自動(dòng)化管理模式下的配電網(wǎng)運(yùn)行探究

張東江++杜洪濤++展慧燕++秦斌

[摘 ?要]當(dāng)前社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，這對電網(wǎng)的運(yùn)行與管理帶來了質(zhì)的提升，其中配電網(wǎng)的自動(dòng)化運(yùn)行程度使得整個(gè)配電網(wǎng)的運(yùn)行管理更加便捷，效果也十分的顯著。本文作者有著多年的配電網(wǎng)運(yùn)行工作經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合現(xiàn)階段的配電網(wǎng)自動(dòng)化的工作實(shí)踐，詳細(xì)的介紹了配電網(wǎng)運(yùn)行管理自動(dòng)化系統(tǒng)，包括信息技術(shù)的全面應(yīng)用、配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的組合等各個(gè)方面的探討，這在一定程度上有助于配電網(wǎng)管理部門實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理的要求，同時(shí)也是為廣大電力同行提供借鑒與參考。

[關(guān)鍵詞]配電網(wǎng);自動(dòng)化管理;運(yùn)行;SCADA系統(tǒng)

中圖分類號： 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）23-0020-01

前言

當(dāng)前的配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是包括了變電站、配電網(wǎng)和用電客戶在內(nèi)的相關(guān)運(yùn)行監(jiān)控、維修與用電客戶管理的一項(xiàng)綜合的管理系統(tǒng)。當(dāng)前進(jìn)行安全優(yōu)質(zhì)以及經(jīng)濟(jì)性的供電是對現(xiàn)代電力系統(tǒng)基本運(yùn)行的三個(gè)主要的要求。這其中是以安全為最重要的一方面，配電網(wǎng)運(yùn)行尤為重要，因此必須在配電網(wǎng)的運(yùn)行過程中需要不斷地對配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)測分析和控制管理，以此來實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行管理的自動(dòng)化。

一、配電網(wǎng)自動(dòng)化

1、概述

現(xiàn)階段的配電網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化包括了配電網(wǎng)的運(yùn)行及運(yùn)行計(jì)劃和相關(guān)優(yōu)化，同時(shí)還包括了配電網(wǎng)的維修管理和用電客戶的接口管理及控制等方面的主功能，這些功能之間有著非常密切的對應(yīng)聯(lián)系，且配電網(wǎng)的安全管理是貫通在整個(gè)配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中的，其包括了防人身觸電、防誤操作、絕緣老化檢測、故障快速切除等工作。

2、配電網(wǎng)自動(dòng)化的內(nèi)容

配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行管理是通過相應(yīng)的自動(dòng)或是手動(dòng)的方式，通過遙控和監(jiān)測高壓配電線路上的開關(guān)設(shè)備和相應(yīng)配電線路的參數(shù)，來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的隔離故障的相關(guān)區(qū)間，以最佳的方式來恢復(fù)非故障區(qū)域的供電，為用電客戶提供安全可靠以及經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定的電力供應(yīng)保障。

配電自動(dòng)化系統(tǒng)必須具備相應(yīng)的運(yùn)行管理功能，一是要在饋線出現(xiàn)故障時(shí)，能夠自動(dòng)的進(jìn)行相關(guān)故障的檢測、隔離和恢復(fù);二是在供電恢復(fù)的最佳過程中要由計(jì)算機(jī)做出判斷，并能夠自動(dòng)的實(shí)現(xiàn)供電的恢復(fù);三是當(dāng)發(fā)生過載或進(jìn)行維護(hù)工作時(shí)，能夠自動(dòng)的實(shí)現(xiàn)配電負(fù)荷平衡的供電過程;四是變電站和饋線的監(jiān)視實(shí)時(shí)地顯示在帶街區(qū)圖的圖形顯示器上;五是可以給出用戶和設(shè)備的連接信息。另外配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)還能夠打印出各種記錄和報(bào)告數(shù)據(jù)以及可為操作者訓(xùn)練提供相應(yīng)的仿真操作過程。

二、信息技術(shù)在配電網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行管理中的應(yīng)用

信息技術(shù)主要是用在配電設(shè)備的管理和相關(guān)設(shè)備的在線狀態(tài)檢測以及相應(yīng)的用電管理等方面。眾所周知各行各業(yè)都將安全列為重點(diǎn)，電力系統(tǒng)也不例外，安全仍是現(xiàn)代電力系統(tǒng)運(yùn)行的一項(xiàng)重要指標(biāo)。因此為了保證現(xiàn)階段的電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，就必須在其相應(yīng)的運(yùn)行的過程中對其進(jìn)行不間斷的監(jiān)測分析和控制管理。

我們以配電網(wǎng)的絕緣系統(tǒng)為例進(jìn)行相關(guān)的說明，配電網(wǎng)的絕緣壽命在很一定程度上是決定了整個(gè)配電設(shè)備的運(yùn)行壽命的。而配電網(wǎng)的絕緣則是在其負(fù)載的運(yùn)行過程中，長期的處在電、化學(xué)以及機(jī)械和其他具有不確定性的環(huán)境等因素的作用下，不可避免的將會逐漸的出現(xiàn)老化;在配電網(wǎng)系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，嚴(yán)重的還會出現(xiàn)絕緣缺陷，如不能及時(shí)的采取相應(yīng)的修復(fù)措施，就會引發(fā)配電網(wǎng)在運(yùn)行方面的事故，就會造成配電網(wǎng)多方面的損失。因此只有解決好配電網(wǎng)運(yùn)行的絕緣問題，才能夠確保配電自動(dòng)化的正常運(yùn)行。

三、配電自動(dòng)化系統(tǒng)種的配電運(yùn)行管理

現(xiàn)在的配電自動(dòng)化系統(tǒng)主要是由主站系統(tǒng)、配電子站、通信系統(tǒng)和站端系統(tǒng)四個(gè)部分組成。按照硬件和軟件進(jìn)行劃分，其包括了以下幾大部分：智能開關(guān);通信網(wǎng)絡(luò);監(jiān)控監(jiān)測終端、FTU;網(wǎng)自動(dòng)化SCADA;配網(wǎng)自動(dòng)化的基本高級應(yīng)用軟件; SCADA與地理信息系統(tǒng)（GIS）的一體化;系統(tǒng)仿真軟件;配電工作管理系統(tǒng);用電管理自動(dòng)化系統(tǒng);配電網(wǎng)能耗管理系統(tǒng);和其它系統(tǒng)的接口。

1、智能開關(guān)

配電變壓器的斷路器必須能實(shí)現(xiàn)遙控，在故障時(shí)，保護(hù)裝置將使線路上的饋電開關(guān)跳閘。智能開關(guān)一方面可以進(jìn)行無須通訊，以此來實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的自動(dòng)診斷故障和故障隔離，并恢復(fù)非故障段的供電，另外一方面也可以與通訊系統(tǒng)進(jìn)行連接，通過子站與主站的相關(guān)控制單元來實(shí)現(xiàn)遙測和遙控自動(dòng)化等功能。

智能開關(guān)的相關(guān)遙控接口可以直接的監(jiān)視開關(guān)裝置，正確的指示開關(guān)的分、合以及接地的位置，其可以通過一個(gè)開放的協(xié)議與控制中心進(jìn)行通訊聯(lián)系，也可以與不同的通訊介質(zhì)進(jìn)行相關(guān)的通訊聯(lián)系。合理選用通訊的方法是快速重組電網(wǎng)的一個(gè)重要因素，因此就需要選擇電網(wǎng)關(guān)鍵點(diǎn)的電線桿上安裝自動(dòng)重合閘裝置，并與選擇配電網(wǎng)的開斷點(diǎn)一起實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，通過使用遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)解決電網(wǎng)的供電可靠性。

2、監(jiān)控、監(jiān)測終端

這一部分包括了配電線路出線的開關(guān)終端、分段與聯(lián)絡(luò)開關(guān)終端以及小區(qū)劃變的開關(guān)終端等，其基本的功能是對配電網(wǎng)運(yùn)行的信息進(jìn)行相應(yīng)的采集和處理，接受并且執(zhí)行遙控指令，另外還有將配電網(wǎng)運(yùn)行的事件記錄并上報(bào)，另外還有閉鎖和電源失電保護(hù)，自診斷、自恢復(fù)以及通訊功能。這部分的主要特點(diǎn)有：采用交流采集，可檢測電壓、電流、頻率、功率因數(shù)、有功功率、無功率、視在功率、電能等高精度的數(shù)據(jù)。具有強(qiáng)大的通訊功能，支持多種通訊規(guī)約，開放的通訊方式。同時(shí)具有遙控功能。

3、通信網(wǎng)絡(luò)

為能夠有效的提高配電網(wǎng)系統(tǒng)的控制管理能力和減少通訊端口設(shè)備，以此來提高系統(tǒng)的可靠性，可以將系統(tǒng)分為若干的群，每個(gè)群由多個(gè)監(jiān)控終端進(jìn)行組成，并由通訊控制器進(jìn)行相應(yīng)的管理。通訊控制器可接收從后臺發(fā)來的各種指令，也可以收集數(shù)據(jù)并且會轉(zhuǎn)發(fā)后臺的指令。對監(jiān)終端通訊通道的狀態(tài)及通訊質(zhì)量進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)視，系統(tǒng)能自動(dòng)切換到備用通道。

4、擴(kuò)展SCADA系統(tǒng)的功能

一是相關(guān)功能的投切，根據(jù)配電網(wǎng)及用電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行的相關(guān)情況，由配電網(wǎng)運(yùn)行值班調(diào)度員通過相關(guān)的控制方式進(jìn)行遠(yuǎn)方微機(jī)裝置的功能進(jìn)行投入或退出的操作。二是定值的修改，根據(jù)配電網(wǎng)的相關(guān)運(yùn)行方式，由配電網(wǎng)運(yùn)行值班調(diào)度員進(jìn)行遠(yuǎn)方設(shè)備或修改微機(jī)裝置的某些定值。三是拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)著色，通過相應(yīng)的拓?fù)浞治?，支持圖形的線路動(dòng)態(tài)著色功能和潮流方向標(biāo)志功能。四是故障錄波分析，能搜集帶有故障錄波功能的FTU的數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行分析并給出波形。五是故障分析模塊，可以對各種方式進(jìn)行故障計(jì)算，對稱短路和各種不對稱短路故障的計(jì)算，以及能處理電力系統(tǒng)的復(fù)合故障計(jì)算。六是故障隔離和恢復(fù)模塊，適用于任意結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)絡(luò)，能進(jìn)行系統(tǒng)的實(shí)時(shí)分析，根據(jù)系統(tǒng)采集的實(shí)時(shí)信息，對全網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和判斷，準(zhǔn)確判斷故障位置。

結(jié)束語

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，配電網(wǎng)的改造及新建過程中使用更先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)可更方便快捷的為廣大用電客戶提供服務(wù)。采用基于信息技術(shù)的配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)將在很大程度上改善配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，能夠更好地實(shí)現(xiàn)相關(guān)資源的綜合利用。

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