農(nóng)村10kV線路自動(dòng)化及其實(shí)現(xiàn)

葉鐵豐 姜志勇 陳雷 龍翔

摘 要：介紹了農(nóng)村10kV線路自動(dòng)化建設(shè)的基本功能和實(shí)施自動(dòng)化改造的意義等。針對(duì)農(nóng)村10kV電網(wǎng)的實(shí)際提出借助于3G無(wú)線通信方法以及新的故障隔離方式，包括系統(tǒng)主站層，中間層（子站，終端層），通信層，分層設(shè)計(jì)的設(shè)備層等，從而形成一個(gè)整體的系統(tǒng)體系。主要框架以10kV電力系統(tǒng)為依托，先進(jìn)傳感器、智能儀表、自動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字控件和分析工具以及網(wǎng)絡(luò)損耗，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能，對(duì)斷電進(jìn)行自動(dòng)防范，基于信息技術(shù)的配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)將在很大程度上提高電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)一步提高農(nóng)村配電網(wǎng)絡(luò)的安全水平和供電可靠性。

關(guān)鍵詞：配電線路 3G網(wǎng)絡(luò) 自動(dòng)化 10kV

中圖分類號(hào)：TM922 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）10（a）-0087-02

配電網(wǎng)自動(dòng)化的基礎(chǔ)離不開線路自動(dòng)化，同時(shí)線路自動(dòng)化也是電網(wǎng)自動(dòng)化的基礎(chǔ)組成部分。根據(jù)公司的具體情況，農(nóng)村10 kV配電線路分布是輸配電網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)的一個(gè)重要領(lǐng)域，從一開始，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，分步實(shí)施。分步改造配電網(wǎng)線路自動(dòng)化，最終達(dá)到能夠?qū)⒄麄€(gè)配電網(wǎng)覆蓋的程度，為提高供電可靠性，需要建立高水平的配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)。

1 選擇實(shí)施配電線路自動(dòng)化的線路

從我的公司的角度對(duì)農(nóng)村配電地理信息系統(tǒng)10 kV線路分布圖分析來(lái)看，一般農(nóng)村10 kV線路分布比較復(fù)雜，將全部電網(wǎng)線路改造成自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)是不現(xiàn)實(shí)的，因此選擇了雙電源線和距離相近線路自動(dòng)化改造。

2 實(shí)施目標(biāo)

根據(jù)所選擇的線路和我的公司的人事管理的水平分布，該計(jì)劃是以手拉手的形式牽連兩條線路，兩線分段通過(guò)三臺(tái)智能開關(guān)對(duì)其進(jìn)行操控，達(dá)到故障定位，故障檢測(cè)，故障隔離和非故障區(qū)域恢復(fù)供電，提高公司供應(yīng)的可靠性的程度。

3 系統(tǒng)方案

3.1 方案設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)主站層，中間層（子站，終端層），通信層，分層設(shè)計(jì)的設(shè)備層等，從而形成一個(gè)整個(gè)系統(tǒng)的中間層；智能開關(guān)連接3G網(wǎng)絡(luò)站，通過(guò)收集相關(guān)設(shè)備交換數(shù)據(jù)。

3.2 主站系統(tǒng)設(shè)計(jì)

主站系統(tǒng)軟件分為兩層的基礎(chǔ)平臺(tái)和應(yīng)用模塊的功能，功能模塊的擴(kuò)充和修改，基礎(chǔ)平臺(tái)層不會(huì)改變，以保證系統(tǒng)的可靠性和可擴(kuò)展性。軟件平臺(tái)的基礎(chǔ)上盡可能按照功能模塊化，易于添加，修改等功能以適應(yīng)不同投資規(guī)模。在雙網(wǎng)絡(luò)平衡的硬件網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，相互待機(jī)模式，提高通信的可靠性和帶寬。軟件設(shè)計(jì)采用C/S模式和B/S模式。操作管理和維護(hù)工作站使用C/S模式，可以修改各種類型的數(shù)據(jù)庫(kù)和授權(quán)控制查詢，采用B/S模式瀏覽工作站，使用IE瀏覽器，訪問(wèn)所有數(shù)據(jù)和圖像，沒有修改的權(quán)限。這減少了配電自動(dòng)化主站系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，提高主站系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全性，最大限度地提高主站網(wǎng)絡(luò)覆蓋系統(tǒng)的范圍。

主站系統(tǒng)多用交換式的無(wú)線接口，根據(jù)具體情況，可以提供有一定接口的交換機(jī)，服務(wù)器，工作站等，主站系統(tǒng)留有足夠的接口功能，支持和調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，負(fù)荷管理系統(tǒng)，營(yíng)銷系統(tǒng)，信息管理系統(tǒng)等接口實(shí)現(xiàn)信息共享。系統(tǒng)軟件平臺(tái)采用Windows2000服務(wù)器版本和SQL Sever2000企業(yè)版。

3.3 通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

目前我公司正在大力建設(shè)3G（第三代移動(dòng)通信）通信網(wǎng)絡(luò)，3G網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，具有高速、雙向、實(shí)時(shí)、集成等特點(diǎn)的通信系統(tǒng)。智能電網(wǎng)在數(shù)據(jù)采集、獲取、保護(hù)和控制方面都需要此該系統(tǒng)支持，通信系統(tǒng)的高速，雙向，實(shí)時(shí)，集成的智能電網(wǎng)為實(shí)時(shí)信息和電力交易動(dòng)態(tài)的，互動(dòng)的大型的基礎(chǔ)設(shè)施。該通信系統(tǒng)建成后，不僅可以提高供電可靠性和資產(chǎn)的利用率，而且電力市場(chǎng)的繁榮，加強(qiáng)進(jìn)攻力量地獄的程度，提高電網(wǎng)的價(jià)值。您還可以監(jiān)測(cè)各種干擾，補(bǔ)償，功率流的重新分配，避免事故擴(kuò)大。

隨著工業(yè)的芯片組列智能開關(guān)終端硬件，除了考慮溫度方面的要求外，功耗越低越好，F(xiàn)TU必須考慮到戶外密封，不可能有散熱孔。同時(shí)，F(xiàn)TU設(shè)置在柱上開關(guān)旁，易受外界影響，輸入、輸出功率和信號(hào)被用作抗干擾措施，如抑制浪涌靜電屏蔽，爆發(fā)抑制方法，也有相應(yīng)的軟件抗干擾算法?；贛cWiLL - 3G無(wú)線通信接口通信，通信適配。優(yōu)先考慮的101和103中使用的通信協(xié)議，協(xié)議的使用。根據(jù)實(shí)際的農(nóng)村10kV網(wǎng)絡(luò)，使用分點(diǎn)收發(fā)模式的配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的通信方式。

4 實(shí)現(xiàn)的功能

此外，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控的基本功能，包括高級(jí)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)分析功能（短路電流計(jì)算，潮流計(jì)算，負(fù)荷預(yù)報(bào)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、狀態(tài)估計(jì)等），饋線自動(dòng)化功能的饋線自動(dòng)化功能；操作靈活、實(shí)用的故障，終端設(shè)備支持故障信息自動(dòng)上傳模式，對(duì)故障電流型，電壓型處理模式的支持；支持/調(diào)整/音/設(shè)置與整合，集成控制；電流故障處理模式：故障定位和診斷的中間層實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)去除函數(shù)；一般在主站層實(shí)現(xiàn)的，故障恢復(fù)處理功能，采取的模式，并最終由調(diào)度員做出最終決定；電壓型失效模式不依賴于通信，通過(guò)設(shè)置開關(guān)時(shí)間，故障隔離和恢復(fù)控制功能的實(shí)現(xiàn)；通過(guò)變電站保護(hù)和戶外信號(hào)源裝置協(xié)調(diào)處理FA系統(tǒng)故障，實(shí)現(xiàn)小電流接地系統(tǒng)故障處理系統(tǒng)支持網(wǎng)絡(luò)；遠(yuǎn)程維護(hù)；主站系統(tǒng)留有豐富的接口功能，支持和負(fù)載調(diào)度管理系統(tǒng)，電能量采集系統(tǒng)，自動(dòng)化系統(tǒng)，信息管理系統(tǒng)接口；

支持多種通信方式，可以使用我們長(zhǎng)距離傳輸解決公司的3G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；終端設(shè)備可以使用csc-271系列，它可以與主站系統(tǒng)匹配，電源故障檢測(cè)采集單和多線路故障定位控制的實(shí)現(xiàn)，隔離和非故障區(qū)域，區(qū)域恢復(fù)供電。

安裝在地理信息系統(tǒng)（GIS）在配電自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上的：與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)和生產(chǎn)管理MIS系統(tǒng)接口，一旦線路發(fā)生故障，可以自動(dòng)切換到故障位置，使用高速雙向的3G通信網(wǎng)絡(luò)和先進(jìn)的GPS定位系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)和維修人員的車輛進(jìn)行監(jiān)控，在時(shí)間內(nèi)快速處理線路中出現(xiàn)的故障，恢復(fù)故障點(diǎn)的傳輸通電。地理信息分層圖形包括輸變配線路，地理背景，各變電站一次接線圖、通信線路走徑圖的信息，和跨層交叉圖層，賬戶等信息，圖形信息，如生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)（MIS）與地理信息系統(tǒng)對(duì)大量用戶信息，如用戶名，賬號(hào)，地址，電話號(hào)碼，用電量，負(fù)荷，供電優(yōu)先級(jí)，停電記錄等進(jìn)行處理，容易對(duì)故障的影響范圍進(jìn)行判斷，將負(fù)荷統(tǒng)計(jì)和電力消費(fèi)作為網(wǎng)絡(luò)分析的基礎(chǔ)；調(diào)度中心配電監(jiān)控中心接到投訴，停電后，通過(guò)GIS系統(tǒng)調(diào)用系統(tǒng)函數(shù)和SCADA功能，以確定故障的位置和影響范圍，操作順序和合理的路徑選擇，在處理工藝的進(jìn)展，并自動(dòng)將相關(guān)信息系統(tǒng)的95598個(gè)；另，配電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃設(shè)計(jì)等功能還需GIS進(jìn)行輔助。

5 結(jié)語(yǔ)

智能配電網(wǎng)的縣級(jí)應(yīng)用應(yīng)基于最先進(jìn)的第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)為支撐，主要框架以10 kV電力系統(tǒng)為依托，先進(jìn)的智能化儀表，傳感器的使用，數(shù)字控制和分析工具，自動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，降低網(wǎng)絡(luò)損耗，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能，電源自動(dòng)預(yù)防，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，能夠迅速恢復(fù)供電（即“自我修復(fù)”功能）電網(wǎng)和環(huán)境友好型為主要目標(biāo)。

目前，隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，農(nóng)村電網(wǎng)的健康水平有了很大提高，配電線路自動(dòng)化提供了有力的技術(shù)支持。基于信息技術(shù)的配電自動(dòng)化系統(tǒng)的使用將大大提高電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，更好地實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用，將是一個(gè)步驟使農(nóng)村配電網(wǎng)絡(luò)的安全水平和供電可靠性。

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