淺談配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的建設(shè)

羅俊平

摘 要:配網(wǎng)自動化指利用現(xiàn)代計算機(jī)、通信與信息技術(shù),將配電網(wǎng)的實時運(yùn)行、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備、用戶以及地理圖形等信息集成,構(gòu)成完整的自動化系統(tǒng),實現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控及管理的自動化、信息化。

關(guān)鍵詞:配網(wǎng)自動化配電終端

中圖分類號:TM6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)07(a)-0033-01

配網(wǎng)自動化指利用現(xiàn)代計算機(jī)、通信與信息技術(shù),將配電網(wǎng)的實時運(yùn)行、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備、用戶以及地理圖形等信息集成,構(gòu)成完整的自動化系統(tǒng),實現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控及管理的自動化、信息化。

1配網(wǎng)自動化的介紹

配電網(wǎng)直接面對廣大電力用戶、是供電企業(yè)與電力用戶聯(lián)系的紐帶。配電網(wǎng)的特點是:網(wǎng)絡(luò)深入城市中心和居民密集點;傳輸功率和傳輸距離一般不大;用戶性質(zhì)、供電容量、供電質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)可靠性要求各不相同。配電網(wǎng)內(nèi)設(shè)備點多且涉及的面較廣,這導(dǎo)致了整個配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的建設(shè)和維護(hù)的成本都比較高。目前,各類配電設(shè)施的管理主要依賴人工巡視,缺乏必要的信息化與智能化技術(shù)支持。

配網(wǎng)自動化指利用現(xiàn)代計算機(jī)、通信與信息技術(shù),將配電網(wǎng)的實時運(yùn)行、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備、用戶以及地理圖形等信息集成,構(gòu)成完整的自動化系統(tǒng),實現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控及管理的自動化、信息化[1]。

在南方電網(wǎng)公司配網(wǎng)自動化建設(shè)研討會上,明確提出了配網(wǎng)自動化的建設(shè)目標(biāo)是:(1)減少停電時間,提高供電可靠性;(2)實現(xiàn)配網(wǎng)運(yùn)行可視化,全面提高配網(wǎng)技術(shù)水平;(3)從可測可控及自愈、降低事故及大面積停電風(fēng)險、提高設(shè)備利用率、降低維護(hù)成本、提高電能質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等方面,提升配網(wǎng)運(yùn)維水平;(4)逐步實現(xiàn)與其他系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交互共享,提高系統(tǒng)信息化應(yīng)用水平;(5)提高客戶服務(wù)水平,提升供電企業(yè)的社會形象。

2配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的組成

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)主要由系統(tǒng)主站、各類現(xiàn)場配電終端和通信網(wǎng)絡(luò)等組成[2]。

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)主站是配網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行和管理的中心,通常由服務(wù)器、工作站、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全防護(hù)設(shè)備、時鐘同步裝置等硬件設(shè)備及配套軟件構(gòu)成。其中服務(wù)器包括數(shù)據(jù)采集服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、Web服務(wù)器等部分組成。數(shù)據(jù)采集服務(wù)器主要對各個運(yùn)行中的現(xiàn)場監(jiān)控終端進(jìn)行數(shù)據(jù)的定時輪召,并將各類數(shù)據(jù)存儲于數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中,工作人員通過Web服務(wù)器提供的服務(wù)可對各個終端進(jìn)行數(shù)據(jù)的查詢以及統(tǒng)計分析功能。

根據(jù)功能配置和安裝位置不同,配電終端分為站所終端(DTU)、饋線終端(FTU)、配電變壓器監(jiān)測終端(TTU)及電能質(zhì)量監(jiān)測終端等。

通信網(wǎng)絡(luò)提供現(xiàn)場終端與系統(tǒng)主站之間的通信通道。一般來說,變電站、開閉所的RTU或變電站自動化系統(tǒng)直接與主站系統(tǒng)通信,由主站系統(tǒng)定時輪流召測各種電量數(shù)據(jù)。目前較為常用的通信方式為:(1)Modem通訊方式;(2)無線通訊(GPRS/CDMA);(3)載波通信;(4)光纖通訊方式。

以實際使用情況來看,光纖的鋪設(shè)費用最為昂貴,但是也是最為可靠的通訊方式;GPRS/CDMA通信方式的投資相對較少,但是可靠性一般。所以配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)一般使用多種方式相結(jié)合,對于重要性不同的終端使用不同的通信方式。在需要遙控的場合,一般需要使用光纖通信,不可采用GPRS/CDMA通道。

3配網(wǎng)自動化系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的交互

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)可以通過IEC61968的中間件的服務(wù)實現(xiàn)與調(diào)度自動化、計量自動化、配網(wǎng)GIS等系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互與共享,一方面為配電自動化系統(tǒng)自動生成配網(wǎng)單線圖,補(bǔ)充了采集數(shù)據(jù)來源;另一方面為其他管理信息系統(tǒng)提供了設(shè)備運(yùn)行的實時信息,實現(xiàn)了系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享,降低了信息采集投資費用,提高了信息化應(yīng)用水平。

各個系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互發(fā)展方向是采用面向?qū)ο蟮姆植际介_放系統(tǒng)與組件技術(shù),建設(shè)類似于計算機(jī)硬件總線的供電企業(yè)信息軟總線(MB-MessageBus),使各自動化系統(tǒng)以及應(yīng)用程序(組件)之間能夠像計算機(jī)硬件模塊一樣,很方便地互插互聯(lián),實現(xiàn)互操作。近年來,國際電工委員會(IEC)TC57委員會提出了IEC61970、IEC61850、IEC61968三個系列的標(biāo)準(zhǔn)。其中IEC61968系列標(biāo)準(zhǔn)就是為了規(guī)范電力企業(yè)多種分布式系統(tǒng)的應(yīng)用集成。

4某地配網(wǎng)自動化系統(tǒng)建設(shè)及使用情況

某地配電自動化主站系統(tǒng)集中采集處理該市范圍內(nèi)配電網(wǎng)運(yùn)行信息,配網(wǎng)采集終端的數(shù)據(jù)統(tǒng)一集中到設(shè)在市局配電自動化主站系統(tǒng)的中心數(shù)據(jù)庫中,下屬各區(qū)局客戶端在管轄權(quán)限范圍內(nèi)可以遠(yuǎn)程訪問和使用,實現(xiàn)各個區(qū)局配電網(wǎng)的運(yùn)行、維護(hù)、監(jiān)控和管理。

該市配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的層體系結(jié)構(gòu)由主站層、終端層組成。

(1)主站層:設(shè)在市供電局,配備基于交換式以太網(wǎng)的高檔配電自動化后臺系統(tǒng)和大型數(shù)據(jù)庫,由計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、各種工作站、輸入輸出設(shè)備,通信服務(wù)器交換機(jī)、網(wǎng)關(guān)機(jī)、多媒體等設(shè)備組成。配網(wǎng)采集終端的數(shù)據(jù)集中到設(shè)在市局的中心數(shù)據(jù)庫中,各區(qū)局客戶端可以通過遠(yuǎn)程工作站的方式,在管轄權(quán)限范圍內(nèi)進(jìn)行操作和維護(hù)工作,該結(jié)構(gòu)有效地實現(xiàn)了業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)的分離。

(2)配網(wǎng)終端層:主要包括安裝在各配電房、配變(箱變)、柱上開關(guān)、環(huán)網(wǎng)柜等地點進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制的配電終端設(shè)備。

兩層結(jié)構(gòu)優(yōu)點有:(1)實現(xiàn)業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)分離各區(qū)局通過遠(yuǎn)程工作站方式實現(xiàn)對相應(yīng)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行瀏覽查詢,在業(yè)務(wù)應(yīng)用的過程中,市局服務(wù)器端的數(shù)據(jù)對于區(qū)局客戶端來說是透明的。(2)減少投資成本可以充分利用現(xiàn)有的該市局的城域網(wǎng),不用專門建設(shè)終端到所在區(qū)局的通信信道,減少通信投資以及相應(yīng)的維護(hù)工作。

該市的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)實現(xiàn)了對配網(wǎng)線路、配變的負(fù)載情況、開關(guān)狀態(tài)的實時數(shù)據(jù)采集,初步實現(xiàn)了配電網(wǎng)運(yùn)行可視化。2011年該系統(tǒng)的主要運(yùn)行指標(biāo)統(tǒng)計如下:主站系統(tǒng)可用率100%、遙控操作正確率100%、遙測準(zhǔn)確率90.13%。全局配電終端在線率:GPRS終端數(shù)2491個,上線2043個,上線率82%;載波終端數(shù)305個,上線231個,上線率76%;光纖終端數(shù)728個,上線647個,上線率89%。在該試點區(qū)域,快速復(fù)電故障定位水平得到大幅提升。故障查找定位平均時間從1.5h下降到10min以內(nèi)。2010年配網(wǎng)自動化系統(tǒng)共成功定位故障122次,故障定位準(zhǔn)確率90%,減少停電時戶數(shù)2684時戶;完成983臺柱上自動化開關(guān)安裝,2010年共動作595次,隔離故障成功率84%,快速隔離故障段及恢復(fù)非故障段供電,有效縮小故障停電范圍;調(diào)度員通過采集配網(wǎng)自動化終端上傳的各項數(shù)據(jù)檢測配網(wǎng)的實時運(yùn)行情況,在故障情況能迅速通過報警信號判斷故障區(qū)間,大大縮短了故障查找及恢復(fù)送電的時間,提高了供電可靠性。

5結(jié)語

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的建設(shè)提高了電網(wǎng)智能化水平,并為下一階段開展智能、綠色電網(wǎng)的建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 李天友,金文龍,徐丙垠.配電技術(shù)[M].北京:中國電力出版社,2008:281-284.

[2] 李景祿.實用配電網(wǎng)技術(shù)北京中國水利電力出版社,2006:26-31.