配網(wǎng)自動化的基礎(chǔ)建設(shè)及應(yīng)用研究

摘要：在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的過程中，大眾群體生活水平不斷攀升，人們對電力的基本需求日益增加，電網(wǎng)自動化模式已成為未來電網(wǎng)發(fā)展的主要趨勢之一。因?yàn)閷?shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)配網(wǎng)自動化可以有效推動電網(wǎng)發(fā)展，所以應(yīng)加強(qiáng)配網(wǎng)自動化基礎(chǔ)的建設(shè)力度與應(yīng)用深度。文章對配網(wǎng)自動化的基礎(chǔ)建設(shè)及應(yīng)用進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動化；基礎(chǔ)建設(shè)；電力系統(tǒng)；電力需求；主站系統(tǒng)；子站系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM76 文章編號：1009-2374（2016）18-0051-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.18.026

國內(nèi)電力行業(yè)領(lǐng)域建設(shè)工作正在如火如荼地進(jìn)行著，由傳統(tǒng)工業(yè)化模式向現(xiàn)代新型信息化模式加以轉(zhuǎn)變，此種背景下，旨在促進(jìn)能源利用率穩(wěn)步攀升和能源危機(jī)化解，配網(wǎng)自動化已成為未來可持續(xù)發(fā)展過程中的主推產(chǎn)業(yè)。配網(wǎng)自動化技術(shù)中涵蓋了控制技術(shù)內(nèi)容和信息技術(shù)內(nèi)容以及管理技術(shù)內(nèi)容，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)過程中用戶的智能交流，對電力分配工作和電力利用效率等做出了合理優(yōu)化。

1 發(fā)展現(xiàn)狀

西方發(fā)達(dá)國家中的配網(wǎng)自動化發(fā)展成效顯著，1970～1980年，美國和日本相繼進(jìn)行自動化控制技術(shù)研究，并將其合理融入到電力配網(wǎng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)之中，在此過程中，因?yàn)槭艿浇?jīng)濟(jì)條件影響和技術(shù)要素影響，自動化技術(shù)局限性較大，但已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控操作和故障自動隔離操作以及恢復(fù)供電操作等，不僅如此，電壓調(diào)控自動化技術(shù)也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。1990年，通過諸多技術(shù)整改和創(chuàng)新，配網(wǎng)監(jiān)控與配網(wǎng)管理得到不斷完善，部分國家開始進(jìn)行不同類型配網(wǎng)自動化商品研發(fā)，設(shè)計種類繁多且應(yīng)用范圍較廣。配網(wǎng)自動化在我國發(fā)展時期為1990年，國內(nèi)配網(wǎng)自動化技術(shù)與其他國家配網(wǎng)技術(shù)基本持平，饋線終端裝置平臺和通信技術(shù)平臺均遙遙領(lǐng)先，但受到推廣時間和影響，國外配網(wǎng)自動化發(fā)展遭遇阻礙，國內(nèi)配網(wǎng)機(jī)制尚未成熟，所以此時需要充裕資金支持和強(qiáng)勁技術(shù)支持。用戶數(shù)量增加的同時，供電需求也需不斷提高，所以應(yīng)及時有效地進(jìn)行配網(wǎng)自動化基礎(chǔ)建設(shè)完善與應(yīng)用，以提升配網(wǎng)自動化效率與配網(wǎng)自動化質(zhì)量。

2 配網(wǎng)自動化結(jié)構(gòu)系統(tǒng)構(gòu)成

2.1 配網(wǎng)自動化主站系統(tǒng)

配電SCADA主站結(jié)構(gòu)系統(tǒng)主要分為前置機(jī)服務(wù)器內(nèi)容、SCADA服務(wù)器內(nèi)容、調(diào)度工作站內(nèi)容和信息上傳工作站內(nèi)容以及DA服務(wù)器內(nèi)容等，而我們通常所說的GIS服務(wù)器也是其中重要的組成部分。

前置機(jī)服務(wù)器前置機(jī)種類繁多，主前置服務(wù)器設(shè)備數(shù)量為1臺，由其控制其他設(shè)備，若服務(wù)器本體出現(xiàn)故障，那么前置服務(wù)器中便會有1臺服務(wù)器自動演變成為主前置機(jī)服務(wù)器，從而有效保證系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行與常規(guī)操作，上述流程依靠nap加以完成。主前置機(jī)服務(wù)器借助dater進(jìn)行交換機(jī)數(shù)據(jù)接收，在此基礎(chǔ)上由vcterm經(jīng)過規(guī)約解釋操作而正常存入內(nèi)存數(shù)據(jù)之中，隨之形成數(shù)據(jù)共享內(nèi)存。應(yīng)該了解到，主前置機(jī)服務(wù)器會借助rawd來向不同類型前置機(jī)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)信息傳輸，datsrv會接收主前置機(jī)服務(wù)器本體所發(fā)送的生數(shù)據(jù)，形成本體數(shù)據(jù)實(shí)時共享內(nèi)存。

SCADA服務(wù)器主要涵蓋了諸多SCADA服務(wù)器，篩選1臺作為主體服務(wù)器，當(dāng)服務(wù)器出現(xiàn)一定故障時，也會由其中1臺服務(wù)器進(jìn)行主服務(wù)器轉(zhuǎn)換，從而綜合保證整體系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運(yùn)作，此類模式均由nsp加以操控。主服務(wù)器會借助datsrv接受主服務(wù)器所傳輸生數(shù)據(jù)，通過詳盡處理操作后過渡為熟數(shù)據(jù)。熟數(shù)據(jù)存入內(nèi)存后會形成相應(yīng)實(shí)時數(shù)據(jù)庫，所形成的熟數(shù)據(jù)可存在正規(guī)硬盤之中，從而構(gòu)成了歷史庫，歷史庫數(shù)量僅為1，當(dāng)需要使用到歷史數(shù)據(jù)信息內(nèi)容時，可從中加以調(diào)取。數(shù)據(jù)篩選方式主要分為polling模式和steream模式以及spl模式等，總站系統(tǒng)局域網(wǎng)書數(shù)量也為1，運(yùn)用交換機(jī)設(shè)備進(jìn)行有序連接。

2.2 配網(wǎng)自動化子站系統(tǒng)

由于配網(wǎng)監(jiān)控設(shè)備數(shù)量多且波及范圍較廣，配電SCADA系統(tǒng)測控對象中含有諸多大容量開閉所裝置與大量環(huán)網(wǎng)柜裝置，不僅如此，繁瑣柱上開關(guān)也存在其中，不能誤將整體站端監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行配電主站直連，所以期間應(yīng)設(shè)置配電子站，以起到預(yù)期協(xié)調(diào)效用，通過柱上開關(guān)管理和開閉所管理以及配電站端監(jiān)控設(shè)備管理來進(jìn)行數(shù)據(jù)采集器功能實(shí)現(xiàn)，同時也可進(jìn)行饋線監(jiān)控操作和重合閘操控等。實(shí)時數(shù)據(jù)此時可被合理傳輸?shù)较鄳?yīng)配電主站通信處理器位置處，運(yùn)用此種方式便節(jié)約主干通道，使得SCADA網(wǎng)絡(luò)可有力延續(xù)自動化操作功能。

此處以配電網(wǎng)供電110kV為例，配電網(wǎng)狹長時可應(yīng)用此種操作方案，主變電站到配網(wǎng)自動化主站之間借助光纖和不同類型高性能數(shù)據(jù)通道進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過數(shù)次分析和調(diào)查可以看出，配電子站實(shí)際上就是一種新型轉(zhuǎn)發(fā)裝置和新型集中裝置，通常情況下可篩選工業(yè)控制PC機(jī)加以構(gòu)成，有時也可篩選多路串行口擴(kuò)充版材料，子站系統(tǒng)與柱上開關(guān)控制器適應(yīng)面向?qū)ο笮问降臉?biāo)準(zhǔn)問答規(guī)約，此時允許多臺FTU進(jìn)行通道共用，子站需進(jìn)行FTU查詢來完成現(xiàn)場信息詳情收集，之后在此基礎(chǔ)上將其存入到規(guī)定實(shí)時數(shù)據(jù)庫之中，而后也要按照數(shù)據(jù)庫值向配電SCADA結(jié)構(gòu)系統(tǒng)來進(jìn)行相關(guān)正確信息上報。

2.3 配網(wǎng)自動化終端層

配網(wǎng)自動化終端層核心職責(zé)即為進(jìn)行有效信息采集和實(shí)時監(jiān)控以及常規(guī)指令執(zhí)行，特殊狀態(tài)下，需要對配網(wǎng)自動化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)加以重組。配網(wǎng)自動化終端層主要分為柱上FTU內(nèi)容、配變TTU內(nèi)容、開閉所內(nèi)容和配電站內(nèi)容以及環(huán)網(wǎng)單元FTU內(nèi)容等。配網(wǎng)自動化終端層可按照不同層面運(yùn)作特點(diǎn)進(jìn)行不同功能運(yùn)用，有時可以起到高效協(xié)調(diào)效用，按照之前配電網(wǎng)詳情和自動化現(xiàn)狀等進(jìn)行系統(tǒng)整改與系統(tǒng)優(yōu)化，使得不同類型集散子系統(tǒng)得以優(yōu)質(zhì)分配。

3 配網(wǎng)自動化技術(shù)優(yōu)異性

老舊式配網(wǎng)模式難以正確反映電網(wǎng)實(shí)際狀況，缺乏一定的操作彈性，并且反應(yīng)遲鈍的缺點(diǎn)尤為明顯，不能進(jìn)行實(shí)時操作和可配置操作以及可重組操作等。與此同時，老舊式配網(wǎng)自愈能力低、依賴性高，服務(wù)模式較為單一，信息共享程度極低。盡管現(xiàn)下傳統(tǒng)配網(wǎng)模式得到不斷完善與整改，但其中仍舊存在諸多弊端與不足，最為常見的就是信息不全面問題和共享能力差問題，無法構(gòu)成統(tǒng)一整體，智能化提升也就無從談起。

配網(wǎng)自動化技術(shù)比傳統(tǒng)配網(wǎng)模式要優(yōu)越許多，其具備優(yōu)質(zhì)安全保障功能，配網(wǎng)自動化技術(shù)中融合了電子要素、通訊要素和計算機(jī)技術(shù)要素等，可以全方位、多角度地保障系統(tǒng)安全，排除諸多不穩(wěn)定因素；配網(wǎng)自動化技術(shù)自愈能力強(qiáng)，會對整體電網(wǎng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，并能夠合理處置故障問題，對不良操作加以糾正，使得用戶群體正常用電、安全用電成為可能；配網(wǎng)自動化資源利用率顯著提升，借助電網(wǎng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)監(jiān)控，電網(wǎng)電力配給此時會得到綜合調(diào)整，使得資源自用質(zhì)量和資源利用效率雙向提升；配網(wǎng)自動化會提升信息流通效率，將配電網(wǎng)運(yùn)行和管理數(shù)據(jù)信息等進(jìn)行高效集成，不斷完善電力信息通路，逐步加強(qiáng)用戶間的信息交流頻率，使設(shè)備信息化水平和檢修信息化水平以及控電管理信息化水平等不斷攀升。

4 配網(wǎng)自動化應(yīng)用環(huán)節(jié)中應(yīng)注意的問題

4.1 配網(wǎng)自動化規(guī)劃

配網(wǎng)自動化規(guī)劃操作勢在必行，應(yīng)當(dāng)與配電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成吻合，隨后制定正規(guī)配網(wǎng)自動化實(shí)施策略，遵循可持續(xù)發(fā)展原則，從整體角度去思考問題，循序漸進(jìn)地進(jìn)行實(shí)施，與供電部門信息化建設(shè)要求達(dá)成一致。供電部門實(shí)際需要和供電局發(fā)展需求應(yīng)被納入考慮范圍內(nèi)，當(dāng)下配網(wǎng)自動化結(jié)構(gòu)系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)配調(diào)合一，依靠先進(jìn)技術(shù)平臺來完成統(tǒng)一管理、調(diào)控，在管理維護(hù)的同時也要適當(dāng)節(jié)約資金投入成本，為后續(xù)電力企業(yè)信息化發(fā)展奠定優(yōu)良基礎(chǔ)。配網(wǎng)自動化操作環(huán)節(jié)需適當(dāng)進(jìn)行自動化升級與自動化改造，將上述二者與配網(wǎng)自動化建設(shè)放在一起去揣摩其中要領(lǐng)，新上調(diào)度自動化與建設(shè)配網(wǎng)自動化也應(yīng)統(tǒng)一分析。

4.2 配網(wǎng)自動化環(huán)境維護(hù)

較為正確的做法是，對開關(guān)設(shè)備和配電終端設(shè)備等進(jìn)行及時維護(hù)，著重分析雷擊過電壓情況、低溫工作情況、高溫工作情況、雨淋情況和潮濕情況以及電磁感染情況等，設(shè)備開關(guān)外絕緣材料選擇和電子設(shè)備設(shè)計方案選擇以及元器件設(shè)備選擇方面應(yīng)考慮到成本節(jié)約，在綜合比對前提下選擇性價比較高的設(shè)備材料。配網(wǎng)自動化結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中，站端設(shè)備實(shí)施遠(yuǎn)方控制，那么此時次數(shù)增長會影響運(yùn)行效率，所以需要及時有效地進(jìn)行站端設(shè)備可靠性提升。

4.3 工作人員重視

配網(wǎng)自動化基礎(chǔ)建設(shè)與應(yīng)用過程中，工作人員勞動強(qiáng)度得以降低，勞動效率穩(wěn)步攀升，使得運(yùn)行人員群體對基本網(wǎng)絡(luò)情況能夠快速掌握，電力企業(yè)便可從中進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益獲取和相應(yīng)社會效益獲取，配網(wǎng)自動化實(shí)施過程中要求工作人員重視技術(shù)應(yīng)用和重視設(shè)備應(yīng)用，執(zhí)行有效管理模式，對工作人員提出嚴(yán)格要求，以至促進(jìn)配網(wǎng)自動化結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的正常平穩(wěn)運(yùn)行。

5 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)下部分?jǐn)?shù)據(jù)表明電力利用效率低下，針對整體電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的諸多問題，配網(wǎng)自動化基礎(chǔ)設(shè)計建設(shè)就顯得尤為重要，通過自動化方案實(shí)施與應(yīng)用來完成現(xiàn)代化配網(wǎng)模式創(chuàng)建，更好更優(yōu)地為社會服務(wù)、為大眾服務(wù)。

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作者簡介：熊彪（1987-），男，廣東深圳人，深圳供電局有限公司助理工程師，研究方向：配網(wǎng)自動化的基礎(chǔ)建設(shè)及應(yīng)用。

（責(zé)任編輯：蔣建華）