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關(guān)于智能電網(wǎng)自動化的建設(shè)分析

陳恒成1，王竹嬌2

（1.武漢東湖學院，湖北武漢430212；2.中國計量學院，浙江杭州310018）

摘要：現(xiàn)階段，國內(nèi)外研究人員加大了智能電網(wǎng)的研究，在這個過程中，引進了自動化技術(shù)，通過該技術(shù)，能夠解決傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)中的缺陷，有效提升電網(wǎng)運行的可靠性、安全性。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；自動化；建設(shè)

1　智能電網(wǎng)自動化技術(shù)概述

智能電網(wǎng)自動化技術(shù)指的是把智能化、自動化以及控制等技術(shù)加以結(jié)合，通過各種先進技術(shù)的應用，例如，遠程通信、傳感測量等技術(shù)，能夠?qū)ο到y(tǒng)的良好運行提供保障。也就是說，能夠?qū)﹄娋W(wǎng)自動對各種數(shù)據(jù)實施測量以及監(jiān)控等?，F(xiàn)階段，我國的經(jīng)濟發(fā)展非常迅猛，使得用電需求量增加，在這種情況下，如果繼續(xù)沿用傳統(tǒng)的電網(wǎng)管理經(jīng)驗，無疑會影響工作效率。為此，就需要大量開發(fā)智能電網(wǎng)，使得電網(wǎng)運行呈現(xiàn)出經(jīng)濟化、安全化、高效化等特點。為達到上述目的，就需要基于國內(nèi)科學技術(shù)發(fā)展水平的基礎(chǔ)上，按照電網(wǎng)的實際運行情況，把先進的計算機信息技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)運用到電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中，由此達到智能電網(wǎng)調(diào)度自動化的目標，有力保障我國電網(wǎng)的安全性、可靠性。

2　配電自動化系統(tǒng)在智能電網(wǎng)中的應用

現(xiàn)階段，就智能電網(wǎng)而言，其自動化技術(shù)應用的范圍愈加廣泛，例如，光纖通信技術(shù)、主動數(shù)據(jù)庫技術(shù)、光互聯(lián)技術(shù)智能傳感以及控制技術(shù)。其中，光纖通訊技術(shù)是電力系統(tǒng)實現(xiàn)自動傳輸功能的基礎(chǔ)，需要說明的是，自動傳輸系統(tǒng)由運動裝置以及運動通道加以組成。運動通道呈現(xiàn)雙向、實時以及高速等特點，能夠達到監(jiān)視和控制電網(wǎng)損耗等目的。

3　自動化系統(tǒng)在智能電網(wǎng)中的應用

（1）系統(tǒng)組成及功能。從結(jié)構(gòu)角度出發(fā)，智能電網(wǎng)的自動化系統(tǒng)通常包括下述部分內(nèi)容，也即主站、子站、遠方測控終端、通信等。其中，主站由前置機、工作站、服務(wù)器以及高級應用程序等構(gòu)成，由此對整個智能電網(wǎng)自動化系統(tǒng)實施監(jiān)控管理。相比較而言，子站則由一臺抑或兩臺個人計算機組成，之所以選擇兩臺計算機，目的在于實現(xiàn)相互備用。通常來說，單獨的子站能夠大約對100臺遠方測控終端裝置實施監(jiān)控，其功能主要體現(xiàn)在下述幾個方面。一是能夠?qū)爡^(qū)內(nèi)的配電設(shè)備實施遙測、遙信、遙控以及遙調(diào)；二是對轄區(qū)內(nèi)配電線路故障進行識別，同時，還能夠?qū)崿F(xiàn)故障定位、自動隔離以及恢復供電等功能，再就是，能夠?qū)崿F(xiàn)向主站及其他子站的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能。

（2）IDS配網(wǎng)自動化系統(tǒng)應用?，F(xiàn)階段，國內(nèi)智能電網(wǎng)運用自動化技術(shù)較為常見的是IDS（Intelligent Distribution System）系統(tǒng)，在IDS系統(tǒng)中，其終端與子站以及主站之間存在下述幾方面關(guān)系。①配網(wǎng)子站能夠采取基于現(xiàn)場工業(yè)計算機或嵌入式系統(tǒng)的子站終端。也就是說，通過良好的人機畫面實現(xiàn)系統(tǒng)的管理、檢索等操作。②配網(wǎng)子站設(shè)備的通訊接口主要是利用光纖抑或其他的通訊介質(zhì)，通過和主站的計算機加以連接，由此完成對整個系統(tǒng)實施智能化管理。在這里，以IDS- MMI智能子站終端軟件系統(tǒng)為例，它主要運用嵌入式操作系統(tǒng)，該系統(tǒng)由C語言實施應用程序的開發(fā)設(shè)計，在具體實施的過程中，不但吸收了最新的計算機信息技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，此外，還對智能電網(wǎng)的實際情況進行了集合，在這種情況下，使得系統(tǒng)操作界面更具友好性。

（3）智能電網(wǎng)自動化建設(shè)的故障檢測、定位、隔離、供電恢復。在這里，以單環(huán)網(wǎng)接線圖為例，具體分析智能電網(wǎng)自動化系統(tǒng)實現(xiàn)故障檢測、定位、隔離、供電恢復等功能的過程。需要說明的是，配電單環(huán)網(wǎng)指的是通過末端線路之間的直接連接，由此達到環(huán)網(wǎng)接線的目的，通常來說，單環(huán)網(wǎng)接線體現(xiàn)下述兩方面特征，一是比較簡單，二是運行靈活，這樣能夠促進配電網(wǎng)絡(luò)的擴展以及自動化建設(shè)。其結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中，斷路器V2、V4把末端的5臺環(huán)網(wǎng)柜實施連接，由此構(gòu)成環(huán)形配電網(wǎng)絡(luò)。

圖1　單環(huán)網(wǎng)接線圖

①故障定位功能。在實際運行過程中，如果智能電網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生了問題，這時，基于智能電網(wǎng)自動化技術(shù)，就可以對出現(xiàn)問題的部位實施定位，加快故障的恢復，保障電力運行的正常。通常來說，如果系統(tǒng)運行正常，這時，斷路器V2、V4均處于合閘狀態(tài)，但就聯(lián)絡(luò)負荷開關(guān)3C1而言，則處于分閘狀態(tài)。②故障隔離功能。一旦發(fā)生問題的地方被確定，這時，子站IDS- MMI系統(tǒng)會對裝設(shè)在4C1、3C2聯(lián)絡(luò)負荷開關(guān)柜上的FTU單元發(fā)出分閘命令，負荷開關(guān)4C1、3C2分閘，在這種情況下，發(fā)生問題的環(huán)路會被隔離。在這種情況下，基于子站監(jiān)視系統(tǒng)，被隔離區(qū)域會由綠色變更為藍色。③網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。經(jīng)過上述兩個步驟，就達到了故障定位以及隔離的目的。在實際運行過程中，必須保障整個智能電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及可靠性，在這種情況下，就需要對網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，也就是說，開展非故障失點區(qū)域的恢復。子站IDS- MMI收到3C2、4C1負荷開關(guān)柜上的FTU單元發(fā)來的分閘信號，向負荷開關(guān)3C1上的FTU單元發(fā)送合閘指令，在這種情況下，3C1負荷開關(guān)進行合閘，由此恢復3F3出線負荷的供電。④故障清除。如果電網(wǎng)檢修人員將故障排除后，這時，調(diào)度人員能夠利用子站IDS系統(tǒng)對環(huán)網(wǎng)實施故障清除，能夠向FTU單元發(fā)送合閘命令，使3C2抑或4C1合閘，在這種情況下，環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)就得以恢復，保障了電網(wǎng)運行的正常。

智能電網(wǎng)的自動化建設(shè)意義重大，在電網(wǎng)的實際運行過程中，如果網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)了問題，這時，系統(tǒng)能夠自行對故障實施診斷、進行采取相應的隔離措施，由此顯著降低因故障出現(xiàn)而導致的停電范圍擴大，使得非故障段供電得以迅速恢復，在這種情況下，有力保障了供電的可靠性、穩(wěn)定性。同時，在電網(wǎng)的實際運行過程中，能夠?qū)ζ溥\行工況進行監(jiān)控，并對其運行方式進行優(yōu)化設(shè)置，通過對電負荷的合理控制，由此改善供電質(zhì)量，使得設(shè)備利用率顯著提升，在這種情況下，就使得電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性得到有力提升。

An Analysis on the Construction of The Automation of Smart Grid

CHEN Heng-cheng1，WANG Zhu-jiao2

（1.Institute of Wuhan East Lake，Wuhan，Hubei 430212，China；2.China Jiliang University，Hangzhou，Zhejian 310018，China）

Abstract:At present stage，researchers at home and abroad have increased the research on smart grid，in the process，the automation technology was introduced with the application of this technology，it is possible to solve the defects of traditional power gridsystem，enhancethesecurityandreliabilityoftheoperationofpowergrid.

Key words:smart power grid；automation；construction

作者簡介：陳恒成（1994-），男，海南臨高人，大學本科。

收稿日期：2015-08-07

文章編號：2095-980X（2015）09-0022-02

文獻標識碼：A

中圖分類號：TM76