闡述供配電綜合自動化系統(tǒng)的基本功能

金禮祥

【摘要】隨著我國自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，自動化系統(tǒng)在眾多的領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，受到廣大行業(yè)的青睞，尤其是在供配電工程中。因此，本文主要針對供配電綜合自動化系統(tǒng)的基本功能進(jìn)行闡述分析。

【關(guān)鍵詞】供配電，綜合自動化系統(tǒng)，基本功能

中圖分類號：U223 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

一.前言

自動化的應(yīng)用為人們的生產(chǎn)生活帶來了很大的便捷，減輕了人們的工作負(fù)擔(dān)，同時在實際的工作效率和質(zhì)量上面都有很大的提高。供配電綜合自動化系統(tǒng)的基本功能也是在實際的應(yīng)用中不可忽視的。

二.供配電自動化概念

供配電自動化屬信息管理系統(tǒng)，其融合了自動控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)及相關(guān)電力系統(tǒng)技術(shù)；供配電管理系統(tǒng)（DMS）是指對變供配電、用戶用電整個動態(tài)的全過程進(jìn)行監(jiān)視、監(jiān)控管理的綜合自動化系統(tǒng)；隨著現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)及通信技術(shù)的發(fā)展，其在供配電網(wǎng)監(jiān)控方面的應(yīng)用相當(dāng)普遍，通常把通信技術(shù)及現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)在供配電網(wǎng)監(jiān)控方面的應(yīng)用稱為供配電網(wǎng)自動化技術(shù)，其以提高供電服務(wù)質(zhì)量、提高供電可靠性、提高供配電網(wǎng)絡(luò)管理水平及提高供電企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益為最終目標(biāo)；供配電自動化系統(tǒng)（DAS）是一種實現(xiàn)供配電企業(yè)以遠(yuǎn)程實時的方式對供配電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、協(xié)調(diào)、操作的自動化系統(tǒng)。DAS能夠?qū)┡潆娫O(shè)備故障進(jìn)行自動識別，且通過網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)及故障隔離的方式，提高供電的經(jīng)濟(jì)性及可靠性。在本案，筆者就通信技術(shù)在供配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用展開討論。

三．我國供配電綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展過程

近幾年，隨著我國經(jīng)濟(jì)和社會的快速發(fā)展，電力是企業(yè)生產(chǎn)和進(jìn)行各種經(jīng)驗活動不可缺少的一部分，發(fā)揮著非常重要的作用。特別是對大型企業(yè)的影響非常大，例如：鋼鐵廠。都對供配電的可靠性要求越來越高。供電不但要滿足生產(chǎn)需求，同時還要運行可靠、安全，所以，就出現(xiàn)了供配電綜合自動化，也是在工礦企業(yè)中剛起步的，和變電站綜合自動化比較來說起步比較晚，再加上工礦企業(yè)變電站和電力系統(tǒng)變電站有著很大的區(qū)別，但是，如果還要沿用電力系統(tǒng)變電站綜合自動化系統(tǒng)的思想，很有可能會產(chǎn)生負(fù)面影響。

四.供配電自動化系統(tǒng)的原則

1.可靠性原則

系統(tǒng)的軟、硬件都要求技術(shù)上相對成熟、運行穩(wěn)定、安全可靠；整個系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集與控制操作的實時性、信息管理的完整性應(yīng)滿足可靠性要求；并且計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)具有安全保護(hù)措施和防病毒措施。

2.資源利用和信息共享原則

作為供配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)采集通信系統(tǒng)信道的選用，應(yīng)根據(jù)通信規(guī)劃、現(xiàn)有通信條件、供配電自動化及管理系統(tǒng)的需求，按分層配置、資源共享的原則予以確定，充分利用已有的調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)，減少投資成本。

3.簡化原則

在不影響功能需求的前提下，供配電網(wǎng)一、二次設(shè)備盡量簡化，以減少投資，因地、因網(wǎng)制宜。供配電自動化系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)在供配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的基礎(chǔ)上，根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H供電條件、供電水平、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和用戶性質(zhì)，因地制宜地選擇供配電自動化技術(shù)方案及設(shè)備類型。

4.可擴(kuò)充原則

供配電自動化系統(tǒng)的上層是一個開放式平臺，終端是積木式結(jié)構(gòu)。對于供配電線路間暫時不具備網(wǎng)絡(luò)互連條件，但具有供配電自動化發(fā)展?jié)摿Φ墓┡潆娋W(wǎng)區(qū)域，仍可以按照供配電自動化目標(biāo)進(jìn)行規(guī)劃，不斷創(chuàng)造條件分步擴(kuò)充，最終建立整個供配電自動化系統(tǒng)。

五.供配電自動化中配網(wǎng)設(shè)備的選擇與改造

在供配電自動化實施對象的過程中，由于區(qū)域內(nèi)開閉站、供配電室以及柱上開關(guān)等配網(wǎng)相關(guān)設(shè)備數(shù)量較大，所以實施的對象也需要一個選擇的過程，今后實施配網(wǎng)自動化，應(yīng)優(yōu)先考慮架空線路，隨后是開閉站、供配電室、電纜分界室、柱上開關(guān)。這是因為10 kV配網(wǎng)的故障多集中在架空線路。

1.架空網(wǎng)設(shè)備改造

根據(jù)架空線路的特點（易遭雷擊、風(fēng)雨等災(zāi)害天氣影響、易遭外力破壞、故障率高，尤其是接地故障多，通信可靠性較差等），推薦采用具有就地故障處理功能的電壓—時間性自動化設(shè)備進(jìn)行改造，同時通過通信實現(xiàn)三遙功能。

2.開閉站的改造

開閉站一般處于重要地區(qū)和樞紐位置，大多數(shù)隨城市建設(shè)配套而建，同時開閉站所供負(fù)荷占地區(qū)負(fù)荷較大比例，它相比于供配電室和柱上開關(guān)其數(shù)量較少，但其包含的配網(wǎng)信息較多，屬于“關(guān)鍵的少數(shù)”。并且，開閉站中的供配電終端多在室內(nèi)運行，不容易出現(xiàn)故障。開閉站實施配網(wǎng)自動化，原則上只接入一次，保護(hù)設(shè)備具備條件的站點，不為了實施配網(wǎng)自動化而進(jìn)行一次設(shè)備或者保護(hù)的改造。

考慮到中心區(qū)以外供配電自動化的開閉站大多具備綜合測控微機(jī)保護(hù)裝置但沒有管理機(jī)，為了實現(xiàn)自動化功能，需要加裝保護(hù)管理機(jī)或者開關(guān)站測控終端（DTU），加裝通信協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，實現(xiàn)遙信和遙測數(shù)據(jù)的上傳；具備開關(guān)的遠(yuǎn)方遙控功能；敷設(shè)到就近變電站的光纜，為數(shù)據(jù)的傳輸提供通道；另外，還需在開閉站加裝光端機(jī)等通信傳輸設(shè)備。

3.供配電室的改造

供配電室實現(xiàn)自動化的思路是：供配電室加裝FTU裝置，采集環(huán)網(wǎng)柜故障信號，開關(guān)位置信號按母線合發(fā)，遙測采用越限報警方式，實現(xiàn)遙信和遙測功能?？紤]到資金和現(xiàn)場條件，供配電室自動化信息的上傳可采用無線方式。

六.供配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的基本功能簡述

供配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)（DAS）憑借著自身的優(yōu)勢正在逐步將傳統(tǒng)供配電方式取代，其甚至已經(jīng)成為了電力系統(tǒng)未來發(fā)展的必然趨勢。供配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的構(gòu)成成分有供配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集和安全監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）、需方管理（DMS）、供配電地理信息系統(tǒng)（GIS）、饋線自動化系統(tǒng)、變電站綜合自動化系統(tǒng)。

供配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)以自動化裝置為依托對電力系統(tǒng)重復(fù)性工作（如監(jiān)視并控制供配電開關(guān)狀態(tài)、電氣自動檢測、，查抄電表、負(fù)荷控制、電容器自動切換、自動調(diào)整電壓等）進(jìn)行管理，從而實現(xiàn)了人工干預(yù)量最低化。供配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的功能有安全監(jiān)視供配電網(wǎng)、安全控制供配電網(wǎng)、保護(hù)供配電網(wǎng)。

供配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)有助于最大限度地開啟供配電網(wǎng)潛在功能，降低線損、提高電能質(zhì)量。相對于輸電網(wǎng)自動化系統(tǒng)，供配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)具有規(guī)模較大、設(shè)備要求高、建設(shè)費用高等缺點。此外，供配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)通信系統(tǒng)建設(shè)也因變壓器、電容器、分支線過多，供配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，供配電自動化系統(tǒng)終端設(shè)備數(shù)量過多而極具復(fù)雜性?，F(xiàn)階段，供配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)通信方式并不單一，且各種通信方式均不完美，其或多或少皆存在某些弱點及長處，即能夠完全符合供配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)層次要求的通信方式尚未開發(fā)。就一個獨立的供配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)而言，其僅以由多種通信方式組成的綜合通信系統(tǒng)為依托，針對不同層次的實際需求合理分配通信方式。與此同時，供配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)內(nèi)的若干終端設(shè)備的容量設(shè)定并不盡相同且相關(guān)要求也相當(dāng)復(fù)雜，即大容量變電站RTU及開閉所RTU；小容量現(xiàn)場RTU；現(xiàn)場RTU設(shè)置故障錄波、定值等。這樣一來，供配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)內(nèi)的若干終端設(shè)備無法按照同一通信規(guī)約進(jìn)行布設(shè)，以至于相關(guān)問題極具復(fù)雜性。

供配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)主要以通信網(wǎng)為依托實現(xiàn)信息于現(xiàn)場設(shè)備與控制中心間傳輸，所以，通信被認(rèn)定為供配電網(wǎng)自動化內(nèi)最核心、最關(guān)鍵的問題。供配電自動化應(yīng)以可靠性高的通信手段為依托，向各遠(yuǎn)方終端或執(zhí)行機(jī)構(gòu)下發(fā)來自控制中心的命令，并向控制中心傳輸來自于遠(yuǎn)方監(jiān)控單元（RTU）的各種信息。

七.結(jié)束語

綜上所述，我國的供配電綜合自動化系統(tǒng)雖然在近些年來得到了很大的發(fā)展，也受到電力系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，但是在實際的應(yīng)用過程中也存在著一些小的問題，因此，我們必須要詳細(xì)的了解供配電綜合自動化系統(tǒng)的基本功能，使其工作的國家穩(wěn)定。

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