探究自动化技术在输配电及用电工程中的应用

林柳清

(厦门亿图智信息科技有限公司)

0 引言

当今社会对电量的需求量越来越大, 这也增加了输配电及用电工程的运行压力, 将自动化技术与其相互结合, 能够为其提供更加便捷的技术条件, 利用现代化的技术水平, 加强对输配电及用电工程的管理,实现其进一步优化完善。自动化技术的运用能够完成对配电网的实时监督, 为用户提供便捷的用电条件,但是其中仍然存在一定的细节问题需要处理。

1 自动化技术类型

当前自动化技术中包含多种类型的技术, 根据自身特点不同, 应用在不同输配电以及用电工程建设中, 主要包含以下内容。

(1) 自动化配电技术, 自动化配电技术是促进我国电力工程向着信息化方向发展的关键点, 以往输配电工程建设运行需要耗费大量的人力物力成本, 并且无法保证工程建设效率。但是随着自动化配电技术的运用, 工程管理人员可以通过实时监督的方式, 对电网在运行中的各项故障进行及时处理, 提高电网建设的智能化水平, 使其处于安全稳定的运行状态。

(2) 自动化变电站技术, 该技术的运用重点为数据收集整理工作, 利用这种方式实现输配电网配置的优化处理。自动化技术的有效运用, 可以有效提高数据搜集整理工作的效率, 保证数据整合质量等, 帮助管理人员及时制定针对性的配置方案, 提高输配电以及用电工程建设水平。

(3) 自动化电力调度技术, 当前我国逐渐向着现代化的方向发展, 政府相关部门加强了对乡村经济的支持, 城乡之间的差距逐渐缩小。该种情况下, 我国电力系统的运行压力逐渐增加, 需要及时准确的平衡不同时间段对电力资源的不同需求, 科学选择电力供应方式。自动化电力调度技术的运用, 能够实现对信息技术以及调度功能有效整合, 根据不同地区的用电峰值波动情况, 对电力资源进行调配划分工作, 既能够对居民日常生活生产进行有效维护, 还可以提高电力资源的实际利用效率[1]。

2 自动化技术在输配电及用电工程中的运用

2.1 故障排除中的运用

在输配电及用电工程中运用自动化技术, 可以有效提高故障排除效率, 及时确定清除输配电及用电工程中的故障, 使其能够稳定运行。传统输配电及用电工程故障管理中, 通常需要耗费大量的时间确定故障位置和类型, 才能采取相应的措施排除故障。采用该种方式的故障排除效率较低, 但是通过运用自动化技术的方式, 能够有效解决这一问题, 增强配电系统运行的稳定性和安全性, 充分利用自动化设备, 对输配电及用电工程进行自动化管理, 第一时间确定故障出现的位置。

自动化控制系统具备预警功能, 针对输配电及用电工程运行中可能产生的故障及时发出预警信息, 在故障正式出现之前排除故障。准确掌握故障产生的主要原因, 安排专业人员完成故障维修, 提高故障解决效率。由此可以看出, 自动化技术能够对输配电及用电工程进行全面实时的监督管理, 从各个程序入手,完成管理控制, 并对输配电程序的相关数据进行分析, 掌握各项环节的意义, 进而实现输配电工程的全面管理。利用监督管理的方式, 了解输配电及用电工程在运行中可能产生的故障, 针对性管理的同时, 实现电力系统的平衡发展。自动化技术可以实现输配电及用电工程中各项操作的监督管理, 了解用户出现用电故障的时间, 一旦出现异常, 确保能够第一时间有效解决[2]。

图1 故障排除示意图

2.2 提高FTU 技术运用效率

(1) 对于我国输配电及用电工程建设管理来说,要想实现其快速发展, 就要对自动化技术进行创新,将新型的自动化技术融入到其中, 使其与输配电及用电工程能够更加深入全面的融合。本次工程主要负责不同区域中发电站和变电站的配电设置工作, 将电力资源运输到相应位置。其中各个乡镇都需要安排对应的工作人员完成电力调控以及设备维护管理工作。在此过程中, 可以将FTU 技术运用在配电网终端位置,提高其自动化水平。

(2) 配电网终端位置具有故障检测、遥控测量等功能, 同时与配电自动化主站相互连接, 为主站控制提供各种系统运行参数, 其中包括开关状态、电能参数以及相间故障参数等, 同时执行相应的命令, 完成对配电设备的调节控制管理, 准确定位故障的同时, 有效隔离故障, 恢复非故障区域的电力功能的正常运转。

(3) FTU 技术在实际使用中具有多项功能, 技术人员可以对其展开灵活运用, 目前MCU +MPU 双处理器架构的运用范围较广, 这一处理器能够将MCU的实时性以及MPU 稳定性的优势相互结合, 对文件系统资源进行有效运用。该种情况下, 还可以使用MCU 代替MCU+MPU 结构, 简化处理器的同时, 设定FTU 方案, 其硬件设计方案如图2 所示。

图2 硬件设计方案

图3 硬件设计实现图

(4) 该种方案设计方式较为简单, 将加密文件系统以及通讯协议等难度较高的部分, 放入到嵌入式Linux 系统中, MCU 中安排实时性的采集和遥控内容。但是该设计方案同样具有一定的缺点, 方案设计需要耗费较高的成本, 尤其是FTU 市场处于逐渐饱和状态, 成本已经成为产品今后发展的主要方向。

(5) 在FTU 实现图设计的过程中, 主要使用16bitADC 芯片AD7607-8, SPI 作为拓展, 完成三相电流以及三相电压测试, 能够同时实施8 个通道的采样工作, 每个通道都能够支持±10V 和±5V 双极性信号输入。通过差分AD 输入的方式, 提高精确度, 预留出15 ～16 个GPIO 口, 主要运用在遥信输入和输出中, 完成状态检测。FTU 参考设计软件运用Linux 系统开发,这一开发方式的优势在于, 能够降低开发难度, 尤其是在网络协议以及文件存储等工作中, 该系统具有支持网络全协议栈的功能, 可以实现多种网络协议的运行, 实现多个任务同时并发处理, 同时方便完成移植。

2.3 提高输电损耗管理水平

输配电及用电工程在实际运行中会产生输电损耗, 需要对导致损耗出现的原因进行分析判断, 实现针对性的管理。

(1) 电力输配管理, 这一过程要确定输配电的管理程序, 分析各项输配电环节的运用价值和产生电能损耗, 确定能够控制其损耗的具体方案, 综合分析损耗管理方案的可行性。

(2) 简化电力输配管理程序, 自动化技术需要与输配电及用电工程相互结合, 因此, 利用这种方式完成输配电及用电工程的简化处理, 在此过程中, 各个部门之间相互配合, 确保实际输配电工作的实际开展质量和管理效率。相关人员需要认识到, 输配电及用电工程中的各项操作都具有自身的价值, 其中无意义的环节需要及时剔除。如果无法有效解决这一问题, 可以先制定改进优化方案, 逐渐提高输配电及用电工程管理水平。

2.4 输配电技术的运用

(1) 加强新型技术的研发力度, 在输配电及用电工程管理中, 需要进一步提高研发力度, 当前, 我国自动化技术研发水平需进一步提升, 这一过程中,先对周围环境展开分析, 正确认识当前我国输配电及用电工程建设水平, 保证研发技术与工程建设之间的吻合度。例如自动化技术在实际研发过程中, 可以先对供电输送系统实施优化, 增强输送系统的运行效率。因此, 认识到其他类型技术研发的重要性, 其中包括电能质量控制技术、配电施工技术等, 都是技术研发的主要方向。还可以将外国先进的输配电技术运用到输配电及用电工程中, 优化输配电管理工作的同时, 增强输配电管理水平。

(2) 加强技术研发与技术维护之间的衔接度,技术研发和维护都是保证技术运用质量的基础条件,在技术研发阶段, 掌握全面的数据资源信息, 正确认识输配电管理工作的价值, 明确主次的同时, 对自动化技术进行检查维修。实现技术研发以及技术维护的相互结合, 在完成技术研发之后, 确定技术在实际使用中存在的短板, 再针对性解决。例如, 自动化技术的运用能够有效提高输配电及用电工程运行效率, 但是对设备具有较强的依赖性, 操作环节和流程较为复杂。正确全面的认识问题, 才能有效解决技术在实际运用中存在的故障[3]。

2.5 积极应对外界环境

(1) 自动化技术实际运用中, 也需要根据周围环境的实际情况进行, 最大程度上降低外界环境对输配电及用电工程产生的负面影响。自动化技术在实际运用中, 要科学规避外界环境对输配电产生的影响, 充分考虑外界环境中温度、降水以及是大风等天气的影响。尤其是在低温以及高温环境中, 需要对特殊环境中保证输配电安全的措施展开分析, 降低由于外界温度发生变化产生的不良影响。除了自然环境温度因素之外,对于地震、台风等特殊情况也需要给予分析, 制定相应的输配电及用电工程管理方案, 及时处理其中可能存在的故障。例如, 在持续低温的条件下, 相关人员需要全面搜集气象数据信息, 采取相应预防控制措施, 如果输配电及用电工程出现覆冰现象, 第一时间停止电力供应完成破冰, 最大程度上维护用户的正常用电。

(2) 在特殊天气中, 要进一步加强对线路的监督管理, 输配电及用电工程管理要对特殊天气温度变化情况展开监督, 尤其是在冬季, 预估特殊天气中可能会产生的问题, 确保能够在问题出现的第一时间安排专业人员解决问题。针对这一情况, 可以针对特殊天气对维修人员展开专业技能培训, 提高其在恶劣天气中的抢修水平, 积极解决问题。灵活掌握各项破冰技术和操作设备等, 相关部门为其采购专业的抢修装备。在特殊天气中, 要加强巡逻, 尤其是对于拉线位置以及钢线卡螺栓的松紧等, 都要定期检查。了解线路通道中树木的生长高度, 确保能够及时发现其中存在的安全隐患, 解决问题, 提高输配电及用电工程管理水平。由此可以看出, 自动化技术在实际运用的过程中, 除了自身的技术运用和研发之外, 还要与输配电及用电工程运行所处环境相互结合, 掌握环境中可能存在的影响因素等, 再制定针对性的解决措施, 进而将自动化技术的运用价值充分发挥出来[4]。

3 结束语

综上所述, 自动化技术在输配电及用电工程中的运用, 对于提高自动化管理水平来说具有促进作用,能够有效控制人力成本的投入数量, 对输配电及用电工程展开直接控制。在短时间之内确定故障和排除故障, 相关部门则可以从技术研发、故障排除、特殊环境巡逻管控等层面入手, 实现自动化技术的全面有效运用, 解决输配电及用电工程管理问题的同时, 为今后我国电力工程的自动化发展提供条件。