供配电系统电气自动化控制技术的应用研究

杨珂 俞英麒

关键词：电气自动化控制；供配电系统；应用研究

一、引言

随着我国经济和技术的快速发展，电气自动化控制技术已经运用到我国的各种领域中。而在我国电网的供配电系统中，供配电设备复杂，系统功能越来越多，一旦设备或者线路出现故障，就会影响群众的正常生活和企业的生产，因此电力企业需要对配供电系统进行不断的优化和检测，保证供配电系统的正常运行[1-5]。而电气自动化控制技术，能够提高对于供配电系统的控制能力，提高工人检测、检修的能力，从而实现供配电系统自动控制的目的[6]。电力行业是我国重要的能源行业，而配供电系统就是电力行业的主要“根基”，将电气自动化控制技术应用到供配电系统中，实现电力网络的自动化控制，提高电力资源的分配能力，提升工人的工作效率，从而进一步促进我国智能电网建设，满足不同地区、不同行业对于电力资源的不同需要，实现电力资源的高效、安全、便捷控制[7-10]。本文主要分析电气自动化控制技术在供配电系统的应用，总结电气自动化技术在供配電系统的应用优势，为提升电气自动化控制技术在供配电系统的应用效率提供一定的参考意见。

二、电网供配电系统存在的问题

（一）用电设备监控问题

在我国电网供配电系统中，有许多运行的设备，如变电器、电闸开关等，如图1 所示，该类设备缺乏相应的实时监控设备，使得这些设备的检测效果较低，大部分设备存在老化、故障等问题时，使得该类设备的空载损耗率较高，如果不能够及时地进行检测、反馈，导致电力人员对该类设备的检查力度不够，从而使得该类设备在运行过程中出现电能浪费的问题。

（二）供配电系统配置不合理问题

随着我国经济的快速发展，我国的电网更新的速度比较快，用户的用电量不断增加，使得我国原有的供配电系统不能够满足日益增加的用电量，而且，我国供配电系统配置不合理，需要对原有的供电分配进行重新优化，使得电网的供需关系达到一定的均衡性。但是我国许多用电企业需求的电压较低，在配电系统接入企业的电力系统时，需要经过多次的降压，有时候还需要人工进行更换电路，或者将供电电压进行相应的降压后才能够正常使用，不能实现自动化控制的有效配置，不仅仅造成了供配电系统的损耗，还存在用电的安全隐患。

（三）供配电系统布局问题

在设计整个配供电系统时，供配电系统的电路损耗，主要是由于电力布局不完善造成的。当供电系统与用电企业的距离较远时，需要进行高压输送的方式，但是由于系统布局问题，只能够使用低压进行电力输送，就会产生大量的电能损耗。由此可见，电力系统布局不完善，对于高压和低压分配不合理，缺乏对于配电系统周围的环境调研，就会影响后续的配电系统电能的分配问题。

三、供配电系统应用电气自动化技术的优势

（一）提升配供电系统的运行效率

在供配电系统中使用电气自动化控制技术，可以根据不同地区和不同位置的需求，进行合理的供电配置，避免部分地区出现电力资源缺乏或者供电过剩的情况。另外，电气自动化控制技术能够根据电厂的发电量和变电站的规模，进行相应的资源配置，能够将供配电系统的电力输送最优化，提升整个配供电系统的运行效率。

（二）提升供配电系统的安全性和稳定性

配供电系统可以将自身的运行参数传递给控制系统，按照计算机分析，进行更加智能化、自动化的控制，从而使得整个供配电系统的稳定性和安全性。由于整个供配电系统复杂，传输的距离远、规模大，使得供配电系统一旦出现相应的问题，就会使整个系统的维修工作存在较大的困难和危险，并且面临整个供配电系统瘫痪的问题。而电气自动化控制技术的应用能够及时对整个供配电系统进行监测的，及时发现供配电系统的故障，制定相应解决方案，并排除故障的所在，最低程度地降低供配电系统因故障造成的损失，大大地提升供配电系统的安全性和稳定性，不仅仅维护供配电系统的正常运行，还能够为电力企业节省一定人工成本费用。

（三）提升配供电系统的调度效率

在供配电系统中，主要存在着单回路放射式、双回路放射式、单线式、环式、树干式、双回路干线式等不同的接线形式。也正是由于供配电系统的结构复杂、规模庞大，并且受到安装的地形、地貌以及气候因素的影响，使得供配电系统的工作效率受到影响，技术不能够得到相应的升级，使得不同地区的供配电系统协同、调度效率比较低。然而，电气自动化控制技术，能够显现供配电系统的智能化、自动化调度，不仅仅能够降低人力资源费用，还能够保证维护工人的人身安全；并且能够实现不同部门之间的信息化交流，真正实现智能化电网管理系统，对提升我国电力资源的利用率，提高供配电系统的调度效率有重要的意义。

（四）优化供配电系统的整体架构

在供配电系统中运用电气自动化控制技术，能够提高整个系统的数字化管理水平，进一步加强供配电系统的统一化体系架构。通过自动化控制技术，能够实现供配电系统各个部分的相互融合，在完成智能化的电力控制系统的基础上，进一步优化了供配电系统的整体架构，推动智能电网的快速发展。

四、供配电系统电气自动化控制技术的应用现状

（一）应用于自动化监控

在供配电系统中，通过监控系统进行远程监控和电力质量监测工作。首先，通过电气自动化控制技术，能够监测电力线路是否出现波动，保证电力线路的稳定性；另外，监控系统能够根据监测的数据，进行相应的判断分析，摒除相关的干扰的数据信息，从而及时地发出警报，及时地让工作人员处理相关的故障，并关闭相关公共区域的供电系统。其次，对于供配电系统中的远程监测功能而言，采用电气自动化控制技术，能够实现电量的自动化监控，完成抄电表的工作，及时提醒企业或用户的电量使用情况，实现自动化的监控作用，减轻工作人员的工作压力，并提高工作速率。

（二）应用于故障诊断和检修

供配电系统中的故障监控和检修任务，是电气自动化控制技术重要的作用。在供配电系统中，电力供应和分配系统是由许多设备、模块组成的，由于结构和规模的复杂性，在运行过程中会发生一些故障，从而影响整个设备的正常运行。如果采用人工监测和维修的方法，需要将电力设备进行关闭，不仅仅需要大量的时间和精力，而且维修的进度缓慢，故障的排查艰辛，对于工作人员的安全存在一定的隐患，还会导致部分区域电力供应中断，影响人们的正常生产、生活。在供配电系统中使用电气自动化控制技术，能够快速、准确地发现整个系统的故障的所在，不仅能够降低电力人员的工作量，还可以避免出现停电的问题。除此之外，通过电气自动化控制技术能够搜集相关故障信息，为供配电系统的维修提高参考。

（三）应用于用户信息采集

在供配电系统中，主要存在着单回路放射式、双回路放射式、单线式、环式、树干式、双回路干线式等不同的接线形式。也正是由于供配电系统的结构复杂、规模庞大，并且受到安装的地形、地貌以及气候因素的影响，使得供配电系统的信息采集工作效率受到影響，技术不能够得到相应的升级，使得不同地区的供配电系统协同、调度效果比较差。随着大数据技术的不断发展，电力数据信息的采集对于供配电系统的发展有重要的作用，能够提升供配电系统的技术水平。采用电气自动化控制技术，能够自动控制采集电力系统运行过程的相关数据，监测整个系统的运行状态，及时解决电力系统数据采集的问题；另外，电气自动化控制技术融合大数据技术，能够提高供配电系统中数据处理的效率，实现数据的采集、传输、处理的自动化、智能化，提升供配电系统的运行效率。

（四）应用于电网设计中

将电气自动化控制技术应用于配电网中，能够根据不同地区、不同用电量进行电网等级分类，按照相应的等级进行划区域、划城市供电，能够提升配电网对于电力分配的管控，解决配电网工作量大、管控困难的问题。

在供配电系统中运用电气自动化控制技术，能够提高整个系统的数字化管理水平，进一步加强供配电系统的统一化体系架构。通过自动化控制技术，能够实现供配电系统各个部分的相互融合，在完成智能化的电力控制系统的基础上，进一步优化了供配电系统的整体架构。另外，配电网运用电气自动化控制技术还能够提升配电网的自动化水平，提高配电网的运行效率，促进配电网系统的安全、平稳运行，为居民提供稳定的电力资源。另外，随着电气自动化技术在电力系统中的广泛应用，人工智能技术的不断融入，使得各项故障的实际检测效率以及信息反馈效率都得到了大幅度提升，这样大大减少了相关人员的作业量，促进了电力企业实际工作效率的提高。

五、提高电气自动化控制技术在供配电系统应用效率的措施

（一）加强供配电系统的安全管理

①隔离故障区域。当供配电系统中出现了永久性故障，工作人员需要对有故障的供电线路进行故障识别和隔离。这是由于在供配电系统中，会自动进行故障判定和供电的恢复，当故障排除之后，自动重合闸和馈线断路器可以重叠。因此，工作人员需要对故障进行相关位置的判断和识别，进行故障信息的分析，彻底切断相关电源，使得故障线路的自动隔离。②加强供配电系统的安全检查。只有对供配电系统进行相关的安全检查，才能避免出现相关的技术问题，杜绝安全隐患的苗头，预防安全事故的发生。③优化电力分配系统。如果出现故障 问题，工作人员需要通过径向馈线的方式为用户提供电量，但是出现负载较大的问题，就需要采用馈线互联的 方式为用户提供点电力资源。④提升电力工作人员的应急能力。如果在工作过程中，供配电系统出现安全意外，就需要工作人员进行应急处理，立即采取必要的应急措施，切断电网的电源，避免再次发生意外。⑤提升工作人员的保密意识。工作人员要提升自身的保密意识，避免供配电系统信息的泄露。

（二）提升电气自动化控制功能特性

首先，电气自动化控制技术要优化自动开合电路功能，根据对于不同时间段和地区的发电量不同，控制供配电系统。例如：需要根据用户和企业的用电量不同的需求，在非用电高峰时期，可以将电力输送到需要更多电力的企业或地区；在用电高峰来临前，通过开启自动控制装置，将供配电系统进行相应的疏通，实现电力控制的灵活性。其次，电气自动化控制技术的保护功能，能够分析整个故障的范围，并且配合自身的控制功能，及时切断部分电路和设备，并通知相关人员有效控制事故的发展；还需要配合维修人员，将搜集的信息和故障判断情况，传输到相关人员手中，为电力人员的维修提供给相应的支持，便于尽快解决故障。最后，对于常见的电气自动化控制技术的监控功能，也需要进行优化，在常见的监测控制设备上添加报警功能，从而视觉和听觉等角度入手，为电力人员提供更多的数据监控功能，把握整个供配电系统的运行状况。

（三）加强电气自动化控制技术的创新投入

为了进一步提升电气自动化的控制效果，我们需要加大自动化控制技术的创新投入力度，支持新技术的运用和供配电系统的良性运行，推动供配电系统的进一步优化。首先要将供配电系统的电气自动化控制功能与大数据技术相互关联，设立专门的电力质量运行、故障报警、远程监测以及数据运行参数为一体的监测平台，使用计算机进行数据的存储、挖掘、分析及处理。平台不仅仅能够反映供配电系统的运行状况，而且还能够将设备的运行隐患和状态、系统的管理盲区以及设备配件的更换情况进行展示，为工作人员提供更加准确、可靠的管控依据。

（四）完善电气自动化控制体系

由于电气自动化控制技术涉及的内容非常多，相关技术人员需要积极学习掌握电气自动化控制的技术的设备、理论，以实际工作为基础，不断积累相关经验，根据供配电系统制定相应的自动化控制体系。另外相关技术人员还需要学习可编辑逻辑控制器，将该项技术运用到自动化控制技术中，能够使自动化控制体系更加可靠、完善、灵活，进一步提升供配电系统的专业体系，推动电力系统的进一步发展。

六、结束语

在目前技术快速发展的背景下，将电气自动化控制技术应用于供配电系统中，不仅能够优化供配电系统体系，实现供配电系统的自动化、智能化发展，而且充分发挥了供配电系统的优势和作用，提升了系统的运行效率，促进我国电力行业的进一步发展。