工控自动化应用方案 ZigBee技术在用户端配电系统中的设计与应用
杨承雨
摘 要：自动化技术的推行是我国技术发展的主流趋势，我国对配电网自动化技术的研究越来越深入，在各个地区以及得到了广泛的应用。在少部分农村地区已经推行了自动化技术，农村配电网自动化技术与城市配电网自动化技术在应用的过程中有所区别。本文重点对农村配电网进行了简要的概述，并对其在农村地区的技术应用进行了科学的阐述与分析，为有关部门推行配电网自动化技术提供经验借鉴。
关键词：农村配电网；自动化技术；应用策略
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）14-0151-02
生活水平的提高促使人们对电力供应提出了更高的要求，配电网自动化已经在我国得到了普及。农村地区受到外界因素的影响，严重的制约了其自动化技术应用的程度，在农村地区推行自动化技术对于促进农村地区的发展，提高农村居民的生活质量具有重要的意义。笔者提出了相关的应用策略，希望可以促进地区的配电稳定性。
1 农村配电网自动化概述
农村配电网自动化技术是城乡配电改造中的重要技术之一，实现配电系统自动化管理，主要由配电站、配电子站、馈线终端构成。农村配电网是指分布在乡级以下地区的配电网络系统，具有分布范围小，环境因素恶劣等特征，在农村配电网中应用自动化技术，能够通过计算机技术实现对配电区域的信息采集，了解设备的运行状态，能够实现对配电网运行系统的实时监测，提高配电的稳定性。配电网自动化具有三种模式：一是简易型的配电自动化技术，能够实现就地检测以及简单控制的目标；二是实用型配电自动化技术，能够实现配电通信的多样化；三是标准型配电自动化，具有隔离故障的强大功能[1]。
2 农村配电网自动化技术应用的重要意义分析
2.1 强化配电网运行水平
农村配电网应用自动化技术，能够减少农村日常用电的停电次数与停电时间，强化配电可靠性。通过自动化技术，人员操作的工作时间以及工作内容都得到了缩减，线路出现故障的情况也随之减少，并能够避免在配电过程中受到各种外界因素的影响。
2.2 提高经济性、科学性
自动化技术能够实现对配电系统的科学观测，并对其负载情况进行反馈，能够在满足农村电力供应需求的基础上，对配电网的负载方向进行科学调度，能够保障配电网运行的科学性。应用自动化技术减少了配电网管理中人力资源消耗，实现经济性、科学性、准确性的配电网管理。
2.3 保障配电规划合理性
自动化技术具有遥感功能，能实现配电设备的灵活管理。在应用的过程中，可以实现配电运输的无功配置，并最大程度地减少电能损耗，并使对运行参数的控制进行了强化，能够使其电力的调度与分配更加合理。
2.4 优化配电网布局结构
农村配电网的布局相对分散，自动化技术应用能够对配电网结构以及布局进行科学优化。自动化技术中的网架结构，能够是变电站以及变电系统之间的联系更加密切，能够保障配电网的可靠性，并减少线损的情况出现[2]。
3 农村配电网自动化技术应用存在的问题
经过调查分析，普及自动化技术的农村地区供电可靠率在百分之九十九点七以上，还有可进步的空间。我国农村地区受到地理环境影响，供电区域比较分散。供电负荷比较小，在高峰用电时期会导致其存在电压偏低情况。大多数的农村地区会受到天气因素影响，在大风天气、雷雨天气中，会导致其出现故障，无法在短时间之内得到有效的处理。在农村自动化技术的应用过程中，电力技术人员缺乏，无法技术对故障进行维修，在自动化管理中缺乏高效的管理手段，所以，地理因素、环境因素、人力因素是制约农村配电网自动化技术应用的主要问题。
4 农村配电网自动化技术分析
配电网自动化技术在我国农村中的应用是配电管理未来发展的主流方向，虽然在农村地区没有得到广泛的普及，但在个别农村试点中取得了很好的应用价值，笔者对配电网自动化技术进行了总结，具体如下。
4.1 通信网络技术应用
通信網络配置是实现配电网自动化基础之一，其主要的作用是实现供电、用电信息之间的相互交换。其中主要包括GPS通信技术、光纤通信技术等，相比较传统的配电通信方式而言，GPS通信技术中的数据传输更加全面。以贵州某农村为例，在网络配置中加大了对配电网网络通信的投资，采用GPS通信技术作为配电信息数据交互的网络基础，并扩大了配电网的应用规模，在配电网通信系统出现故障时，其仍然可以正常的运作。就目前技术而言，OPON技术以智能技术的方式进入到配电网之中，具有很强的应用价值，在我国农村中的应用比较少，是未来配电网自动化应用的主要技术之一[3]。
4.2 载波通信技术
载波通信技术能够发挥速度优势，并具备很高的配电安全性。该技术在形式上与有线通信技术相似，在此技术应用中，需要耦合器作为信号分散设备。通常情况下，载波通信技术的通频带以固定的形式存在，在配电频谱中的应用也比较固定，如果配电网中存在高频信号，会对载波通信的质量造成一定程度的影响，在应用此技术时，需要重点提高载波通信系统发射信号功率。
4.3 配电网故障管理自动化技术
在配电网自动化管理中，一旦配电网中某个节点出现了故障，系统会通过配电站点发出预警消息，并对不同级别的故障形式进行对比，形成相应的等级制度。在遇到比较严重的故障时，其警报中的等级也比较高，维修人员能够通过预警结果，实现对配电网系统节点的科学维修。当变电站出现问题时，可以通过断开重合器的方式保障供电系统的稳定。
4.4 馈电自动化技术
馈线自动化是当前农村配电网自动化技术应用的主要方向。其主要应用的设备是DEP-900馈线终端设备，其在环网供电的结构上包括各环网开关、负荷开关、配电站等。该技术能够实现配电系统故障后的网络捷信组合，并将集中控制手段与分布控制方式结合在一起。在此技术应用中，将系统中FTU通信通道与配电网系统相连接，当配电网络出现故障时，能够通过软件载体实现对故障的科学定位，并利用其环网柜发射遥控命令，能够实现恢复供电的主要目标。在馈电自动化技术中，能够实现对配电网运行状态的实时监测，监测内容包括电压增幅、电流功率、设备运行状态等。在此技术中，馈线的控制主要依据开关设备实现，能够对是故障状态以及正确状态下的配电网进行控制。
4.5 广域测控技术
广域测控技术的主要目的是实现对电网运行过程中监督以及管理，并实现对信息数据的收集以及处理，实现传输数据信息的最终目标。广域测控技术以平台的方式实现对配电网的自动监测与保护，平台主要包括主站、智能终端（STU）、通信系统等。在广域测控技术中，每个配电网的终端节点都可以以主站的形式出现，在配电系统的变电站之中安装一个终端系统DTT（远方跳闸保护），一旦配电网中变电站出现跳闸情况，该装置能够检测出跳闸位置，并发布命令，使其能够智能控制。广域测控技术主要由以下三个特点，其中一个句式分布式控制，另一个是具备在线监测功能，最后能够通过技术的应用，实现对配电站自动化管理。
4.6 配电网调度自动化技术
我国很多农村应用电网调度自动化技术，其主要的运行核心是计算机系统，在电网调度系统中，主要分为信息采集以及执行命令系统、信息传输系统、信息的收集，处理和控制子系统、人机联系子系统。其主要应用在配电网管理之中，在配电网自动化管理中，主要应用了以下几个自动化管理系统，分别是配电自动化系统、配电网络重构系统、配电网信息管理系统等。在农村中的应用比较少，但也取得了一定的应用效果，是未来农村配电网自动化发展的主要趋势。
5 农村配电网自动化技术应用策略分析
虽然在自动化技术是保障配电管理、传输自动化的基础，但在实际应用的过程中，要以一定的策略为依托，重点对自动化技术进行科学控制，实现配电网的自动化控制与管理。
5.1 强化通信系统
在农村配电网自动化技术应用过程中，要重视其与城市配电网之间的差异，在应用时需要重点考虑其通信系统的稳定性。首先，通信系统是保障自动化技术中信息交流与运输的核心，一旦其出现问题，就会导致自动化网络中断。通常情况下，配电网自动化通信系统主要分为电话线、光纤以及通信电缆等，农村的通信系统受到环境因素影响，在实际应用之中实现光纤普及不太现实，有关部门要结合实际的环境，在自动化通信系统的建设之中，采取最优的应用方式，提高配电网自动化水平。
5.2 科學选择设备
在农村配电网安装过程中，要充分的考虑配电设备的运行环境，科学的对设备的型号以及功能进行选择，最大程度地发挥其应用的价值。通常情况下，农村的环境设施比较复杂，天气因素也比较不稳定，需要选择受外界环境因素比较小的供电设备，保障配电网自动化的水平。在农村设备的选择上，要具有很强的抗干扰能力，并能够在应用中节约大量的人力资源以及物力资源，最大限度地发挥设备的性能，提高配电网自动化水平，运行设备性能是配电网自动化的基础之一。
5.3 结合实际情况
在农村应用配电网自动化技术，需要对配电网的结构以及布局进行科学设计，在电力工程实施之前要对周围的环境进行科学的考察，并派遣专业的电力人员对其进行设计。在设计中，要充分的考虑其电网的结构是否完整，配电网的功能是否全面，配电管理人员能否在发生故障时最快地恢复地区用电。在实际的应用之中，要结合不同农村地区的实际情况，对自动化技术的应用进行科学的控制，最大限度的保障配电网自动化功能的实现。
5.4 重视后期维护
后期维护是保障配电网自动化运行的重点内容，是保障自动化设备之间有效连接的基础工作。自动化技术的实现需要依靠大量的终端设备，管理人员要定期对设备进行检查以及维护，并对设备的运行状态进行检查，将故障因素消灭在萌芽状态之中。后期维护工作的内容也比较复杂，电力企业需要派遣专门的人员以及部队对配电网设备进行后期管理与维护，保障其自动化运行稳定性。
6 结语
配电网自动化技术的应用对于促进农村地区的发展具有重要意义，能够实现提高供电、配电稳定性与可靠性的最终目标。农村地区应用自动化技术受到了一定程度的制约，有关部门需要加大对技术的研究，提高农村配电基础设施，并最大程度地加强我国社会主义新农村建设。
参考文献
[1]农村配电网无功优化自动化系统技术集成与应用[J].沈阳农业大学学报，2018，49（01）：100.
[2]刘健，王魁元，张志华.利用自然适应性解决农村配电网电压质量问题的优化规划研究[J].电测与仪表，2017，54（15）：28-33.
[3]缪月森.农村配电网工程建设中的标准化管理策略[J].中国新技术新产品，2017，（12）：132-133.
