何彦平,王伟军,赵小莉,程金龙
(国网天水供电公司,甘肃 天水 741000)
智能电网能够实现配电网各配件的优化监控和保护,保障电网运行稳定。要发挥自动化系统的价值,需增强可视化能力和预见性能力,利用自动化系统维护电网运行,更新信息技术,从电网的实际运行入手,采取多种措施优化电网,落实自动化技术[1]。
主网自动化、变电站自动化、配电网自动化组成工业自动化系统。将二次设备重新组合,以计算机信息技术、现代通信技术为支持,实现自动管理。例如,电量采集系统(如图1所示)、环境监测系统(如图2所示)和温控系统,都利用现代化技术实现自动运行。
遥感、遥控、遥视等都属于配电网自动化系统内容,通过结合主网实现配电网自动化运用。配电网自动化运行具有其自身特点,即设备环境恶劣,防护要求严厉;注重网络控制,终端数量大;通道环境较复杂,通信方式多样。
企业有大量配电网信息支持,但其配电网未能创造理想价值。在一些方面,如一些员工,需大量的基础数据指导维护工作,但只是简单调整流程,没有实质性优化变革,未充分发挥系统化中的审核职能,且采取双轨制执行,系统管理及现场存在错位,信息系统不能适应制度变化。由于应用计算机信息技术后,未达到预期效果,因此提出“信息系统悖论”。自动化信息技术收益受企业多方面管理因素的影响较大,业务流程设计、生产要素、组织结构都影响自动化信息技术的应用效果[2]。因此,需分析当下配电网自动化中存在的误区,合理规划流程,变革方法,理解企业信息化与管理之间的联系。
图1 电量自动化采集系统
配电网自动化设备可靠性低,设备技术性和自动化水平不能满足实际配电需求,设备需人工操作运行,整体自动化水平不高,检测时需要专业人员监督才能保证设备正常工作。该情况下,设备故障几率高,电网易出现拒动或误动现象,供电整体不稳定,可靠性低。
图2 环境监测自动化系统
配电自动化设备兼容问题需要管理人员给予充分重视。供电企业采购设备时,应考虑自身情况,分析新老设备之间的兼容问题。实际采购中,如果设备兼容处理不当,自动化技术会与实际供电脱节,供电效率下降。此外,配电自动化设备的使用寿命不长,需频繁更新换代,为确保配电稳定,需提高自动化设备的兼容性。
如果网架结构设计不合理,会影响配电稳定。结构失衡主要是电网联络、主干节点以及主站控制端不匹配,各系统运行设备产生冲突,无法联动工作,自动化运行效果低下。
配电自动化需专业性制度、人才配套的支持,国家针对配电自动化运行制定了规则制度,但实施过程中存在一定问题。实施中,管理不合理使自动化系统无法发挥积极作用;供电企业运行和维护员人员培养不科学,人员招聘后没有开展长期培训,缺乏专业性技术培训;考核制度不完善,运维人员专业水平固定,不符合供电企业可持续发展的要求。
配电自动化中,三遥功能建设实现难度加大。光纤通道中,建设需专业人才深入设计,网架设计相对复杂,一些主干网及分支网出现故障,无法有效判断故障位置,影响配电稳定性。现行运行规范、安全规范和实际维护,影响配电自动化的发展,上线馈线自动化项目受制约,城市配电异常,需查明原因、修复后送电,影响了重合器自动化技术,导致自动化技术只存在于通信、保护方面。此外,不同级开关配合联系密切,馈线自动化不适用改造较多线路。
通信为配电自动化子站和主站沟通交流奠定基础,是实现配电自动化的前提。因此,需加强通信系统建设。配电网通信由双绞线、电话线、电力载波以及光纤组成。光纤具有传输速度快、容量大、传输频带高等优势,未来的应用价值较高,研究意义较大。因此,应注重光纤通信的优化。光纤技术也有一定缺点,其受制于技术开发,实际造价高,施工技术要求严格,灵活性较差。基于此,人们应合理应用光纤技术,密切关注行业动态,及时优化通信系统。通信电缆可以克服光纤高昂成本及施工技术要求严格的问题,但电缆抗干扰能力差。
配电自动化设备工作环境恶劣,采购设备时需考虑新设备联动及设备自身质量,选择可靠性较高、可维护性强的先进设备。此外,设备应达到规范性耐热、防潮、抗电磁干扰等要求,避免设备在恶劣环境中发生基础故障。部门需发挥现有资源优势,维护检修、更新改造老化设备,最大化发挥设备价值,以综合通信的方式,提高电网自动化效率。
国家规定无线网络不能用于信号控制,则可以利用遥控技术替代光纤或通信电缆,弥补弊端。在充足资金的支持下,多选择光纤网络,分段设备改造中融入遥控技术,实现网络分段和故障的隔离,提高配电自动化水平。通过具有遥信及遥测的无线网络,以配网故障指示装置判断故障区间。光纤设计上,故障区间停电时间较长,指标要随之更改,确保无光纤支持下也可实现科学监视,减少故障查找时间,从而提高运检水平,提升投资效率。目前,无线通信广泛应用于电网运行,人们应重视无线通信的安全性和可靠性,周期性维护设备,降低故障的发生几率。
3.2.1 馈线自动化作用
配电自动化的关键是馈线自动化。系统运维中,馈线自动化可控制停电次数,减少故障发生次数及时间。此外,馈线自动化可提高供电质量。大系统中,馈线自动化可实现电容器及负荷转带投切,提高供电质量,减低能源消耗。
3.2.2 馈线自动化模式选择
在模式选择上,应分析不同模式的特点及适用程度。第一,集中智能模式。集中智能模式的影响下,馈线自动化测控应用层将故障信息反映给子站、主站,根据站点判断故障、定位故障,完成后下达对应命令,并传递到馈线自动化终端应用层,之后发出命令,将故障区域实施隔离处理,防止故障影响扩大。集中智能模式主要依赖于通信系统发出命令、接收命令,若故障发生,影响整体系统运行和集中智能模式,将出现瘫痪现象。第二,分布智能模式。该模式在实际运行中无需主站及通信系统给予必要支持,可自动和智能终端建立联系,实现故障的实时分析,并隔离故障目标。
第三,重合器模式。重合器与上述模式具有相似性,其以馈线自动化终端检测、识别故障,识别后进行隔离处理。重合器具有网络重构能力,无需主站和通信系统辅助,系统异常时仍可稳定运行,但故障处理速度较慢,实用性不强。第四,半自动化模式。半自动化模式是对集中智能的简化、优化,但与集中智能模式有一定区别。半自动化模式需将故障传递给主站,主站调度员分析、诊断故障,识别后采取措施直接处理。半自动化模式对信息设备的依赖度不大,但故障处理时间较长。不同的馈线自动化模式有其各自的特点,运行维护人员应了解不同模式特点,实际设计中,根据网架结构、运维水平、通讯资源等选择合适的模式。
第一,注重提高生产技术人员的专业性,以专业性技术为支持,开发配电网自动化硬件,确保自动化功能能够满足电网供电需求,并建立高素质专业配电维护队伍,提高运行维护效率。
第二,强化系统工作人员的培训工作,推广、培训新技术,让技术人员及时掌握新技术、新工艺、新设备。落实责任制度,各工作人员各司其职,合理应对配电网自动化设备故障。此外,周期性开展专业技术培训工作,将激励机制融入到培训事宜中,合理约束工作人员,按照实际量化标准评定工作人员的实际工作,对工作突出的人员给予奖金和鼓励,对工作出现问题的工作人员给予适当经济处罚和通报批评,建立良好的工作风气。
综上所述,通过研究配电网自动化应用中存在的误区和应对措施,分析自动化系统设备组成,在现有电网基础上合理改造电网,明确自动化系统目标,贯穿电力企业规划标准,注重系统运行维护,遵循经济使用原则,在保证系统稳定的基础上减少成本投入,同时兼顾网络规模、故障处理等。此外,应不断优化、更新配电网自动化技术,提高供电质量及效率,提高配电网设备的兼容性,降低电网故障频率,促进配电网可持续发展,促进供电企业不断进步。