基于TOSCAN—D4000系統(tǒng)的城區(qū)配網(wǎng)自動化應用研究

摘 要：電力市場快速的發(fā)展之下，廣大的電力用戶對用電的要求也越來越高。其中最為關鍵的兩項考核指標就是電能的質(zhì)量以及供電的可靠性。在這樣的背景之下，為了滿足電力用戶的用電要求，就必須提高供電的自動化水平，也就是實施配網(wǎng)系統(tǒng)的自動化。本文將從分析配電網(wǎng)的自動化的內(nèi)涵入手，簡要分析其意義，并在此基礎上探討以TOSCAN-D400O系統(tǒng)為基礎的城區(qū)配電網(wǎng)的自動化建設的相關問題。

關鍵詞：TOSCAN-D4000系統(tǒng)；配網(wǎng)自動化；城區(qū)

1 配網(wǎng)自動化的概念

關于配網(wǎng)自動化的概念，通常說來大致的定義就是“通過利用現(xiàn)代化的電子技術、通訊技術、計算機以及網(wǎng)絡技術等與電力設備相結合，將配網(wǎng)在正常及非正常情況下的監(jiān)測、保護、控制、計量和供電公司的工作管理有機地融合在一起”。盡管我國配網(wǎng)的自動化工作早已經(jīng)進入了試點實施的階段，不過，對配網(wǎng)自動化尚未形成統(tǒng)一和系統(tǒng)的認識。

一般來說，配電網(wǎng)的自動化系統(tǒng)多是采用分層分布式的體系結構。該系統(tǒng)主要分為三大部分。一是主站層，這是配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的監(jiān)控以及信息的管理層；二是配網(wǎng)子站層，這一層是區(qū)域的工作站；三是配網(wǎng)測控終端的設備層，該層是整個系統(tǒng)的基礎，其主要功能在于實現(xiàn)對于戶外的柱上開關、箱式的變壓器、環(huán)網(wǎng)開關柜、開閉站、配電變壓器以及配電小區(qū)等等信息的采集、處理以及監(jiān)控。

概言之，作為一種自動化和集成化的系統(tǒng)，配網(wǎng)自動化能夠在實時狀態(tài)之下對于整個配電網(wǎng)的各個環(huán)節(jié)加以監(jiān)控、管理和協(xié)調(diào)，優(yōu)化其運行，最終達到改善電能的質(zhì)量、提高供電的可靠性以及提高電網(wǎng)運行管理的效率的目的。

2 配網(wǎng)自動化的意義

配電網(wǎng)的自動化既能帶來巨大的經(jīng)濟效益，又能改變整個城區(qū)的配電網(wǎng)的管理。

2.1 提高配電網(wǎng)的可靠性

為了全面提高電網(wǎng)系統(tǒng)在緊急狀況之下的反應速度，實施配電網(wǎng)自動化之后，通過對于監(jiān)控和監(jiān)測等等方法和手段的運用，便可也以有效實現(xiàn)這一目標，大大縮短用戶的停電時間。此外，對于電網(wǎng)會出現(xiàn)的故障，配電網(wǎng)自動化也因為自身的定位、判斷和功能，故而能夠及時有效加以發(fā)現(xiàn)和解決，如此一來會受到影響的范圍就會被控制到最小。總的說來，配電網(wǎng)的自動化能夠縮短用戶的停電時間，縮小停電的區(qū)域，提高電網(wǎng)的可靠性。

2.2 提高配電網(wǎng)的運行效率

配電自動化和管理系統(tǒng)實施之后，能夠?qū)τ陴伨€的開關和配變等運行實現(xiàn)實時監(jiān)控，為配電網(wǎng)的規(guī)劃和改造提供可靠的運行參數(shù)。通過實時的監(jiān)測，各個饋線的運行狀況如何都能得到充分的掌握和了解。如此，我們便能夠根據(jù)實時的情況適時的對具體運行方式加以調(diào)整，從而確保整個饋線始終保持經(jīng)濟有效的運行，減少損耗，優(yōu)化整個配電網(wǎng)，提高配電網(wǎng)的設備的利用效率。

2.3 提升配電網(wǎng)的監(jiān)控力

城區(qū)配電網(wǎng)實現(xiàn)自動化滯后，運行人員可以利用其采集數(shù)據(jù)、對設備進行遙控式操作并監(jiān)視其運行狀態(tài)、統(tǒng)計運行數(shù)據(jù)等等。而同時，配電網(wǎng)的自動化系統(tǒng)也能夠在檢修設備和處理事故、發(fā)電與停電的提前計劃、符合的轉(zhuǎn)供等方面發(fā)揮重要作用。由此可見，配電網(wǎng)的自動化系統(tǒng)能夠為城區(qū)的供電公司提供配電、調(diào)度運行管理工作上的技術支持。

2.4 更新管理方式

通過城區(qū)配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)，在借鑒先進的配網(wǎng)管理的經(jīng)驗的基礎上，電力公司可以針對以往電力部門在事故處理時存在的環(huán)節(jié)多且反應速度慢的問題，優(yōu)化和創(chuàng)新各個工區(qū)的管理模式。比如建立城區(qū)電網(wǎng)的統(tǒng)一的調(diào)控中心。該中心建成之后，就能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)控一體化，實施集中式監(jiān)控。調(diào)控人員可以利用該中心對配電設備加以監(jiān)視，同時也能夠?qū)﹂_關和軟壓板等加以遠程的遙控操作，對于開關事故的變位信息實施監(jiān)視和快速反應，大大提高配電網(wǎng)的事故反應和處理的能力。

2.5 強化與用戶的聯(lián)系

在實現(xiàn)配電網(wǎng)自動化之后，用戶的用電要求，包括自己的用電需求以及對于用電管理方面的意見都能夠反饋到中心，接著中心便可以根據(jù)用戶的反饋有針對性的加以解決。同時，利用這一中心，管理部門還能夠?qū)τ脩暨M行直接或者間接的控制，至于其方式則多為人為設定，可以由現(xiàn)場就地操作，有異于常見的事故處理的管理辦法。

3 基于TOSCAN一D400O系統(tǒng)的城區(qū)配網(wǎng)自動化建設

3.1 網(wǎng)架的模式選擇

一般來說，人們觀念中的配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的網(wǎng)架僅限于區(qū)域性的分層監(jiān)控和集中化的系統(tǒng)監(jiān)控的區(qū)別，而SCADA系統(tǒng)的體系架構則可以直接用于實時監(jiān)控的系統(tǒng)，至于為了實現(xiàn)對于各種配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的調(diào)度支持，無外乎就多建幾個SCADA系統(tǒng)而已。然而，在選擇配電網(wǎng)的自動化系統(tǒng)的架構之時，實際上是需要考慮很多因素的。比如在技術、成本、風險和投資之間如何得以協(xié)調(diào)好，才能夠?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)化的配置；系統(tǒng)的調(diào)度、信息中心、變電工區(qū)等等部門的運作如何才能實現(xiàn)協(xié)調(diào)；現(xiàn)有的各項資源如何才能得到充分利用......這些都是極為重要的問題。

3.2 城區(qū)配電網(wǎng)主站的配置

3.2.1 硬件方面的配置

主站的系統(tǒng)因考慮系統(tǒng)的可靠性和實時性等要求，應該至少有一下幾大配置：

一是SCADA服務器。其功能主要是對于各個測控終端和其他系統(tǒng)的即時的數(shù)據(jù)加以采集和處理。

二是調(diào)度性工作站。該配置的主要功能是讓調(diào)度員得以實時監(jiān)控整個的電網(wǎng)運行狀況，同時在運行出現(xiàn)故障之后也能夠立刻采取行之有效的行動。此外，在系統(tǒng)的信息管理和運行管理方面，調(diào)度性工作站也發(fā)揮著自己獨特的作用。一般根據(jù)實際的需要，主站系統(tǒng)大多會設置6個調(diào)度性的工作站。

三是通信用的服務器。除去上述配置之外，歷史數(shù)據(jù)庫服務器的配置是用以負責整個配電網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的保存，而WEB服務器則是為配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)WEB的瀏覽服務，同時也可以用作借口網(wǎng)關。

3.2.2 軟件方面的配置

配電網(wǎng)的自動化系統(tǒng)在軟件方面的配置也有各自具體的要求，每個城區(qū)可以根據(jù)本城區(qū)的特點靈活的加以選擇。一般而言，開發(fā)的平臺和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫和都會選用主流的商業(yè)軟件。

3.2.3 應用軟件的關鍵點

一是由于各節(jié)點、各系統(tǒng)部分之間的數(shù)據(jù)傳輸和系統(tǒng)的信息共享都有賴于通信系統(tǒng)，所以在選擇網(wǎng)路通信系統(tǒng)方面的軟件上就必須注意其是否支持局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的通信、能否實現(xiàn)點對點的通信等等要求。

二是人機交互系統(tǒng)應該讓用戶能夠靈活、便利地駕馭操作。有鑒于此，該系統(tǒng)應該配備先進的顯示方面的控制器和圖形的編輯，并且能夠支持多顯示器窗口的顯示，此外，人機界面應該具備安全等級，并賦予不同的等級以不同的權限。

三是為了實現(xiàn)對各進程的有效管理，在配置軟件之時該系統(tǒng)就應具備相關的狀態(tài)監(jiān)控或者自動報警等方面的管理的功能。

4 總結

實現(xiàn)配電網(wǎng)的自動化是當前供電企業(yè)確保安全、經(jīng)濟、可靠和優(yōu)質(zhì)供電的必然選擇，是電力系統(tǒng)求生存、謀發(fā)展的必然趨勢。配電自動化有著極為廣闊的市場前景，其技術發(fā)展也必將為今后的電網(wǎng)建設和運行提供更為有效的手段。

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