水利论文：我国配电网自愈技术及其整体架构

　　摘    要：　停电现象将给居民生活、工厂生产带来较大危害，因此，为提高供电可靠性，电力产业应将配电网络进行持续优化，本文以自愈技术为例，分析配电自动化技术、智能微网技术的应用成效，确保配电网络在故障发生时，可以迅速恢复供电。本文首先分析配电网络的自愈概念，其次，结合两项自愈技术来讨论配电故障的快速解决办法；最后，分析自愈技术其架构组成，充分展示配电网在智能发展下的自愈技术体系。

　　关键词：　配电网; 智能配电; 智能微网技术; 自愈技术;

　　电力系统在其运营期间，应将供电稳定性作为其运营效果的评价指标，我国每年因停电而造成的经济损失可达数千亿元，因此，配电网络需要进行优化调整，改善电力用户服务体验，提高用电效益。据统计，超九成停电原因是配电网终端引发，而因故障导致的配电网电力中断比例则约为三成，所以，研发、推广配电网的自愈技术，能有效提升供电可靠性，避免用电用户损失。为提升配电网建设水平，将智能化、自动化等技术与供电技术相结合，可以有效建设良好的输配电网络。

　　1 、配电网的自愈概念

　　配电网络自愈这一概念最早出自1999年，由美国电能研究计划中提出，随后智能电网及现代电网都将自愈技术作为其重要发展目标，各国为尽早实现较高供电质量目标，投入自愈技术的研究中，由此便可推动电力产业更快速、更完善实现配电网高效运营目标。智能电网各项技术中，自愈理念是重要的研究方向，为确保电网稳定运行，应不断优化自愈技术的实际应用效果，以此来提升供电质量。
 

　　电网自愈技术主要内容是在电网运行状态中瞬时诊断现存问题，进而利用评估、处理等方式，减少或避免人为干预，使配电网络恢复正常运行状态。因此，监控技术、故障处理技术都是自愈技术的有机组成部分，通过不间断的在线诊断，及时发现当前配电网络中的故障，以此针对性地调整故障隐患，消除停电危害。当配电网络中发生故障，较大概率引发停电危害，采用自愈技术，便可以快速发现并隔离故障，采用配电网相关自动化技术来对线路、设备进行自我恢复，以此提升供电稳定性。

　　2 、配电网的自愈技术

　　2.1 、配电自动化技术

　　配电网为对各级线路、设备进行良好的管理控制，采用自动化技术，可以为电能系统的正常运行，提供较稳定保障，同时，该技术还能为电能系统对配电过程中的智能化分配进行有效支持，自动化技术是配电网络运行的核心技术类型。配电自动化技术其综合性很强，因为其体系庞大，将电力产业在配电运行期间的各项功能数据都进行了有效的控制，以此来帮助配电网络能在未来发展中具备更强势的应用成效，也正是由于该技术能将各类技术及功能进行有效整合，所以，自愈技术对该项技术的应用不可或缺。

　　配电自动化技术，有其应用特征。首先，该技术能接入DER，并且可以和配电网的各项应用功能进行有机集成，所以可将配电网络中的各项功能进行统一整合，实现较高控制效果，比如，当对柔性配电相关设备进行控制时，能充分协调各类设备进行稳定运行。其次，自愈技术需要进行实时在线监控，而自动化技术可以在有源配电网使用中满足较好的监控需求，并且能为整体自愈系统提供实时的故障数据，借助仿真分析软件的数据导出，帮助配电网作业人员尽快做出决策，借助软件实现无缝自愈目标。再次，自动化技术能为分布智能控制提供支持，并且可以帮助整个配电网系统具备较强的可拓展性，所以，这便为自愈技术提供了充足的自动化开放基础。最后，各类自动化系统内部，其集成方式是无缝衔接的，由此便可为信息的传递进行高度化的共享操作，促进系统功能进行有效的深度结合，从而保证用户的用电服务落实到自动化系统中，完善供电质量。

　　整体来看，配电自动化技术能将监测、控制等功能进行统一整合，由此便可提高用户服务质量，还可以在不断的内部控制下减少配电系统的运行成本，由此可知，该技术可在开放式的通信体系、柔性的电力体系中，充分支持配电网络智能化建设目标落实，为自愈技术提供较稳固、强势的基础技术支持。

　　2.2 、智能微网技术

　　借助电力电子、分布式发电及新型发电、储能等技术，可以帮助配电网络更好落实自愈技术。将分别是发电的各个单元进行设计集成，并结合负荷，以此作为全新的独立系统，通过此种方式，帮助用户进行电能、热能的维持，该种方式是自愈技术的重要应用基础。经过合理控制，微网能实现较高的并网运行效率，并可以在一定操作下完成脱离主电网而去独立运行的操作，以上两种运行模式是智能微网技术的主要运行方式，在对两种模式进行切换时，可实现无缝转换，以此保证自愈技术的稳定性。

　　微网做以智能化运行即为智能微网技术的核心内涵，通过将先进的电力技术和通信技术进行整合，能让整个自愈技术借助计算机操作、控制微网的各项设备，以此实现功能模式的转化，当微网具备较高应用功能时，则自愈技术可进一步完善其控制性能上的精准程度。不过，现阶段微网运行中仍存在部分技术难题，比如，电力技术和其余技术的相互配合效果、能源体系的开发等，当将问题充分解决，便能将能源、经济，乃至环境进行更高效阶段的融合发展，促进自愈技术不断提升其应用成效。智能微网在整体分析看来，其本质是信息集成后的微型智能化系统，它的信息交互能力较强，以此便可完善自愈技术的信息系统缺憾。

　　3 、自愈技术整体架构

　　3.1、 自愈功能架构

　　从功能上分析，自愈技术其系统构成中具备三个主要应用功能，其一为优化运行，其二为监测发现故障，其三为消除故障并恢复配电。根据功能划分并分析，可以设计出自愈功能的完整体系。

　　正常运行状态下，自愈系统可以根据决策机构的功能，为配电网络进行充分优化及控制，促进自愈的各项完整功能可保持高效运行，此时，通信系统可以接入该流程，为计算机决策提供实时的运行状况分析。故障隐患存在时，决策机构可借助充足信息来进行决策处理，以便顺利解决当前存在故障危害，但决策机构不能直接消除隐患，而是再次经由通信系统来把决策信息上传至上层机构，借由机构处理后，再由通信系统向下传递具体的处理操作，由此便可以完成故障清除流程。自愈体系下的控制系统包括配电网络中的一次及二次系统，因此，自愈技术所涉及的管理领域较多，且规模巨大，所以借助各项辅助系统，如调度系统、测量装置、控制系统等，在各系统协调运作下，才能保证配电网络能展示出较高的智能化应用水平，促进自愈技术健康发展。

　　3.2 、自愈硬件架构

　　数据采集系统。自愈技术各系统功能需要硬件设备支持，在下游系统的硬件组成中，数据采集系统相关硬件组成能帮助数据进行充分分析，该步骤中的采集装置需要借助传感器、电气设备、监测设备等硬件设备进行支持，从而更好地获得一手数据，并且可以将数据实时传递到主交换机中，最终落实自愈控制操作。

　　自愈控制系统。在数据采集并传递到自愈控制系统后，该系统可以正常工作，以此来将数据信息加以整理、处理，全面分析结束后再呈递到下一技术流程中。该系统下包括SCADA、自愈控制、数据库等三类服务器，主要是分析预防性自愈手段及校正性手段，由此判断出科学、合理的自愈方式，加快自愈落实速度。

　　人工控制系统。自愈控制分析得到的数据结果，需要借助主交换机设备将数据传送至调度员和自愈控制的工作站，当人工调度对此隐患数据做出反馈后，还需要将反馈结果在人为干预形势下，做分析操作。当遇到棘手故障及特殊情况时，人工调度还应对此进行及时支持援助，确保自愈控制流程完善。

　　通信设计系统。人工控制系统结束工作后，可将分析结果传送到通信子系统中，借助通信技术设计方案，继而把分析结果传送至网络服务器、保护执行装置中，促进服务器与电网系统进行交流。配电网借助有效的通信手段，将控制中心的控制命令准确地传送到远方终端单元，同时，将远方设备的运营状况的数据信息收集到控制中心。

　　维护开发系统。借助维护开发系统，能够将服务器的整体系统进行有效维护，并且通过更新升级操作，使自愈系统能充分保持运行上的可靠性。凭维护开发系统，还将为自愈控制相关功能提供增添、剔除作用，以此将自愈体系下的各类冗余、失效部分清除，维持自愈性能的较高水平发挥。

　　4 、结语

　　综上所述，自愈技术在智能配电网络中能取得较高应用成效，随着信息、通信等技术发展，自愈技术也逐步完善，我国为提升用电用户的使用稳定性，未来将会使自愈技术具备无缝自愈的控制能力，由此提高用电效益。通过数据采集、自愈控制、人工控制、通信设计、维护开发等硬件架构系统，可持续优化自愈功能架构，促进自愈技术逐步提高其自动化、智能化水平，从而建设稳定的配电网络系统，减少停电时间。

　　参考文献

　　[1]曹宏宇.提高供电可靠性视角下的智能配电网自愈控制技术研究[J].无线互联科技,2020,17(15):161-162.
　　[2]梁瑞尤,黄志鹄,陈智广.免疫原理的智能配电网自愈系统关键技术分析[J].自动化与仪器仪表,2020(06):201-204.
　　[3]陈静,尚复元,李兴明.配电网自愈技术研究[J].通讯世界，2019,26(11):255-256.