電力行業(yè)正在經(jīng)歷巨大的變革和再造，其主要驅(qū)動(dòng)力是去碳化、數(shù)字化和去中心化。這些范式轉(zhuǎn)變伴隨著各自的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。例如，遠(yuǎn)離煤炭需要在保持低資本成本、實(shí)現(xiàn)可靠的替代供應(yīng)以及環(huán)境目標(biāo)和合規(guī)性之間取得平衡?？稍偕茉吹倪\(yùn)營(yíng)挑戰(zhàn)也是一個(gè)重要的考慮因素，實(shí)現(xiàn)可再生能源的持續(xù)供應(yīng)和并網(wǎng)將需要超越傳統(tǒng)做法的解決方案。

自動(dòng)化為創(chuàng)建未來(lái)就緒的電網(wǎng)提供了重要的解決方案。智能電網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)造了一個(gè)更高效、更可靠的系統(tǒng)。事實(shí)上，2017 年價(jià)值超過(guò) 300 億美元的智能電網(wǎng)市場(chǎng)將以超過(guò) 11% 的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，到 2024 年達(dá)到 700 億美元（Aditya Gupta，2017）。

當(dāng)前情景

不斷增長(zhǎng)的需求、電力運(yùn)輸、高峰時(shí)間的波動(dòng)、可再生能源的整合、消費(fèi)者層面的智能電表以及操作和生成信息的相互關(guān)聯(lián)性正在推動(dòng)電網(wǎng)的根本轉(zhuǎn)型。

遵守環(huán)境和法規(guī)要求，以及對(duì)可靠電源的需求，正在推動(dòng)二次電網(wǎng)自動(dòng)化。這一級(jí)別的自動(dòng)化將確保更好的控制、更好的數(shù)據(jù)管理和有效的智能電網(wǎng)實(shí)施，這不僅有利于配電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商 （DSO），也有利于最終消費(fèi)者。

二次電網(wǎng)中的自動(dòng)化

雖然資產(chǎn)數(shù)據(jù)的數(shù)字化越來(lái)越成為常態(tài)，但更智能、更有彈性的電網(wǎng)的更大和關(guān)鍵方面在于可再生能源的整合，因此投資于二次電網(wǎng)的自動(dòng)化非常重要。

由于來(lái)自風(fēng)力渦輪機(jī)和太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)等各種分布式能源 （DER） 的電力，DSO 面臨反向饋電或反向功率流。因此，導(dǎo)致需要維護(hù)和保護(hù)電路。

具有先進(jìn)控制和通信技術(shù)的數(shù)字傳感器和開(kāi)關(guān)等智能自動(dòng)化設(shè)備可改善故障定位、隔離和服務(wù)恢復(fù)。它們還可以提高極端天氣情況下的恢復(fù)能力。自動(dòng)化顯著改善了設(shè)備監(jiān)控和服務(wù)恢復(fù)。它還有助于預(yù)防性維護(hù)，從而確保降低運(yùn)營(yíng)成本、有效利用服務(wù)人員并減少環(huán)境排放。所有這些都有助于為運(yùn)營(yíng)商創(chuàng)造運(yùn)營(yíng)和維護(hù)效率。

來(lái)自歐盟國(guó)家的數(shù)據(jù)表明，配電網(wǎng)絡(luò)的故障主要是由倒樹(shù)或架空線等自然因素造成的。此外，在電網(wǎng)的中壓部分，幾乎 70% 的時(shí)間都會(huì)出現(xiàn)隔離器絕緣不良的情況。配電自動(dòng)化降低了此類事件的發(fā)生頻率、停電時(shí)間和成本，這對(duì)可靠性指標(biāo)有直接影響。

網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化技術(shù)為電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商提供了準(zhǔn)確診斷、檢測(cè)和定位故障的高級(jí)功能。基于饋線的故障檢測(cè)、隔離和恢復(fù) （FDIR） 或服務(wù)恢復(fù) （FLISR） 技術(shù)可以通過(guò)隔離出現(xiàn)故障的饋線并切換到相鄰饋線，從而在幾分鐘內(nèi)自動(dòng)恢復(fù)電力，減少受影響客戶的數(shù)量和中斷時(shí)間。在全自動(dòng)切換和驗(yàn)證的情況下，可靠性比基于操作員的遠(yuǎn)程切換有更大的改進(jìn)，它提高了系統(tǒng)平均中斷指數(shù)（SAIDI）和客戶中斷持續(xù)時(shí)間指數(shù)（CAIDI）等指標(biāo)。降低停電率在最大限度地減少處罰和提高最終客戶滿意度方面發(fā)揮著重要作用。

網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化提高了電網(wǎng)的可靠性，從而降低了經(jīng)濟(jì)成本和停電給客戶帶來(lái)的不便。在美國(guó)，電力供應(yīng)中斷每年給經(jīng)濟(jì)造成近 440 億美元的損失（Kristina Hamachi，2018 年）。

這些技術(shù)還可以提高運(yùn)營(yíng)和維護(hù)效率，從而為公用事業(yè)公司節(jié)省開(kāi)支。使用自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)和功率因數(shù)校正可幫助公用事業(yè)公司監(jiān)控和減少峰值需求，更有效地利用現(xiàn)有資產(chǎn)并更有效地分配投資。

瑞士的二次電網(wǎng)自動(dòng)化

二次配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化是構(gòu)建智能電網(wǎng)的關(guān)鍵因素和先決條件。在最近的一個(gè)項(xiàng)目中，我們與瑞士最大的能源公司之一合作，將自動(dòng)化控制擴(kuò)展到農(nóng)村地區(qū)低壓網(wǎng)絡(luò)的二次配電網(wǎng)。

隨著新的 134kW 太陽(yáng)能發(fā)電廠的安裝，允許最大 +/-10% 的波動(dòng)以確保電能質(zhì)量，從而違反了低壓網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的電壓限制。通過(guò)引入 RTU450，我們的配電自動(dòng)化智能解決方案與監(jiān)控功能相結(jié)合，我們能夠更好地控制線路電壓。

這使我們的客戶能夠通過(guò)其網(wǎng)絡(luò)上的分布式能源提高電能質(zhì)量，并避免因新變壓器和使用更高額定電纜重新布線低壓網(wǎng)絡(luò)而產(chǎn)生的更大財(cái)務(wù)支出。

該安裝還為公用事業(yè)運(yùn)營(yíng)商提供了一個(gè)安全的 VPN，并通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制線路電壓調(diào)節(jié)器的電壓、負(fù)載狀態(tài)和溫度，幫助公司提高運(yùn)營(yíng)效率和成本。

結(jié)論

將自動(dòng)化部署到二級(jí)電網(wǎng)提供了許多好處，包括：

高效能源：優(yōu)化能源使用可以減少損失并在高峰時(shí)段更好地管理需求。

電力質(zhì)量：停電次數(shù)和持續(xù)時(shí)間的減少導(dǎo)致可靠性指標(biāo)和客戶滿意度的提高。

成本收益：穩(wěn)定的成本為消費(fèi)者提供了定價(jià)選擇，當(dāng)然，由于運(yùn)營(yíng)效率而節(jié)省了資金。

環(huán)境效益：減少溫室氣體排放可帶來(lái)更清潔、更綠色的電網(wǎng)。

總之，智能電網(wǎng)解決方案的應(yīng)用，使運(yùn)營(yíng)商能夠看到電網(wǎng)內(nèi)部并做出更快、更智能、更安全的決策。這對(duì)于使電網(wǎng)智能化和對(duì)未來(lái)停電做出響應(yīng)變得勢(shì)在必行?！　?/p>