一，以更快、更准确地对电网运行状态进行分析和处理。第四，配网自动化技术将实现更加精细化的管理。未来的配网自动化技术将实现对各种形式电力设备的智能化管理，通科学与信息化23年9月上内文0907.indd 932023/9/8 17:34:00 TECHNOLOGY AND INFORMATION信息化技术应用94 科学与信息化2023年9月上过数据获取手段，对配电设备的使用时间、损耗状态等信息进行更精准的记录和监控，并在后续运营中进行全面优化。总之，未来的配网自动化技术将面临巨大的挑战和机遇。通过技术集成和人工智能等方面的应用，将为电力系统的管理和运行带来前所未有的变化。同时，将实现系统的灵活性、高效性和智能化，提高配网自动化技术应用的效率和可靠性。4 配网自动化技术在电力系统中的应用策略4.1 智能配电网智能配电网是配网自动化技术的核心应用领域，配电自动化技术在智能配电网中的应用，可以从以下几项工作入手：推进智能变电站的建设和优化，使用智能设备和传感器监测变电站的运行状态，实现远程监控和故障检测；应用智能配电设备，安装智能开关、智能负荷开关和智能电表等设备，实现远程控制和智能化管理，结合通信技术和传感器网络，实现对设备状态的实时监测和远程操作；部署智能感知与监测系统，如智能故障指示器、智能电能表等，用于实时监测电网的状态和负荷情况。基于数据采集和处理技术，实现对电网数据的实时分析和故障诊断。4.2 电力负荷管理 电力负荷管理是配网自动化技术的又一重要应用领域，该技术在电力负荷管理中的应用策略，主要有以下几项要点：负荷预测与优化，建立负荷预测模型，结合历史数据和天气预测等因素，预测未来负荷变化趋势，基于负荷预测结果，进行负荷优化调度，合理安排供电计划，提高供电效率；负荷分析与调整，利用配网自动化系统收集和分析负荷数据，识别高负荷时段和用电峰谷差异，结合差时电价和能源管理策略，引导用户在低负荷时段使用电能，平衡负荷曲线；负荷监测与控制，安装智能负荷开关和传感器，实时监测负荷的运行状态和功率消耗，利用配网自动化系统进行负荷控制和管理，实现负荷的均衡和调整3。4.3 电力设备管理 电力设备管理是配网自动化技术的关键应用领域，想要实现对配电自动化技术的应用，有以下几项可取措施：加强设备维护与管理，建立设备维护数据库，记录设备的运行历史和维护记录，制定定期维护计划，包括巡检、清洁、维修和更换；推进设备故障预警与处理，结合智能感知设备和监测系统，实现对设备运行状态的实时监测和故障预警，配备专业的故障处理团队，及时响应故障报警，迅速排除设备故障，恢复供电。4.4 电力安全管理 电力安全管理是电力系统安全运行的基础和前提，配网自动化技术相关管理工作中的应用也比较广泛，可以从以下几个方向进行应用：智能故障检测与定位，配网自动化系统实时监测电网状态，通过故障指示器、传感器等设备，快速检测和定位电网故障。基于故障数据和模型，利用人工智能算法识别故障类型和位置；智能故障隔离与恢复，配网自动化系统通过智能开关和自动重连设备，实现故障隔离和恢复，缩短故障修复时间，提高供电可靠性。利用智能配电设备，实现多路径供电，减少单点故障对用户的影响；安全事故预警与应急管理，建立安全事故预警系统，制定应急预案和演练，加强与相关部门的协调合作，提高应对突发事件的能力。4.5 电力经济管理 电力经济管理是电力系统优化的重要任务，配电自动化技术的应用，可以从以下工作入手：优化智能电价策略，结合负荷预测和能源市场情况，制定差时电价和阶梯电价等灵活的电价策略，引导用户在低电价时段使用电能，平稳负荷曲线；能源市场参与与交易，利用配网自动化技术，实现分布式能源的接入和出售，参与能源市场交易，获取附加价值，实施智能电价策略，鼓励用户根据市场需求进行灵活用电，提高能源市场的效率；资源优化与效率提升，基于数据分析和模型预测，优化电力系统的运行策略，通过调整设备运行参数和设备协同，降低能源损耗和系统成本。5 结束语本文从电力系统中配网自动化的应用角度出发，介绍了配网自动化技术的发展历程、现有技术的局限性以及未来的发展趋势。同时，我们总结了不同配网自动化技术在电力系统中的应用情况，并提出了一些解决方案。虽然，在配网自动化领域还存在一些问题和挑战，但是，随着技术的不断发展和完善，相信将有更多优秀的配网自动化技术得以应用，为电力系统的优化管理和高效运行带来更多的帮助。参考文献1 曾挺.配网自动化技术在电力系统中的应用分析J.科技与创新,2021(20):174-175.2 胡冰.电力系统中的配网自动化技术应用的思考与实践J.电力设备管理,2020(9):67-68.3 张楠.配网自动化在电力系统中的应用D.唐山:华北理工大学,2019.科学与信息化23年9月上内文0907.indd 942023/9/8 17:34:00