配電自動化技術的內(nèi)涵與應用

孫琦

【摘 要】本文介紹了配電自動化的意義與特征，配電自動化技術的現(xiàn)狀，五種實現(xiàn)模式及配電網(wǎng)實現(xiàn)自動化的意義。

【關鍵詞】配電自動化；內(nèi)涵；應用

配電自動化是一個集成系統(tǒng)，它主要用于對配電網(wǎng)上的各種設備在遠方進行實時監(jiān)控，協(xié)調和控制，這是近年來發(fā)展的新技術和新領域。是計算機技術與通信技術在配電網(wǎng)監(jiān)視和控制方面的結合，也是電氣自動化的典型應用，本文將對配電自動化在油田化工中的應用進行探討和研究。

1 配電自動化的意義與特征

1.1 配電自動化的意義

監(jiān)測配網(wǎng)故障或異常運行情況，迅速查出故障區(qū)段及異常情況，快速隔離故障區(qū)段，及時恢復非故障區(qū)域的用戶供電，縮短對用戶的停電時間，減少停電面積，當配網(wǎng)正常運行時，通過監(jiān)視配網(wǎng)的運行工況，優(yōu)化配網(wǎng)運行方式，根據(jù)配網(wǎng)電壓合理控制無功負荷和電壓水平，改善供電質量，達到經(jīng)濟運行的目的，合理控制用電負荷，從而提高設備利用率。

1.2 自動化系統(tǒng)的特征

完全符合國際標準的系統(tǒng)構架和數(shù)據(jù)模型，可以對超量實時數(shù)據(jù)進行準確可靠的處理，具備基于配電的分析應用和實用功能，針對配網(wǎng)調度和故障搶修的“停電管理系統(tǒng)”，采用信息交換總線實相關系統(tǒng)的互聯(lián)，各種通信方式綜合應用支持配電信息傳輸。

2 配電自動化技術的現(xiàn)狀

我國的配電自動化技術主要經(jīng)歷了三個發(fā)展階段，即自動化階段，遙控遙測自動化階段和計算機輔助自動化階段，當前國內(nèi)外的配電網(wǎng)自動化技術均使用這三種方式來實現(xiàn)。

2.1 柱上設備自動化

這種技術的應用，主要是考慮配電自動化的開關設備之間相互配合，其中主要的設備就是重合器，分段器和故障檢測器，以此來隔離故障以及區(qū)域供電的恢復。柱上設備自動化技術的優(yōu)點就是工程量和投資量小，無需配備相應的通信網(wǎng)絡，方便在現(xiàn)有的配電網(wǎng)中繼續(xù)改造。而這種技術的缺點則在于重合器必須多次進行重合操作，經(jīng)過準確判斷后才能掃除發(fā)生的送電或者停電用電設備很容易發(fā)生損壞。

2.2 遙控遙測自動化

遙控遙測自動化技術的應用主要是取決于FTU與通信網(wǎng)絡，其設備是FTU，通信網(wǎng)絡和計算機系統(tǒng)，以此實現(xiàn)遠方實時監(jiān)控。這種技術是柱上設備自動化的升級應用?？梢酝ㄟ^人工進行遙控，遙調和遙信以便及時切換電網(wǎng)的負荷。但是這種技術的工程量和投資金額相對較大，需要改造現(xiàn)有的配電網(wǎng)和變電所存在一定的難度。

2.3 計算機輔助自動化

這是一種高級的應用，它主要的設備是FTU計算機系統(tǒng)，通信網(wǎng)絡和高級應用軟件等通過這項技術，能夠實行配電管理系統(tǒng)及人工智能的應用。

3 配電自動化系統(tǒng)的五種實現(xiàn)模式。

3.1 簡易型

簡易型配電自動化系統(tǒng)是基于就地檢測和控制技術的一種系統(tǒng)，它采用故障指示器獲取配電線路上的故障信息，一般是無線公網(wǎng)通信方式將故障指示信號上傳到相關的主站，由主站判斷故障區(qū)段，再由人工處理停電故障。

3.2 實用型

（1）系統(tǒng)簡介。實用型模式是利用多種通信手段，以實現(xiàn)遙信和遙測功能為主，并可對具備條件的配電一次設備進行單點遙控的實時監(jiān)控系統(tǒng)。配電自動化系統(tǒng)具備基本的配電SCADA功能，實現(xiàn)配電線路，設備數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)測。（2）適用范圍。適用于通信通道具備基本條件，配電一次設備具備遙信和遙測條件，但不具備實現(xiàn)集中型饋線自動化功能條件的地區(qū)，以配電SCADA監(jiān)控為主要實現(xiàn)功能。

3.3 標準型

（1）系統(tǒng)簡介。標準型模式是在實用型的基礎上實現(xiàn)完整的配電SCADA功能和集中型饋線自動化功能，能夠通過配電主站和配電終端的配合，實現(xiàn)配電網(wǎng)故障區(qū)段的快速切除與自動恢復供電，并可通過與上級調度自動化系統(tǒng)，生產(chǎn)管理系統(tǒng)，電網(wǎng)GIS平臺等其它應用系統(tǒng)的互連，建立完整的配網(wǎng)模型，實現(xiàn)基于配電網(wǎng)拓撲的各類應用功能，為配電網(wǎng)生產(chǎn)和調度提供較全面的服務。（2）適用范圍。適用于配電一次網(wǎng)架和設備比較完善，配電網(wǎng)自動化和信息化基礎較好且具備實施集中型饋線自動化區(qū)域條件的供電企業(yè)。

3.4 集成型

（1）系統(tǒng)簡介。集成型模式是在標準型的基礎上，通過信息交互總線實現(xiàn)配電自動化系統(tǒng)與相關應用系統(tǒng)的互連，整合配電信息，外延業(yè)務流程，擴展和豐富配電自動化系統(tǒng)的應用功能。支持配電生產(chǎn)，調度，運行及用電等業(yè)務的閉環(huán)管理，為配電網(wǎng)安全和和經(jīng)濟指標的綜合分析以及輔助決策提供服務。（2）適用范圍。適用于配電一次網(wǎng)架和設備條件比較成熟，配電自動化系統(tǒng)初具規(guī)模，各種相關應用系統(tǒng)運行經(jīng)驗較為豐富的供電企業(yè)。

4 配電網(wǎng)實現(xiàn)自動化

4.1 實現(xiàn)目標

配電自動化實現(xiàn)的目標總得來說可以歸結為以下幾點：（1）提高電網(wǎng)供電的可靠性，切實地提高電能的質量確實保護向用戶提供不間斷地優(yōu)質電能；（2）切實提高城鄉(xiāng)電力網(wǎng)整體的供電能力；（3）實現(xiàn)配電管理的自動化，為多項管理過程提供遠程信息支持，從而改善服務；（4）減少運行維護費用和各種損耗費用，從而實現(xiàn)配電網(wǎng)的經(jīng)濟運行；（5）提高勞動生產(chǎn)率和管理水平；（6）提高勞動生產(chǎn)效率及服務質量，為電力市場改革打下良好的技術基礎。

4.2 模式設計方案

（1）兩個電源形成供電換一個角度也就是說優(yōu)化配網(wǎng)結構，推行配電網(wǎng)的相互銜接。變電站出線保護開關具有多次重合的功能，重合命令功能由微機來控制，線路開關具有自動操作和遙控操作兩種功能，信開關具有自動操作和遙控操作功能。

4.3 自動重合器方案

該方案是將兩電源相連接的環(huán)網(wǎng)分成數(shù)段，每段線路，由相鄰兩側的重合器進行保護，當發(fā)生故障時，由上級重合器斷開故障開關。當任何一段發(fā)生故障時應使故障段兩端重合器斷開對故障進行隔離處理，線路分支線故障由重合器與分段器動作次數(shù)相配合來切除。

4.4 饋線自動化模式

（1）近距離也稱就地控制模式，即利用重合器加分斷器的方式來實現(xiàn)。（2）計算機集中監(jiān)控模式。即設立控制中心，饋線上各個自動終端采集的信息通過一定的通信遠傳回主站，在有故障發(fā)生的情況下，由主站根據(jù)采集的故障信息進行分析判斷切除故障段并恢復供電的方案。（3）就地與遠方監(jiān)控的混合模式，采用斷路器，智能型負荷開關，并且各個自動化開關都具有遠方通信的能力。

4.5 自動化設備分兩種方式探討

（1）就地控制。這是一種不需要通信的方式來隔離故障，只要檢測電壓的加時限，多次重合后就能夠隔離故障。這種方式的工作原理就是在饋線發(fā)生不可挽回的故障時，重合器的合閘不成功之后會發(fā)生跳閘，這樣發(fā)生故障的兩端負荷開關就會因為沒有電壓的支持而分開，重合器再次合閘，此時負荷開關的延時一設定了時間后開關就會閉鎖，這樣故障段就被隔離了，再將重合器合上重新連接開關就可恢復送電。（2）遠程遙控。遠程遙控方式是通過通信手段的運用而完成的。它是由可以電動操作的負荷開關，能夠遠程通信的饋線遠程終端FTU和饋線的自動化控制中心三大部分組成。這種遠程遙控方式的核心設備就是FTU，它可以采集相對應的開關運行情況作為（下轉第110頁）（上接第78頁）判斷故障區(qū)間和非故障區(qū)間的重要依據(jù)。

5 結束語

各供電企業(yè)可根據(jù)自身配電網(wǎng)的基本條件及特點，依照相應的實現(xiàn)模式構建合理的配電自動化系統(tǒng)，在確保配電網(wǎng)安全運行的前提下，以配電自動化為基礎，以配電調控一體化智能技術支持系統(tǒng)為手段，優(yōu)化配網(wǎng)運行，檢修，搶修等配套機制，可實現(xiàn)跨區(qū)域調配搶修資源，實現(xiàn)配網(wǎng)高度，監(jiān)視和控制的統(tǒng)一集中管理，提升配網(wǎng)異常和故障的應急響應速度，提高工作效率并符合大運行管理。

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[責任編輯：劉帥]