電力行業(yè)正在經(jīng)歷巨大的變革和再造，其主要驅(qū)動力是去碳化、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)和機遇。例如，遠(yuǎn)離煤炭需要在保持低資本成本、實現(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\營挑戰(zhàn)也是一個重要的考慮因素，實現(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。

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

當(dāng)前情景

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

遵守環(huán)境和法規(guī)要求，以及對可靠電源的需求，正在推動二次電網(wǎng)自動化。這一級別的自動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)實施，這不僅有利于配電系統(tǒng)運營商 （DSO），也有利于最終消費者。

二次電網(wǎng)中的自動化

雖然資產(chǎn)數(shù)據(jù)的數(shù)字化越來越成為常態(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)的自動化非常重要。

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

具有先進(jìn)控制和通信技術(shù)的數(shù)字傳感器和開關(guān)等智能自動化設(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，從而確保降低運營成本、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營商創(chuàng)造運營和維護效率。

來自歐盟國家的數(shù)據(jù)表明，配電網(wǎng)絡(luò)的故障主要是由倒樹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% 的時間都會出現(xiàn)隔離器絕緣不良的情況。配電自動化降低了此類事件的發(fā)生頻率、停電時間和成本，這對可靠性指標(biāo)有直接影響。

網(wǎng)絡(luò)自動化技術(shù)為電網(wǎng)運營商提供了準(zhǔn)確診斷、檢測和定位故障的高級功能?；陴伨€的故障檢測、隔離和恢復(fù) （FDIR） 或服務(wù)恢復(fù) （FLISR） 技術(shù)可以通過隔離出現(xiàn)故障的饋線并切換到相鄰饋線，從而在幾分鐘內(nèi)自動恢復(fù)電力，減少受影響客戶的數(shù)量和中斷時間。在全自動切換和驗證的情況下，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)自動化提高了電網(wǎng)的可靠性，從而降低了經(jīng)濟成本和停電給客戶帶來的不便。在美國，電力供應(yīng)中斷每年給經(jīng)濟造成近 440 億美元的損失（Kristina Hamachi，2018 年）。

這些技術(shù)還可以提高運營和維護效率，從而為公用事業(yè)公司節(jié)省開支。使用自動電壓調(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)自動化

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

隨著新的 134kW 太陽能發(fā)電廠的安裝，允許最大 +/-10% 的波動以確保電能質(zhì)量，從而違反了低壓網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的電壓限制。通過引入 RTU450，我們的配電自動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)生的更大財務(wù)支出。

該安裝還為公用事業(yè)運營商提供了一個安全的 VPN，并通過遠(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，幫助公司提高運營效率和成本。

結(jié)論

將自動化部署到二級電網(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段更好地管理需求。

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

成本收益：穩(wěn)定的成本為消費者提供了定價選擇，當(dāng)然，由于運營效率而節(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，使運營商能夠看到電網(wǎng)內(nèi)部并做出更快、更智能、更安全的決策。這對于使電網(wǎng)智能化和對未來停電做出響應(yīng)變得勢在必行?！　?/p>