試論智能電網(wǎng)的配電自動(dòng)化改造

發(fā)布時(shí)間: 2016-03-18   來源:本站編輯

 

  在電網(wǎng)快速發(fā)展的當(dāng)下,進(jìn)行智能電網(wǎng)的配電自動(dòng)化改造已經(jīng)成為大勢(shì)所趨,它不僅有力的推動(dòng)著電力事業(yè)的發(fā)展,對(duì)于提高電網(wǎng)運(yùn)行效率而言也具有重要意義。本文針對(duì)智能電網(wǎng)中的配電自動(dòng)化改造進(jìn)行研究,首先對(duì)相應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了闡述,對(duì)智能電網(wǎng)配電自動(dòng)化的發(fā)展進(jìn)行了綜述,分析了智能電網(wǎng)與配電自動(dòng)化之間的關(guān)系,重點(diǎn)對(duì)改造進(jìn)行了研究,包括:主站改造、子站改造以及終端改造,最后對(duì)改造效率進(jìn)行了分析。

  1、配電自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及技術(shù)指標(biāo)

  根據(jù)配電系統(tǒng)的容量大小,可以將配電自動(dòng)化系統(tǒng)分為三種不同的類型,分別是:大型配電自動(dòng)化系統(tǒng)、中型配電自動(dòng)化系統(tǒng)以及小型配電自動(dòng)化系統(tǒng)。通常情況下,在選擇配電自動(dòng)化系統(tǒng)的類型時(shí)需要與實(shí)際的要求和目標(biāo)以及將來的發(fā)展規(guī)模相結(jié)合,以經(jīng)濟(jì)性、可擴(kuò)展性、安全穩(wěn)定性等為基本原則,圖1給出了典型的配電自動(dòng)化系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)圖。其中,它最突出的優(yōu)點(diǎn)在于:具有較好的靈活性,在建設(shè)的初期可以采用中型配電自動(dòng)化系統(tǒng)的型式進(jìn)行建設(shè),并且裝設(shè)相應(yīng)的主站、子站以及終端等。當(dāng)需要對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展時(shí),可以適當(dāng)增加主站系統(tǒng)數(shù)量,同時(shí)將其中的一個(gè)主站作為中心站。按照層次結(jié)構(gòu)的不同,可以將系統(tǒng)分為三個(gè)層次,其中,第二層以下的結(jié)構(gòu)可以根據(jù)需要適當(dāng)擴(kuò)展。

  在配電網(wǎng)中,自動(dòng)化系統(tǒng)的地位是毋庸置疑的,因此,對(duì)其要求較高,相應(yīng)的開關(guān)設(shè)備不僅要滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)還應(yīng)該滿足相應(yīng)的管理系統(tǒng)運(yùn)行要求。注:配電自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)可參看相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)文件。

  2、智能電網(wǎng)配電自動(dòng)化的發(fā)展

  在我國電網(wǎng)的發(fā)展中,智能電網(wǎng)配電自動(dòng)化的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段,以下對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)分析。

  2. 1配電系統(tǒng)開關(guān)設(shè)備的配合在該階段,主要配電設(shè)備還沒有建立完善的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),也缺失通信網(wǎng)絡(luò)。重合器等的使用會(huì)影響配電系統(tǒng)的功能,表現(xiàn)在:當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)故障時(shí),通過相應(yīng)的配電開關(guān)設(shè)備的相互配合,配電系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)故障區(qū)域的隔離以及維護(hù),從而保證了對(duì)用戶供電的正常以及穩(wěn)定。在自動(dòng)化開關(guān)設(shè)備的相互配合下,配電系統(tǒng)自動(dòng)化具有十分積極的作用,但值得注意的是這種自動(dòng)化也存在一定的局限性,主要體現(xiàn)在:在實(shí)現(xiàn)維護(hù)自動(dòng)化的過程中,需要定期進(jìn)行設(shè)備維護(hù),同時(shí)這種維護(hù)缺乏安全和穩(wěn)定的自動(dòng)化特點(diǎn)。

  2. 2配電通信網(wǎng)絡(luò)在該階段中,最突出的特點(diǎn)是:應(yīng)用了配電系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)以及后臺(tái)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò);它對(duì)于配電系統(tǒng)的自動(dòng)化功能而言是質(zhì)的飛躍。在配電系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下,后臺(tái)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用依然能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化控制,它在很大程度上保證了配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。除此之外,應(yīng)用通信網(wǎng)絡(luò)還有助于配電系統(tǒng)的遙控維護(hù)等。

  2. 3配電系統(tǒng)自動(dòng)控制在配電系統(tǒng)的自動(dòng)控制階段,主要是實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的自動(dòng)控制功能的添加;在計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下,在開關(guān)設(shè)備配合自動(dòng)化和后臺(tái)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)控制功能的添加。它不僅實(shí)現(xiàn)了配電系統(tǒng)正常運(yùn)行的自動(dòng)化,同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程遙控的自動(dòng)化。

  3、配電自動(dòng)化改造內(nèi)容

  作為一項(xiàng)系統(tǒng)而龐大的工程,配電網(wǎng)系統(tǒng)的自動(dòng)化改造涉及到以下三個(gè)方面的內(nèi)容。

  3. 1主站自動(dòng)化系統(tǒng)改造在主站系統(tǒng)中,主要包括三個(gè)子系統(tǒng),分別為:①配電SCADA主站系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中,主前置服務(wù)器是RTu服務(wù)器中的一臺(tái);當(dāng)這臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí),系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)的為系統(tǒng)配置一臺(tái)服務(wù)器替代出現(xiàn)故障的主前置服務(wù)器,從而有力的保證了系統(tǒng)的正常運(yùn)行。這些功能都是通過nap來實(shí)現(xiàn)的。在子站服務(wù)器中,通過相應(yīng)的交換機(jī),可以實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送給主前置機(jī)服務(wù)器,這些數(shù)據(jù)信號(hào)通過dater進(jìn)行接收,并相應(yīng)的存入到本地,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)共享。通過datsrv的接受,子前置服務(wù)器能夠接受這些數(shù)據(jù)信息,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的共享。②配電應(yīng)用軟件子系統(tǒng)DAS。通常情況下,當(dāng)配電網(wǎng)自動(dòng)化改造完成以后,為了滿足系統(tǒng)的技術(shù)要求,需要進(jìn)行系統(tǒng)故障恢復(fù)診斷功能的聯(lián)機(jī)調(diào)試,即:配電網(wǎng)的自動(dòng)化功能;在進(jìn)行調(diào)試之前,需要保證相應(yīng)條件的正確,包括:主站配置庫已經(jīng)完成、系統(tǒng)主站和子站之間的通信正常、FTU中相應(yīng)的功能正常。③配電管理系統(tǒng)DMS。就配電系統(tǒng)來說,其最為主要的功能是:AM/FM/GIS功能。它有效結(jié)合了空間數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及電力系統(tǒng)技術(shù)等,主要應(yīng)用于對(duì)電力設(shè)備空間定位資料的分析和顯示,同時(shí)也可以對(duì)相應(yīng)的屬性資料進(jìn)行分析,屬于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。其中,AM表示自動(dòng)繪圖系統(tǒng),F(xiàn)M表示設(shè)備管理系統(tǒng),GIS為地理信息系統(tǒng);將三者結(jié)合起來就形成了DMS基本平臺(tái),并建立了相應(yīng)的DMS數(shù)據(jù)庫,它可以提供共享資料給子系統(tǒng);分析其主要優(yōu)點(diǎn),包括:資料的冗余度更小,資料具有統(tǒng)一性,具有人性化操作界面。另外,應(yīng)用GIS系統(tǒng),電力系統(tǒng)得到了一種新的表達(dá)形式,具有直觀的特點(diǎn),空間管理能力更強(qiáng)。

  3. 2子站自動(dòng)化系統(tǒng)改造配電網(wǎng)中很多設(shè)備需要監(jiān)控,涉及到的范圍較廣,較難將監(jiān)控設(shè)備直接聯(lián)系配電主站,因此,需要中間級(jí),即:配電子站系統(tǒng)。配電子站能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控功能。另外傳輸?shù)脚潆娭髡镜耐ㄐ盘幚砥髦械膶?shí)時(shí)數(shù)據(jù)也能得到實(shí)時(shí)監(jiān)控,這樣一來不僅能夠節(jié)省主干通道,對(duì)于配電自動(dòng)化主站而言,還可以順利繼承自動(dòng)化成果。

  3. 3終端系統(tǒng)自動(dòng)化改造就城市配電網(wǎng)而言,其自動(dòng)化終端的主要任務(wù)是:實(shí)現(xiàn)各類設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控,如:柱上開關(guān)、開閉所以及配電變壓器等,它不僅要完成遙測(cè)、遙控和遙調(diào)的功能,同時(shí)還要完成故障的識(shí)別和控制,與主站和子站相配合實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行情況的檢測(cè)和優(yōu)化,對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重構(gòu),隔離故障。在變電站的開閉所自動(dòng)化終端中,采用的是光纖雙以太網(wǎng);而在柱上自動(dòng)化終端中,則是采用R2485/232等無線方式,或者是采用光纖等接入到D25數(shù)據(jù)集中器中。這種配置有效結(jié)合了D25多功能電子裝置,實(shí)現(xiàn)了配置的靈活化,十分適宜應(yīng)用于未來可能大規(guī)模擴(kuò)展的場(chǎng)合。在該系統(tǒng)中,按照相關(guān)的功能要求,其系統(tǒng)的改造方案有以下幾種:①數(shù)據(jù)集中器。②開閉所自動(dòng)化終端。③柱上自動(dòng)化終端。

  4電網(wǎng)配電自動(dòng)化可靠性及改造效益

  作為一項(xiàng)高新技術(shù)工作,實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的自動(dòng)化運(yùn)行不僅要注意到配電網(wǎng)點(diǎn)多面廣的特點(diǎn),同時(shí)也應(yīng)該注意人員和線路的不穩(wěn)定因素;此外,由于計(jì)算機(jī)的軟件和硬件更新快,管理和維護(hù)配電網(wǎng)自動(dòng)化的過程十分復(fù)雜。依靠眾多的數(shù)字終端設(shè)備以及通訊網(wǎng)絡(luò)的傳輸通道等,配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析以及更新等功能。為了保證其穩(wěn)定運(yùn)行,需要定期進(jìn)行科學(xué)合理的維護(hù)工作。具體而言包括:終端設(shè)備的運(yùn)行及維護(hù)、通信光纜的運(yùn)行及維護(hù)、計(jì)算機(jī)等硬件的運(yùn)行及維護(hù)。

  實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化改造以后,電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)可以進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控,這就大大提高了電網(wǎng)調(diào)度的安全穩(wěn)定性,可以有效防止由于信息傳遞不暢通而造成的盲調(diào)狀態(tài);另外,電網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行的其他功能也得以實(shí)現(xiàn),如;線路故障的自動(dòng)化診斷、確定故障點(diǎn)的自動(dòng)化隔離,故障區(qū)域供電的自動(dòng)化恢復(fù)。經(jīng)過電網(wǎng)的配電自動(dòng)化改造以后,配電搶修的工作量得到了大大減輕,相應(yīng)的反應(yīng)速度也得到了大大提高。經(jīng)過初步核算,經(jīng)過配電自動(dòng)化改造之后的區(qū)域,其平均故障停電時(shí)間減少了0.07h/戶每年,供電的可考慮高達(dá)99.9%;社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益都得到了極大的提高,另外,還由此培養(yǎng)出了一批專業(yè)素質(zhì)高的電網(wǎng)維護(hù)人員,為全面實(shí)現(xiàn)堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

  5結(jié)束語

  本文闡述了配電自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和技術(shù)指標(biāo),分析了智能電網(wǎng)配電自動(dòng)化的發(fā)展,重點(diǎn)對(duì)改造進(jìn)行了研究,包括:主站改造、子站改造以及終端改造,最后對(duì)改造效率進(jìn)行了分析。通過智能電網(wǎng)配電自動(dòng)化的改造,電網(wǎng)的電能質(zhì)量得到了提高,故障停電時(shí)間減少了,恢復(fù)速度也提高了,電網(wǎng)企業(yè)社會(huì)責(zé)任得到了落實(shí)。

 

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