周洪磊
（青島金萊熱電有限公司，山東 青島 266600）
0 引 言
電力項(xiàng)目建設(shè)中，采用針對(duì)性技術(shù)方法將電能配送至各變電站，并由變電站重新輸配送電能，以此構(gòu)成整個(gè)配電網(wǎng)。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益成熟，電力行業(yè)逐步實(shí)現(xiàn)智能化和自動(dòng)化管控配電，明顯提升配電系統(tǒng)技術(shù)水平，也提高配電網(wǎng)運(yùn)行效率。
1 配電系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的作用
1.1 遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)
電力系統(tǒng)中引用配電系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)，并依靠網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)及時(shí)監(jiān)管每個(gè)電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)。遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)有利于保證電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，經(jīng)監(jiān)測(cè)掌握當(dāng)下系統(tǒng)問(wèn)題，從而保持系統(tǒng)可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。
1.2 采集和處理信息
配電網(wǎng)智能化技術(shù)可以收集和處理信息。一般在配電系統(tǒng)供電過(guò)程，將收集的電流、電壓信息以共享和交流等形式處理，保證配電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
1.3 饋線提醒
采取監(jiān)測(cè)技術(shù)掌握配電系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，如果配電網(wǎng)中產(chǎn)生問(wèn)題，饋線提醒會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)，告知維修者解決故障，提升維護(hù)效率的同時(shí)保障電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)。
1.4 停電控制
停電控制功能的體現(xiàn)，一般是采集、整理與歸納信息，對(duì)于配電系統(tǒng)中出現(xiàn)的問(wèn)題能夠掌握其原因，進(jìn)而確定停電區(qū)域。
2 電力項(xiàng)目?jī)?nèi)配電網(wǎng)智能化技術(shù)的運(yùn)用
2.1 總線智能化管理技術(shù)
電力項(xiàng)目?jī)?nèi)配電網(wǎng)智能化技術(shù)的使用要采用許多智能化設(shè)備或是裝置，將這類智能化設(shè)備或是裝置和配電網(wǎng)與智能化控制程序相結(jié)合，從而智能化管控配電網(wǎng)[1]。總線技術(shù)主要應(yīng)用于配電網(wǎng)智能化模式中，且技術(shù)原理比較簡(jiǎn)單，操作方便、運(yùn)行效率高，因此已普遍用在電力項(xiàng)目中。
配電系統(tǒng)智能化技術(shù)的構(gòu)成主要包括配電系統(tǒng)控制中心、配電系統(tǒng)站控終端和供電終端，能夠共同監(jiān)測(cè)、管理電力系統(tǒng)內(nèi)配電系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)情況。
2.2 配電系統(tǒng)饋線智能化規(guī)劃
饋線是電力系統(tǒng)配電網(wǎng)可靠運(yùn)轉(zhuǎn)的核心構(gòu)成部分，有利于管控電力系統(tǒng)內(nèi)各種度量設(shè)備。配電系統(tǒng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，受環(huán)網(wǎng)和負(fù)荷作用，配電系統(tǒng)饋線將出現(xiàn)改變，饋線線路異常檢測(cè)效果和精度下降。因此，要全面規(guī)劃配電網(wǎng)饋線智能化。
通過(guò)配電系統(tǒng)饋線智能化有效覆蓋率可以體現(xiàn)配電系統(tǒng)饋線智能化建設(shè)程度和質(zhì)量的指標(biāo)，其運(yùn)算公式為
式中：Q表示配電系統(tǒng)饋線智能化有效覆蓋率；Ra表示配電系統(tǒng)饋線內(nèi)已設(shè)置智能化開(kāi)關(guān)的公用電路總數(shù)；R表示配電系統(tǒng)饋線公用電路總數(shù)。
計(jì)量配電系統(tǒng)饋線智能化有效覆蓋率之后，能夠?qū)崟r(shí)收集、統(tǒng)計(jì)配電系統(tǒng)饋線電路中的負(fù)荷變動(dòng)，再按照負(fù)荷變動(dòng)結(jié)果，預(yù)測(cè)電力項(xiàng)目所處地方附近客戶用電需求，優(yōu)化配電系統(tǒng)饋線發(fā)布。
2.3 智能化通信模式
基智能化通信模式的規(guī)劃要遵守配電網(wǎng)通信邏輯原則，既可以增加配電系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)間，還可以節(jié)約配電網(wǎng)智能化建設(shè)支出[2-3]。在配電系統(tǒng)遙控終端，應(yīng)增添光纖虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（Virtual Private Network，VPN）作用，采取無(wú)線傳送形式，綁定電力項(xiàng)目配電系統(tǒng)的網(wǎng)際互連協(xié)議（Internet Protocol，IP）地址，令配電系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的信息溝通專門(mén)化。配電系統(tǒng)智能化通信模式示意如圖1 所示。
圖1 配電智能化通信模式示意圖
由圖1 得知，在配電系統(tǒng)智能化主站和通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)（General Packet Radio Service，GPRS）公網(wǎng)中，能夠采用虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（Virtual Private Network，VPN）通信形式創(chuàng)建連接；電力系統(tǒng)配電網(wǎng)的客戶智能化分界開(kāi)關(guān)、智能化異常指示模塊、配電系統(tǒng)監(jiān)測(cè)終端盒客戶智能化通信模塊能夠?qū)崟r(shí)傳遞配電網(wǎng)信息變化至GPRS 公網(wǎng)，再由GPRS 公網(wǎng)將信息傳送配電智能化主站，取得高效、便利的智能化通信。
2.4 配電系統(tǒng)遙控終端系統(tǒng)
配電系統(tǒng)遙控終端內(nèi)涉及帶電控結(jié)構(gòu)和開(kāi)關(guān)輔助節(jié)點(diǎn)的開(kāi)關(guān)站，其工作狀態(tài)和效果直接影響配電系統(tǒng)智能化發(fā)展[4]。因此，要采取自動(dòng)化系統(tǒng)整體規(guī)劃配電系統(tǒng)遙控終端。
2.5 采用GIS 系統(tǒng)診斷配電系統(tǒng)異常
地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）診斷的重點(diǎn)是可以精準(zhǔn)定位遠(yuǎn)程故障部位，GIS系統(tǒng)采取拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，能夠判斷立體化點(diǎn)位，當(dāng)配電系統(tǒng)線路上開(kāi)關(guān)狀態(tài)變化時(shí)，便會(huì)觸動(dòng)配電系統(tǒng)內(nèi)的監(jiān)控器，憑借GIS 系統(tǒng)內(nèi)的SCADA 軟件傳送數(shù)據(jù)信號(hào)，由GIS 系統(tǒng)內(nèi)的全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（Global System for Mobile communications，GMS）模塊接收數(shù)據(jù)，并操控配電網(wǎng)內(nèi)的開(kāi)關(guān)[5]。GIS 系統(tǒng)的重點(diǎn)是為每個(gè)配電網(wǎng)內(nèi)的線路和開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建了相關(guān)的精準(zhǔn)模型，模型內(nèi)的每條線路與節(jié)點(diǎn)均和實(shí)際情況中的電路規(guī)劃一樣，從3D 實(shí)際場(chǎng)景轉(zhuǎn)變成了2D 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。每條線路與節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的信息不一樣，以便于故障診斷。
2.6 采用遺傳算法完善配電系統(tǒng)多目標(biāo)權(quán)重
配電系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)期間，遺傳算法屬于常用算法，經(jīng)采用遺傳算法能夠智能化分配和完善設(shè)置配電系統(tǒng)內(nèi)多目標(biāo)權(quán)重。其算式比較煩瑣，通常在確定了算法算式后，將其輸入計(jì)算機(jī)，從而依靠計(jì)算機(jī)計(jì)算出精準(zhǔn)信息。
2.7 配電系統(tǒng)潮流運(yùn)算與問(wèn)題確定
配電系統(tǒng)潮流算法的使用能夠定位問(wèn)題，配電網(wǎng)智能化技術(shù)運(yùn)用中，潮流算法的形式很多，可以精準(zhǔn)化運(yùn)算的方式包括前推回代法。該方法依靠配電系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)發(fā)揮作用，明確初始化節(jié)點(diǎn)電壓，按照配電系統(tǒng)樹(shù)狀框架層次，由最后一層節(jié)點(diǎn)完成前推運(yùn)算，求出每個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷電壓值，從而計(jì)算出相關(guān)電壓修正數(shù)據(jù)。常用公式為
式中：∆Vi(1)表示配電系統(tǒng)內(nèi)i節(jié)點(diǎn)的電壓調(diào)整信息；Vi(1)表示配電系統(tǒng)內(nèi)i節(jié)點(diǎn)的迭代電壓新參數(shù)；Vi(0)表示配電系統(tǒng)內(nèi)i節(jié)點(diǎn)的電壓初始值。
判定收斂條件的表達(dá)式為
式中：ε表示功率損耗。
判定完成后能夠輸出最后結(jié)果，以確定異常情況和獲得相關(guān)的維修調(diào)整計(jì)劃。
3 實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)
為驗(yàn)證智能化技術(shù)的可操作性，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)工作。以某地方的A 電力項(xiàng)目為例，電力項(xiàng)目配電系統(tǒng)調(diào)度口徑的最大用電負(fù)荷大概是5.15×106kW，營(yíng)業(yè)戶數(shù)大概有106.9 萬(wàn)戶，整個(gè)項(xiàng)目施工規(guī)模很大。A 電力項(xiàng)目的配電線路具體參數(shù)如表1 所示。
表1 A 電力項(xiàng)目的配網(wǎng)線路數(shù)據(jù)
由表1得知，A電力項(xiàng)目?jī)?nèi)總共涉及6個(gè)配網(wǎng)種類，其相應(yīng)的配網(wǎng)電路長(zhǎng)度都不一樣。該電力項(xiàng)目配電網(wǎng)包含100 個(gè)變電站，每個(gè)變電站都超過(guò)35 kV，變電容量大概是8.104×106kVA；整體配電系統(tǒng)的輸電線路很長(zhǎng)，大概是2 416.9 km；用電營(yíng)業(yè)戶數(shù)有125 萬(wàn)戶。A 電力項(xiàng)目配電系統(tǒng)內(nèi)，以110 kV 變電站用作主配電站，以220 kV 變電站用作配電系統(tǒng)的主網(wǎng)架，實(shí)驗(yàn)選擇110 kV/10 kV 變壓器銜接2 段母線，確保每段母線上存在3 條支路，各支路上涉及架空線路和電纜線路。基于此，將文章規(guī)劃的配電網(wǎng)智能化技術(shù)用于A 電力項(xiàng)目。
檢測(cè)配電網(wǎng)開(kāi)閉站的自動(dòng)化功能是否有效，按照電力工程建設(shè)的實(shí)際情況和具體特征判斷開(kāi)閉站能否按照實(shí)際情況規(guī)避電壓的轉(zhuǎn)換操作。從開(kāi)閉站的子站層面入手，結(jié)合附近子站和變電站的通信線路，確定連接接口檢測(cè)開(kāi)閉站的數(shù)據(jù)和信息是否能夠自動(dòng)上傳到主站，同時(shí)對(duì)主站發(fā)出的有關(guān)指令自動(dòng)做出回應(yīng)。按照電力工程的基本需求，選擇匹配程度極高的變壓器類型，精準(zhǔn)地收集配電網(wǎng)的直流設(shè)備信息和其他轉(zhuǎn)換設(shè)備信息。用配電系統(tǒng)智能化遙控準(zhǔn)確率為實(shí)驗(yàn)的監(jiān)測(cè)指標(biāo)，目標(biāo)值取90%。智能化遙控準(zhǔn)確率的運(yùn)算公式為
式中：P表示配電網(wǎng)智能化遙控準(zhǔn)確率；Mt表示配電網(wǎng)開(kāi)關(guān)正確遙控隔離異常區(qū)段的次數(shù)；Mq表示配電系統(tǒng)開(kāi)關(guān)所處區(qū)段產(chǎn)生問(wèn)題的頻率。
文章中設(shè)計(jì)的配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的配電系統(tǒng)智能化遙控準(zhǔn)確率數(shù)據(jù)如表2 所示。
表2 配電系統(tǒng)智能化遙控準(zhǔn)確率數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
由表2 數(shù)據(jù)可知，文章設(shè)計(jì)技術(shù)的智能化遙控準(zhǔn)確率均高于90%，即高于目標(biāo)值，能夠按照電力工程實(shí)際情況精準(zhǔn)地監(jiān)督遙控配電網(wǎng)變化，能夠滿足遙控需求。由此表明，在電力工程應(yīng)中用配電網(wǎng)智能技術(shù)能夠控制電力系統(tǒng)的運(yùn)行，促使電力工程順利建設(shè)。
4 結(jié) 論
在電力工程不帶有配電變壓器的開(kāi)閉站中，應(yīng)用配電網(wǎng)智能技術(shù)，安裝自動(dòng)測(cè)控裝置，能夠精準(zhǔn)地收集各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，按照監(jiān)控配電網(wǎng)通信設(shè)備的運(yùn)行情況獲取監(jiān)測(cè)指標(biāo)的具體變化狀態(tài)。同時(shí)，電力系統(tǒng)中配電系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用減輕大部分勞動(dòng)力，尤其是削減室外配電系統(tǒng)巡查者的任務(wù)量和難度，在配電中心可以精準(zhǔn)定位配電網(wǎng)問(wèn)題位置和成因，還能遠(yuǎn)距離解除問(wèn)題，大幅度提升配電項(xiàng)目效率。未來(lái)，配電網(wǎng)智能化技術(shù)會(huì)與國(guó)際化道路接軌，進(jìn)而深度完善電力項(xiàng)目中配電系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)與管護(hù)。
