智能电网自动化建设及关键技术浅析

摘要：在智能电网的运行过程中，除了需要建设传统的供配电系统，另一个建设重点内容为电网中的自动化系统，在该系统的运行过程中能够实现对一些故障的自动排除，同时也能够实现对电网运行数据的在线监测，从而为电力企业提供更为全面的电网优化改进方案。在自动化系统的建设中，需要对当前已经开发出的技术进行全面分析，确定对这些技术的最佳应用方案，提高电网运行质量。

关键词：智能电网;自动化建设;关键技术

一、智能电网自动化系统能够发挥的功能

（一）在线监测功能

在智能电网的运行中，需要能够对故障线路进行切除，同时还需要能够实现电力调配，这两方面内容都离不开对电网运行状态的在线监测，所以在自动化系统的建设中，需要大量应用传感器对智能电网系统的运行状态进行监测。另外在系统的运行过程中，也要应用相关技术对电网的运行数据进行传输。对于在线监测设备来说，还需要能够与控制中枢进行有效连接，可以说在线监测功能是整个自动化系统中集成度最高并且对技术应用最为全面的功能，在具体的设计中需要对各类设施进行合理配置。

（二）故障线路切除功能

智能电网的一个重要特征为自愈性，即當电网中的线路发生故障时，电网系统能够自动将该段线路切除，防止发生故障的线路对整个系统的运行过程造成不利影响。要保证该功能能够稳定发挥应有作用，需要在监测系统能够稳定运行的基础上进行运行。在具体的设计中，当传感器网络发现某线路的运行数据变化情况与系统中存在的故障模型对应时，则自动控制系统确定该条线路产生了运行故障，系统的控制中枢向相关线路中的控制设备发送运行信号，从而切断故障线路的电源，实现对故障线路的有效切除。

（三）电力调配功能

电力调配功能将在两个方面发挥作用，一方面为对电网下游的供电情况进行合理配置，对于用电量更大的区域，系统可以通过对配电中开关的控制实现电力调配。另一方面为对故障线路的供配电区域进行补足，对于电网中的一些线路来说，供配电区域较为广泛，当这类线路发生故障时，影响的区域也较大，为了能够提升对相关区域的供电情况，自动控制系统会从其余区域进行电力调配，从而实现了对电力的有效调配。在整个自动化系统的设计中，需要能够对这三方面内容进行有效融合，以全面提升智能电网的供电稳定性。

二、智能电网自动系统建设的关键技术

（一）通信系统

在自动化系统的建设中，需要应用通信系统完成对电网中各区域供配电情况的数据的传递，并且在电网运行状态的控制中也需要通过对通信系统的应用实现对整个系统的控制。在通信系统的应用中，需要应用有线和无线通信结合的方式进行系统建设，有线通信系统主要应用于对线路运行数据的传输。当前已经能够开始应用光纤完成数据传输工作，在这种通信模式的应用中通过光电转换设备将传感器的电信号转变为光信号在光纤中进行传递，终端可以再次应用该设备对数据信息进行处理。无线通信则主要应用于变电站中，让工作人员能够应用移动设备了解相关区域电网的运行状态，并采取合理措施对产生的故障进行处理。

（二）传感器网络

在智能电网系统中，线缆数量相较于传统电网大幅提升，这对传感器系统的设计和建设提出了新的要求。在自动控制系统的建设中，需要建成传感器网络，以便对系统中的各项数据进行有效处理。在具体的设计中，需要在线缆中设置电流和电压传感器，通过对这两个参数的同时监测能够确定线缆的运行状态以提升线缆的运行状态，而对于配电箱/柜来说，除了设置这类检测供电情况的传感器，还需要在系统中设置烟雾、光电等传感器，这类传感器的工作目的是为保障相关设备的运行安全。

（三）抄表系统

在智能电网的运行过程中，应能根据下游的用电量实现对电力的科学调配，这就要求控制系统能够对下游的用电情况进行实时监测。由于当前的配电系统中已经开始大量应用智能电表对用电量进行记录，并且这种电表有更高的安全性，且支持通信系统的架设，所以在自动化系统的建设中可以应用这种设备构建自动抄表系统。在该系统的运行过程中能够与控制系统中的计算机系统进行有效衔接，由控制系统中的相关软件对配电端的用电需求进行分析，从而实现对电力的科学调配，提高供电质量。

三、智能电网自动化系统建设方案

（一）通信系统建设

在通信系统的建设中，需要从有线通信系统和无线通信系统两个方面进行考虑，在上文的分析中已经对这两种通信系统的应用范围进行了分析，在具体的应用中，可按照如下方式进行建设：

（1）有线通信系统。

有线通信系统会对电网系统中的传感器数据进行全面传输，在该系统的运行中，需要在区域设置光电转换装置，安放地点的确定原则是能够实现对一个区域内的传感器信息进行全面收集，同时在该过程中需要考虑线缆的建设成本。

（2）无线通信系统。

无线通信系统主要应用于变电站中，在无线通信系统的建设中主要考虑无线通信终端的信号覆盖范围，同时要对网关进行设置。而对于有线和无线结合的区域，还需要考虑通信系统中需要应用的协议。

（二）传感器网络建设

在传感器网络的建设中，为了能够实现故障区域的快速定位，还需要在传感器系统中设置定位点。在当前的技术研发中，已经能够满足对传感器的定位要求。

（三）抄表系统建设

自动抄表系统的建设中，最重要的建设内容为建设通信系统，确保在该系统的运行中能够将电表的运行数据向数据处理系统进行实时传输。在当前的互联网技术中，已经能够实现对数据流的有效整合及有效处理，并可以结合一段时间内的数据情况进行系统建模，本文认为这种方式也可以应用于抄表系统中。在系统的运行中，自动化系统一方面能够将电能表数据进行记录和存储，为工作人员的数据研究和分析过程提供参考，同时在运行过程中可以以小时或更小时间段为单位对数据进行整合，当发现实际的数据变化情况与模型不符时，则可确定相关区域的用电量发生大幅变化，自动化系统能够确定当前用户端的用电需求量，并对智能电网的运行状态进行调整，实现对电力的有效调配，达到提高供电质量的目的。

（四）故障处理系统建设

在智能电网的运行中，为了满足智能电网的自愈性要求，在自动化系统的建设中要对故障处理系统进行建设。在当前的自动化系统建设中，已经能够根据传感器数据的变化和差异确定线路运行情况，并在线路发生故障时对线路进行切除，但是还未能实现对故障点的精确定位。在当前和今后的故障处理系统建设中，一个重要发展方向是融入当前已经存在电桥法、闪络法等电路故障检测技术，在这些技术的应用中能够实现对故障类型和故障点的精准定位，提高对故障线路的检修速度。

（五）数据处理系统建设

在整个自动化系统的建设中，最核心的建设内容为数据处理系统。数据处理系统的工作内容包括三个方面，即数据对比、数据融合建模和数据存储。这三个工作内容存在一定的运行关系，其中数据对比最重要也是最基础的功能，在系统的运行中要优先完成该项操作，同时对线路的运行数据进行存储，而对于数据融合建模过程，可以发生在上述过程之后。

四、结论

在智能电网自动化系统的建设中，自动化系统发挥的功能包括在线监测、故障线路切除以及电力调配，应用的关键技术为通信技术、传感器网络建设技术以及自动抄表技术。在这些技术的具体应用中，除了要对以上三项技术体系进行建设，同时还需要对故障处理系统进行全面建设，以提升系统对故障的处理效率和质量。

参考文献

[1]方周康.探析智能电网自动化建设及关键技术[J].通讯世界，2017（17）：90-91.

[2]刘家豪，王国权，韩剑鹏.探析智能电网自动化建设及关键技术[J].电子技术与软件工程，2017（01）：137.

作者简介：张宇，出生年：1988年9月，学历：大学本科，研究方向：电气工程及其自动化，职务职称：技术支持经理，助理工程师。

（作者单位：南瑞电力设计有限公司）