配电自动化技术在10 千伏及以下配电网中的应用

前言：

10 千伏及以下配电网是电力自动化建设的核心要素，电力发展水平的衡量指标为自动化水平，科学规范地应用配电自动化技术，为电力系统的正常平稳运行打下坚实基础，达成 10 千伏及以下配电网自动化目标，保障供电质量，经济建设与生产生活的用电需求被充分满足，创造出显著的经济价值。

一、配电自动化技术根本特征

配电自动化技术是整合集成了现代化通信技术、数据采集技术、计算控制等技术，能够持续化、不间断地采集和处理配电网运行数据，促使电力系统具备优越的数据处理能力，并且可以实时化监测、远程控制配电网的一种技术手段。其具有高度集成化、先进性、智能化以及自适应强的根本特征，不仅能够做到监测配电网运行状态，还可以远程控制，使得电力系统的运行效率与管理水平大大提升[1]。而且在现代化技术支撑下，可高质高效地完成数据采集、处理、传输等一系列工作，同步衡量用户负载特征与电价等多方要素，搭建用户负载模拟模型，满足于负载削峰填谷要求。当配电网出现异常或故障问题，此技术可对网络拓扑自动解析，依托于优先级进行负载保护性削减，强化电网自愈能力。

二、在10 千伏及以下配电网中应用配电自动化技术要点

（一）贯彻践行技术应用准则

促使配电自动化技术的优势可完全发挥出来，在 10 千伏及以下配电网中的应用规范化、科学化，需贯彻践行技术应用准则。其一，可靠性准则。配电自动化技术要确保 10 千伏及以下配电网可以长时间保持稳定运行状态，出现故障问题的概率较小且不会埋下安全隐患，实现供电系统稳定供电目标，为终端用户带来优越体验。技术应用期间，需合理规划与构建配电自动化系统，做好硬件布局，网络通信系统质量过关，子站、主站系统以及通信介质多方面都科学化，具有可靠完善的软硬件自动化系统设施。

其二，安全性准则。配电自动化技术要做到有效管理10 千伏及以下配电网，统筹规划出科学可行的运行措施与管理方案，动态化监控配电网的整体运行状态，控制能力处于高水平下。一旦出现故障问题会第一时间采取得当的维护控制手段，确保供电安全。

其三，实用性准则。配电自动化带有复杂性特点，涉及众多模块，在配电网运行期间应用此技术可保障运行效率与质量。发挥出技术的最佳效用，以实用性准则为指导，严格遵守既定计划与既定目标要求规划技术应用流程，杜绝出现盲目应用情况。在技术应用前要先做好设计工作，优化改善配电网中的不合理状况。

（二）建设配电网自动化系统

在10 千伏及以下配电网中应用配电自动化技术，需建设配电网自动化系统。从软件层面来看，由系统控制和系统显示两个模块组成系统控制依赖于 PLC 可编程控制器实时收集配电网数据，经过数据处理后将数据存储在接口DB 模块中。根据配电网数据采集服务器要求，调整 OPC 组合，并在一级和二级系统中添加网关，起到隔离内部和外部网络作用。防火墙负责数据过滤任务，自动监控配电网中的所有电力设备 [2]。系统显示包括文本显示器和触摸屏等设备，能够提高 PLC 模块中各种数据应用控制效率，有助于简化操作程序，减少操作和维护工作量，确保系统稳定性的同时，还保证前端应用具备数据存储条件，在物理磁带内备份配电网的核心数据。

从配电网自动化系统的功能配置来说，是由三个层次组成，具体为数据采集存储、数据总线和访问接口、应用功能。系统的应用功能涉及到众多方面，比如利用可视化技术掌握配电网的实际运行状态和相关信息进行运行监视；采取硬接线或无线技术将监控系统和电力设备连接以及升级数据通信连接建立数字化配电站而进行操作与控制；根据收集分析系统的数据反馈结果与出现异常问题的自动分段隔离而实现智能警告。另外，配电网自动化系统还要具有运行管理功能、辅助应用功能以及节能损耗管理功能。

（三）一次设备与供电接电方式

应用配网自动化技术，还要从一次设备、供电方式、接电方式几方面来展开。因为 10 千伏及以下配电网的架空线路发生异常或故障大多为瞬时性问题，将重合器安装在电力设备上，有助于规避故障问题，保证配电网稳定性，当重合器具有智能化特点，可达成供电系统独立运行目标。供电系统是否稳定是配电自动化技术效用发挥的核心要素，供电时间、停电时间、停电范围等多因素一同决定了供电系统的稳定系数。由于一些城市的架空线网对供电范围有着限制要求，所以采取双电网的供电方式更为适宜。网络结构在 10 千伏配电网自动化系统中扮演着重要角色，进行配电网的网络结构安装作业时，要以城市的规划情况为出发点，采取环网布置方式加以管控，选择应用三分段、三联络的方式开展线路接电操作。

（四）有效辅助故障定位与处理

配电自动化技术应用在配电网中，还要做到有效辅助故障定位与处理，定位故障速度关乎停电使用，利用配电自动化技术妥善处理好以往故障信息不全面、故障判断方式依赖于人工经验以及故障定位精度较差等问题，建立起响应、定位与决策精确化与智能化的故障处理体系。通过同时应用终端与行波混合定位技术，解决故障信息不全面这一问题，对于不具备监测终端的配电网区段，利用故障行波传播特性分析可计算出故障位置，故障定位误差较小。在配网自动化系统中的智能决策单元增设故障诊断专家库，将常见、典型的故障案例收录其中，借助于模糊推理算法进行故障特征匹配，当系统检测到组合故障特征，可以自动判断出故障类型以及提供故障点概率分布热力图。配合使用北斗定位技术与 GIS 地图技术，确保故障定位精度更高，可以在电子地图上显示故障定位结果，将配电网的杆塔编号、附近交通条件状况以及备品备件的存放位置都清晰标注出来，相关人员利用 AR 导航准确得到故障点位，使得配电网可尽快恢复至正常状态。

（五）持续监控配电网运行状态

以往的 10 千伏及以下配电网监控面临众多困难，而运用配电自动化技术，可打造出感知全网状态、智能化评价与精准化预警的一体化监控体系。由部署数据中台的方式进行跨系统数据融合，应用业务主题和数据模型相结合的架构，统一存储原本在配电网中分散的海量数据信息，构建有效的设备与负荷关联机制，提升数据查询效率，缩短跨系统报表生成时间 。引进设备健康指数作为配电网状态评价工具，同步衡量直流电阻、介损等电气参数；温度与湿度等环境因素以及历史缺陷等，利用层次分析法计算出各健康度得分，一旦低于设定数值就会自动触发预警，对配电网检修方案规划设计起到指导作用。

结论：

综上所述，将配电自动化技术应用在 10 千伏及以下配电网当中，需贯彻践行技术应用准则、建设配电网自动化系统、采取得当的一次设备与供电接电方式、有效辅助故障定位与处理、持续监控配电网运行状态几方面，由此将此技术的优势充分完全发挥出来，为电网智能化建设起到强大助力作用。

参考文献：

[1] 田嘉瑞 . 配电自动化技术在配电网建设中的应用 [A] 全国绿色数智电力设备技术创新成果展示会论文集（四）[C]. 中国电力设备管理协会，2024：3.

[2] 孙洪升 ， 杨杨 . 配电自动化技术在配电网建设中的应用 [J]. 中国高新科技 ，2024，（01）：100-101+113.

[3] 莫凡 ， 何其 .10kV 配电网的自动化系统优化策略 [J]. 电工技术 ，2023，（S1）：50-52.