供電局配網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)施方案研究

趙彥宏（瀘西供電有限公司，云南 瀘西 652400）

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供電局配網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)施方案研究

趙彥宏（瀘西供電有限公司，云南 瀘西 652400）

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，人民生產(chǎn)生活對(duì)電力的依賴性越來越強(qiáng)，電力運(yùn)營(yíng)企業(yè)的重?fù)?dān)也越來越重。如何改善電力系統(tǒng)的安全可靠性，如何實(shí)現(xiàn)電力網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的接軌，如何實(shí)現(xiàn)運(yùn)行良好的配電現(xiàn)代化管理，如何為企業(yè)經(jīng)濟(jì)利益的最大化和社會(huì)效益的最大化提供高水平質(zhì)量的服務(wù)，是本文要進(jìn)行探討的課題。

配網(wǎng)自動(dòng)化現(xiàn)狀；系統(tǒng)類型；實(shí)施方案

現(xiàn)代電力發(fā)展要讓配網(wǎng)操作進(jìn)行自動(dòng)化升級(jí)，合理調(diào)控配電網(wǎng)絡(luò)的電壓水平，排查配電網(wǎng)出現(xiàn)的故障，達(dá)到配電網(wǎng)電力負(fù)荷的正常范圍，保證用戶的用電安全，這就是是電力配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的主要目標(biāo)。結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的運(yùn)用，電力配網(wǎng)需要的是切實(shí)可行的自動(dòng)化配電供電方案。

1　國(guó)內(nèi)配網(wǎng)自動(dòng)化的現(xiàn)狀

與國(guó)外的配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化發(fā)展進(jìn)程相比，我國(guó)的配電自動(dòng)化發(fā)展還有很長(zhǎng)的一路要邁進(jìn)：

（1）分段器等通信網(wǎng)絡(luò)需要進(jìn)行供電和故障隔離的功能，以改善地區(qū)的自動(dòng)備用電源轉(zhuǎn)換和重合的情況，這一階段的自動(dòng)化配電系統(tǒng)的水平相對(duì)比較低。當(dāng)自動(dòng)化重合閘和備用電源不能自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)行出現(xiàn)故障的時(shí)候，配電自動(dòng)化設(shè)備起不到監(jiān)控的作用，無法改變操作固定值，對(duì)安全電力供應(yīng)的錯(cuò)誤無法正常使用，造成故障不斷發(fā)生。而且這種情況因?yàn)榇罅渴褂眠€在經(jīng)常發(fā)生著。

（2）在操作監(jiān)視運(yùn)行狀態(tài)下的配電網(wǎng)絡(luò)通過網(wǎng)絡(luò)終端技能型無故障區(qū)的電力供應(yīng)。這屬于電網(wǎng)配網(wǎng)自動(dòng)化的第二個(gè)發(fā)展階段。

（3）SCADA系統(tǒng)的形成，促就了配電自動(dòng)化系統(tǒng)的第三階段的發(fā)展。這個(gè)時(shí)期在原有自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了配電信息系統(tǒng)等自動(dòng)化集成系統(tǒng)，形成了配電網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，即DMS，包括變電站自動(dòng)化、電容器組開關(guān)控制，用戶遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)等。目前，這套配電自動(dòng)化系統(tǒng)還在試驗(yàn)階段，就以其強(qiáng)大的功能性得到很多反饋。優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了調(diào)度仿真、斷層調(diào)用自動(dòng)化等。缺點(diǎn)是因?yàn)樘幱诔跫?jí)階段，還缺乏相應(yīng)級(jí)別的應(yīng)用程序，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)電調(diào)節(jié)不穩(wěn)定，網(wǎng)絡(luò)需要重構(gòu)等情況的發(fā)生。［1］

2　配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)主要內(nèi)容

（1）配網(wǎng)自動(dòng)化的龐大系統(tǒng)中，饋線自動(dòng)化是高壓配電線路、中壓配電線路、低壓配電線路的綜合。實(shí)現(xiàn)這三個(gè)電壓等級(jí)的線路自動(dòng)化，就是實(shí)現(xiàn)了饋線自動(dòng)化的基本運(yùn)行。

（2）運(yùn)行自動(dòng)化可以將電壓、電流、功率、開關(guān)信號(hào)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)等集中在一套終端進(jìn)行監(jiān)控，在正常狀態(tài)下和應(yīng)急狀態(tài)下都可以自動(dòng)展開運(yùn)行檢測(cè)。

（3）變電站自動(dòng)化是指將變電配電負(fù)載調(diào)整為配電自動(dòng)化的重點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行電氣開關(guān)檢測(cè)、智能遠(yuǎn)程控制、系統(tǒng)繼電保護(hù)、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)處理等。

（4）用戶自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)了用戶和電力雙方的利益平衡，通過信息收集整理、人機(jī)對(duì)話、數(shù)據(jù)操作等方式來進(jìn)行通信。它遵循的是當(dāng)前的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行開放試運(yùn)行的原則。

例如在配電自動(dòng)化的配電網(wǎng)集成系統(tǒng)中，一級(jí)主站和二級(jí)主站之間的處理和控制是通過集中式配電管理系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)的。其他配電網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、自動(dòng)繪圖等工作都要配合這個(gè)技術(shù)來進(jìn)行運(yùn)行，方便性和直接性很強(qiáng)。

（5）配電終端分布廣泛，自動(dòng)化通信系統(tǒng)通過自動(dòng)化設(shè)備終端，配合配電網(wǎng)絡(luò)饋線自動(dòng)化的需求，為饋線自動(dòng)化提供安全可靠的網(wǎng)絡(luò)。［2］

3　配電自動(dòng)化系統(tǒng)分類

3.1電流配網(wǎng)自動(dòng)化

電流配網(wǎng)自動(dòng)化是針對(duì)傳統(tǒng)自動(dòng)化而言的一個(gè)任務(wù)終端自動(dòng)化系統(tǒng)，使用PLC微機(jī)自動(dòng)裝備完成上傳任務(wù)。提供子站的自動(dòng)控制功能，完成獨(dú)立的計(jì)算機(jī)自動(dòng)化保護(hù)等任務(wù)。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程終端的簡(jiǎn)單使用，執(zhí)行地方保護(hù)、控制管理功能。

這一系統(tǒng)進(jìn)行遙信、遠(yuǎn)程控制等任務(wù)時(shí)，調(diào)動(dòng)綜合配電網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備運(yùn)行管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)故障信息采集和處理。從故障定位切入，發(fā)現(xiàn)故障電流通過點(diǎn)，精確測(cè)量故障電流的數(shù)據(jù)。標(biāo)志出故障電流的電壓波動(dòng)、電壓嬗變等測(cè)量?jī)?nèi)容。通過斷路器的操作對(duì)電腐蝕程度和基礎(chǔ)狀態(tài)進(jìn)行檢修、計(jì)算電流跳閘次數(shù)、進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換、自動(dòng)切換電容器開關(guān)，分離地線故障等等任務(wù)。

3.2電壓型饋電自動(dòng)化

電壓型饋電不需要主控臺(tái)，功能簡(jiǎn)單使用，出現(xiàn)故障電力時(shí)，可以自動(dòng)判斷故障位置和故障時(shí)間，只需要小容量的電池就可以進(jìn)行大范圍的維護(hù)工作。通過系統(tǒng)電流單相接隔離斷層線，將零序電流分割成故障不明顯的電容電量。采用功率方向法等三種等國(guó)際認(rèn)可的原則來進(jìn)行接地系統(tǒng)故障處理。饋線自動(dòng)化終端要求零序電壓數(shù)量的準(zhǔn)確度，不能破壞線平衡環(huán)境，針對(duì)故障位置和開關(guān)位置進(jìn)行故障分段開關(guān)，確保故障不發(fā)生跳變，通過故障測(cè)試后就可以實(shí)現(xiàn)饋線自動(dòng)化。

3.3戶外配電自動(dòng)化

戶外配電自動(dòng)化是由真空開關(guān)、配電終端和三相零序電壓變壓器組成。這個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)可以通過提供總線電壓信號(hào)和配電開關(guān)來實(shí)現(xiàn)電器和控制器的控制和管理，通過隔離和恢復(fù)非故障供電等來實(shí)現(xiàn)電力配電自動(dòng)化。

3.4監(jiān)控站系統(tǒng)

監(jiān)控站通過系統(tǒng)配置、數(shù)據(jù)處理、遙感運(yùn)行、數(shù)據(jù)配制等來完成實(shí)現(xiàn)通信協(xié)議的正常運(yùn)行，獲得SOE事件記錄數(shù)據(jù)，采集遠(yuǎn)程測(cè)量數(shù)據(jù)。確定電壓電線點(diǎn)硫的位置和開關(guān)情況等的數(shù)據(jù)。配電網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控站顯示的數(shù)據(jù)顯示了信息的完整性和準(zhǔn)確度，方便使用者對(duì)操作情況及時(shí)掌握并及時(shí)處理配電線路故障等突發(fā)情況。如該系統(tǒng)具有報(bào)警和故障定位功能，當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，邊繼開關(guān)就開始進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，快速定位饋線位置，將故障信息發(fā)送給故障排查人員進(jìn)行操作。［3］

4　配電自動(dòng)化規(guī)劃實(shí)施方案研究

（1）配電自動(dòng)化系統(tǒng)要遵循集中收集、集中應(yīng)用的原則，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)的配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化操作。考慮到電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)庫和系統(tǒng)接口來管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)。充分利用通信終端和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，對(duì)設(shè)備串聯(lián)等設(shè)計(jì)出收集信息數(shù)據(jù)的框架。主站中心變電站將傳輸控制、差錯(cuò)檢測(cè)、傳輸終端等實(shí)現(xiàn)同步管理。

（2）設(shè)置配電網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管平臺(tái)，簡(jiǎn)稱自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)。將不同的平臺(tái)的應(yīng)用模式和數(shù)據(jù)格式組合起來，建立有效的互聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)化模式。實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)模型之間的自由轉(zhuǎn)換。

例如某供電企業(yè)就采用了調(diào)度SCADA系統(tǒng)進(jìn)行軟件數(shù)據(jù)交叉?zhèn)鬟f和操作自動(dòng)化認(rèn)證，分別處理變電站信息和斷路器信息。應(yīng)用高級(jí)軟件的數(shù)據(jù)分析功能，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化的跨系統(tǒng)命令的交互關(guān)系。

（3）實(shí)行配電計(jì)量自動(dòng)化的交互性關(guān)系。將輸電信息、設(shè)備線路、計(jì)算拓?fù)鋽?shù)據(jù)等進(jìn)行聯(lián)合，實(shí)現(xiàn)用戶、負(fù)載、電能相互交叉的互聯(lián)關(guān)系。通過這種互聯(lián)關(guān)系。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)故障為位置，實(shí)現(xiàn)信息交互溝通和運(yùn)作。［4］

（4）建立配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化主站。調(diào)用配電網(wǎng)監(jiān)視、分析等全面的功能，進(jìn)行管理配電網(wǎng)、圖信息、電源、供電、故障排查、線損情況等模塊的互聯(lián)工作。通過服務(wù)器看到這些模塊的各種參數(shù)，對(duì)數(shù)量進(jìn)行規(guī)劃計(jì)算，得出相關(guān)聯(lián)的變壓器的數(shù)據(jù)。按照三遙開關(guān)柜的數(shù)據(jù)處理能力，遠(yuǎn)程開關(guān)故障指示器、刀閘指示器、柜門開關(guān)指示器等。測(cè)量開關(guān)信號(hào)、線路功率、儲(chǔ)能狀態(tài)量、零序電流等數(shù)據(jù)因數(shù)。

（5）配電終端系統(tǒng)的自動(dòng)化方案包括進(jìn)行主站之間的能力數(shù)據(jù)采集測(cè)量、排查饋線發(fā)生故障的原因和性質(zhì)、記錄狀態(tài)變化的情況和饋線發(fā)生故障的位置與時(shí)間。控制執(zhí)行遙控指令，如遠(yuǎn)方閉鎖功能等。與上級(jí)主站加強(qiáng)聯(lián)絡(luò)，將采集到的信息向上匯報(bào)，并將上級(jí)的命令傳遞給下級(jí)站，指導(dǎo)下級(jí)站進(jìn)行設(shè)備檢測(cè)和數(shù)據(jù)收發(fā)等工作。

（6）配電開關(guān)自動(dòng)化方案包括對(duì)電流開關(guān)的改造。安裝操作機(jī)構(gòu)、開關(guān)信號(hào)線等，接入配電網(wǎng)絡(luò)終端，啟動(dòng)里饋線自動(dòng)化模式，規(guī)劃母線配制電壓傳感器，保持配備電源工作不少于8h，結(jié)合饋線自動(dòng)化建設(shè)進(jìn)行自動(dòng)過渡性改造，逐步建設(shè)故障處理等智能化的重合系統(tǒng)，合理配置區(qū)域用電。［5］

5　結(jié)語

隨著我國(guó)電力建設(shè)發(fā)展規(guī)模的日益擴(kuò)大，社會(huì)各方對(duì)供電可靠性、供電服務(wù)質(zhì)量的要求也在不斷提高。提供優(yōu)質(zhì)電力服務(wù)是電力部門的重要目標(biāo)，配電是電力系統(tǒng)的重要部分之一，決定了電力部門為用戶提供電能的質(zhì)量?jī)?yōu)劣。采用新技術(shù)、新措施來應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，加大電力配網(wǎng)自動(dòng)化投資與建設(shè)，提高配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)水平，是電力部門提高管理技術(shù)水平、轉(zhuǎn)變經(jīng)營(yíng)理念、提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力的目標(biāo)，追求配電網(wǎng)自動(dòng)化裝備的先進(jìn)性、安全性、經(jīng)濟(jì)型和綠色環(huán)保等的不斷升級(jí)，完成配電網(wǎng)改革與發(fā)展目標(biāo)，投入資金和人力，加大配網(wǎng)自動(dòng)化改造是電力部門的工作重點(diǎn)。綜上，電力部門只有真正實(shí)現(xiàn)電力配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)劃化，才能真正獲得社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益雙贏的成就。

［1］孫建春，劉靜.配電自動(dòng)化終端設(shè)備在電力配網(wǎng)自動(dòng)化的應(yīng)用［J］.通訊世界，2015（19）：78～79.

［2］肖勇.電力配網(wǎng)自動(dòng)化探討［J］.技術(shù)與市場(chǎng)，2015（7）：256.

［3］林紫清.配電自動(dòng)化終端設(shè)備在電力配網(wǎng)自動(dòng)化的應(yīng)用探討［J］.科技展望，2016（5）：96.

［4］孫振升.電力配網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行優(yōu)化探討［J］.企業(yè)技術(shù)開發(fā)（下半月），2015（4）：82，84.

［5］張蔡洧，江熠.配電自動(dòng)化終端設(shè)備在電力配網(wǎng)自動(dòng)化的應(yīng)用［J］.中國(guó)科技縱橫，2014（21）：175.

趙彥宏（1986-），男，助理工程師，本科，主要從事電網(wǎng)工程建設(shè)的質(zhì)量管理工作。

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2095-2066（2016）17-0105-02

2016-6-1