中低壓配電網(wǎng)自動化的必要性及其實現(xiàn)方案

徐學(xué)鋒

摘 要：作為供電系統(tǒng)的最后一個環(huán)節(jié)，中低壓配電網(wǎng)自動化實現(xiàn)程度的高低直接決定著其所提供電的質(zhì)量與可靠性。特別是在當(dāng)代社會，供電質(zhì)量的好壞，不僅在宏觀方面直接決定一個國家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量的好壞，而且在微觀方面還會給企業(yè)的發(fā)展、人們的正常工作生活帶來極大的破壞。

關(guān)鍵詞：中低壓配電網(wǎng)；自動化；必要性；實現(xiàn)方案；

中圖分類號：TM72 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-3520（2015）-02-00-01

目前與發(fā)達(dá)國家相比，我國在中低壓配電網(wǎng)自動化建設(shè)方面差距還是非常明顯。事實上，加強(qiáng)對中低壓配電網(wǎng)的自動化建設(shè)具有非常重要的意義與價值。

一、中低壓配電網(wǎng)自動化建設(shè)的必要性

（一）提高供電質(zhì)量及其可靠性。中低壓配電網(wǎng)自動化實現(xiàn)程度的高低直接決定著其所提供電的質(zhì)量與可靠性。所以，為了提高供電的質(zhì)量及其可靠性，首先就必須提高中低壓配電網(wǎng)的自動化實現(xiàn)程度，盡量減少其在工作運(yùn)行過程中的故障發(fā)生次數(shù)，同時還必須為事故的診斷和解決提供有效的數(shù)據(jù)支持。

（二）提高電網(wǎng)管理水平。中低壓配電網(wǎng)自動化的實現(xiàn)，不僅能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行全程監(jiān)測，而且還能及時發(fā)現(xiàn)問題，為事故的發(fā)現(xiàn)與解決提供有效保障，極大的提高了電網(wǎng)管理水平。配電網(wǎng)自動化建設(shè)，在我國盡管起步較晚，但也已經(jīng)進(jìn)行了近20年的研究和實踐，已取得初步成效。但是研究與實踐成果大多數(shù)都是在高壓配電網(wǎng)（35kV以上）層次上進(jìn)行的，而在中低壓配電網(wǎng)（配電房這一層次）的自動化問題上，既沒有總體的規(guī)劃，也沒有一個統(tǒng)一的技術(shù)原則。不僅如此，目前的縱向監(jiān)控一般只限于變電站的出線以前，對于從變電站饋線到終端用戶等屬于用電管理范疇的監(jiān)控，除少數(shù)大用戶的負(fù)荷控制外，尚無其他監(jiān)控手段。

（三）提高電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。中低壓配電網(wǎng)實現(xiàn)自動化之后，可以有效減少操作人員的數(shù)量和對其進(jìn)行的很多維護(hù)措施，減少了電力企業(yè)的開支，提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。首先實現(xiàn)中低壓配電網(wǎng)自動化，可提高供電的質(zhì)量和可靠性，減少故障次數(shù)，縮小事故范圍，縮短事故時間，為恢復(fù)供電、快速分析、診斷、報告事故原因提供有效的依據(jù)。其次，實現(xiàn)中低壓配電網(wǎng)自動化，可以提高整個電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益，減輕維護(hù)人員的勞動強(qiáng)度；減少操作人員；增強(qiáng)電力系統(tǒng)的免維護(hù)性；有利于提高設(shè)備的安全和健康水平，延長使用壽命。最后，實現(xiàn)中低壓配電網(wǎng)自動化，可以提高整個電網(wǎng)的管理水平。

二、中低壓配電網(wǎng)自動化的實現(xiàn)方案

（一）電力系統(tǒng)自動化現(xiàn)有方案的比較。中低壓配電網(wǎng)（主要指開關(guān)站、開關(guān)房、開閉所）的自動化和變電站的自動化具有一定的相似性。因此，分析一下變電站自動化的實現(xiàn)方法，對于正確確定中低壓配電網(wǎng)自動化方案具有重要意義。

變電站自動化系統(tǒng)由5個部分組成：主站、遠(yuǎn)方終端單元（remoteterminalunits，RTU）、線路傳感器、遠(yuǎn)方控制SF6或真空開關(guān)、通信電纜。其中，RTU裝置位于變電站現(xiàn)場，可以自動采集各種開關(guān)狀態(tài)量（遙信）、模擬量（遙測），并經(jīng)專用通道傳遞到監(jiān)控中心的主站系統(tǒng)；有的RTU還可以按監(jiān)控人員的意圖和指令執(zhí)行特定的遙控操作，并將操作結(jié)果返送監(jiān)控中心主站系統(tǒng)。

（二）中低壓配網(wǎng)自動化的應(yīng)用特點。中低壓配網(wǎng)自動化系統(tǒng)由主站、遠(yuǎn)方終端單元（RTU）、線路傳感器、遠(yuǎn)方控制SF6或真空開關(guān)、通信電纜等五個部分組成。中低壓配電網(wǎng)自動化的應(yīng)用有自己不同的特點：1、傳統(tǒng)的變電站RTU在功能上偏重遙信、遙測，但中低壓配電網(wǎng)的自動化對象（開關(guān)房、開閉所和配電房）數(shù)目繁多，開關(guān)操作頻繁，更注重遙信、遙控功能。2、中低壓配電網(wǎng)的自動化對象遍布城市、農(nóng)村等各種不同環(huán)境，被不同層次的用電管理人員（包括農(nóng)村電工）所操作。更要求其具有安裝靈活、易操作、免專業(yè)維護(hù)、抗惡劣環(huán)境等特點。3、應(yīng)用于中低壓配電網(wǎng)的RTU，在功能上應(yīng)具有模塊化結(jié)構(gòu)，在硬件上要越簡單、越可靠越好。最好是同一套簡單硬件，只要簡單進(jìn)行一下設(shè)置，就可以滿足不同場合、不同規(guī)模的要求。

（三）中低壓配電網(wǎng)自動化RTU的PLC實現(xiàn)方案。中低壓配電網(wǎng)自動化RTU的RS6011GGPRSRTU實現(xiàn)RS6011G遠(yuǎn)程智能監(jiān)控終端是集成了模擬信號采集、過程IO控制和無線數(shù)據(jù)通信于一體的高性監(jiān)控裝置，可以直接接入標(biāo)準(zhǔn)傳感器信號或儀表輸出的模擬信號、電平信號、干觸點、脈沖信號等，是小規(guī)模過程信號實施無線監(jiān)控的最佳手段。RS6011G遠(yuǎn)程智能監(jiān)控終端內(nèi)部具有一個高性能的微處理器，可以完成模擬信號的采集、量值轉(zhuǎn)換和濾波處理等，數(shù)據(jù)的存儲周期和上報周期可以根據(jù)用戶環(huán)境的要求而調(diào)整，多點組網(wǎng)的方式非常靈活，既可以選擇簡單方便的GSMSMS短消息方式，也可以選擇高效實時的GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)方式。監(jiān)控中心的建立也是非常容易，目前流行的組態(tài)軟件都可以直接接入，同時我們提供基于互聯(lián)網(wǎng)WEB發(fā)布的電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，可以滿足大多數(shù)電力用戶的需求。這樣一種基于采集、傳輸、控制一體化RS6011G的中低壓配電網(wǎng)自動化的RTU實現(xiàn)方案，完全可以滿足中低壓配網(wǎng)自動化的特殊要求。

從整體上來看，中低壓配電網(wǎng)自動化RTU的PLC實現(xiàn)方案主要包括硬件實現(xiàn)和軟件實現(xiàn)兩個方面。首先，硬件實現(xiàn)方面。硬件方面比較常見的問題有PLC電源的提供方式、PLC長距離通信的實現(xiàn)途徑等。鑒于PLC一般都有專用的電源模塊，所以在設(shè)計RTU時，要將其配置成充電式的電池；其次，軟件實現(xiàn)方面。PLC軟件要以中斷和循環(huán)掃描兩種方式來執(zhí)行程序，為了更好地完成RTU的全部功能，PLC軟件還必須包括循環(huán)掃描執(zhí)行主程序、通信程序、收到報文分析程序、操作執(zhí)行程序以及輸入點電平中斷掃描程序等一系列程序。有不少實踐已經(jīng)證明，如果采取恰當(dāng)合理的軟件實現(xiàn)程序，在中低壓配電網(wǎng)自動化實現(xiàn)的過程中出現(xiàn)的一些問題均可以得到比較圓滿的解決，由此可見PLC軟件程序的極端重要性。

三、結(jié)語

本文從中低壓配電網(wǎng)自動化的意義、中低壓配電網(wǎng)自動化的必要性以及中低壓配電網(wǎng)自動化的實現(xiàn)方案三個方面進(jìn)行了闡述，希望可以為以后的相關(guān)研究和實踐提供某些有價值的參考和借鑒。在論述的過程中，由于各種各樣的原因，肯定存在這樣那樣的問題，在以后的研究和相關(guān)實踐中要加以積極有效的規(guī)避。

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