配網(wǎng)自動化及其三遙功能的實現(xiàn)探討

張誠

摘要： 配電自動化在我國興起的時間較短，主要是因為人們生活水平的不斷提高對電網(wǎng)的要求也更高了，相關(guān)的配電部門為了滿足用戶的需求，在工作中積極創(chuàng)新。配網(wǎng)自動化主要是借助計算機信息技術(shù)，從而實現(xiàn)三遙功能，即對配網(wǎng)的數(shù)據(jù)整理、監(jiān)控、調(diào)整。本文將以配網(wǎng)自動化以及三遙功能的實現(xiàn)探索作為此次研究的主題，對具體的實現(xiàn)方式做了分析。

Abstract： Power distribution automation has a short history in China. Because people's living standards continue to improve， the requirements of the grid is also higher. In order to meet the needs of users， relevant power distribution department actively innovate in work. Distribution network automation is mainly to achieve three remote functions， that is data processing， monitoring and adjustment of distribution network through computer information technology. This article focuses on the automation of the distribution network and the realization of three remote functions， and analyzes the specific implementation ways.

關(guān)鍵詞： 配網(wǎng)自動化；應(yīng)用；理念；三遙；探索

Key words： distribution network automation；application；concept；three remote；exploration

0 引言

配電自動化是我國電網(wǎng)自動化發(fā)展的必然產(chǎn)物。建立起先進的、完善的、可持續(xù)發(fā)展的自動化系統(tǒng)才能保證電網(wǎng)的安全運行，同時它也是實現(xiàn)信息管理化的重要內(nèi)容。

1 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的應(yīng)用以及發(fā)展趨勢

1.1 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的設(shè)計

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的設(shè)計是為電力企業(yè)電網(wǎng)的正常運行提供支持，通過配網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)視、決策和管理等功能來實現(xiàn)配網(wǎng)的智能化系統(tǒng)。

配網(wǎng)調(diào)度智能化系統(tǒng)包括配電網(wǎng)的運行和運行管理兩個方面。為了達到支撐運行的需求，在配電網(wǎng)的設(shè)計方案中要考慮這幾個設(shè)計原則：可靠性原則、安全性原則、實用性原則、維護性原則、可管理性原則。

智能化配電網(wǎng)的服務(wù)器應(yīng)根據(jù)不同出的應(yīng)用特點來選用與之相應(yīng)的系統(tǒng)配置和體系結(jié)構(gòu)，提供方便操作、易于管理、方便維護的界面，實現(xiàn)系統(tǒng)功能的合理化、美觀化、可操作化。

1.2 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的組成

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)采用分布式的結(jié)構(gòu)，它的構(gòu)成部分分別是：服務(wù)器、工作站、防護設(shè)備、同步裝置、配套軟件，配套軟件服務(wù)主要是為了保障配網(wǎng)整個系統(tǒng)的安全運行。

1.3 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)

實施配電和規(guī)劃自動化系統(tǒng)的工作中，應(yīng)當充分考慮其可靠性、安全性。如圖1是標準型配電自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

1.4 自動化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

①配電網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化：優(yōu)化內(nèi)容為，無功補償、降低線損、設(shè)備運行無障礙、電壓合格率、供電的可靠性。

②配電自動化系統(tǒng)的不綜合性、集成化：配電自動化系統(tǒng)采用全面解決的方案，走向集成化道路，能最大限度的保護原有的配電投資。

③將終端設(shè)備、開關(guān)和斷路器進行結(jié)合，實現(xiàn)智能化開關(guān)的趨勢。

④實現(xiàn)配電網(wǎng)的數(shù)字通信技術(shù)，采用高速的數(shù)字傳輸，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，使用通信燈片作為該技術(shù)的支持力量，在可靠供電的前提下，將數(shù)據(jù)信號分離出來，以保證數(shù)據(jù)的私密性。

2 配電自動化系統(tǒng)的分析

2.1 智能化終端分析

智能化的測控終端技術(shù)是在數(shù)字信號處理技術(shù)上借助于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研發(fā)的具有三遙保護、靈活配置、通信和插件保護的一種新功能，具有自動化特點。智能測評終端具有遙信、遙控的功能，并可以及時采集開關(guān)的儲能、分合位置等動態(tài)信息，通過對電表的配置和參數(shù)的分析實現(xiàn)遙信的雙點合并、靈活排序、信息上送等功能?？梢酝ㄟ^增設(shè)遙信輸入板從而擴大對動態(tài)信息的采集量。

2.2 開關(guān)控制單元的分析

開關(guān)控制器具有串口通信的功能，采用通信箱的特殊方式來實現(xiàn)對遠距離數(shù)據(jù)的檢測。數(shù)據(jù)監(jiān)測站由一臺PC機測控系統(tǒng)構(gòu)成，通過采用CDMA和收集短信等方式對控制器進行管理，并根據(jù)實際需要將控制器的CDMA模塊安裝在其內(nèi)部，便于對數(shù)據(jù)的檢測。

2.3 分段開關(guān)的控制

分段開關(guān)開關(guān)控制單元因具有站端數(shù)據(jù)監(jiān)測和局部數(shù)據(jù)監(jiān)測的功能所以能很快完成對配網(wǎng)故障的實時定位、供電恢復(fù)等工作，實現(xiàn)了開關(guān)的遠距離操控。

3 配電自動化三遙功能的研究

3.1 環(huán)網(wǎng)模型

環(huán)網(wǎng)開關(guān)為手動負荷開關(guān)，將現(xiàn)有的開關(guān)改為電動操作開關(guān)。將雅香小區(qū)采用普通的三遙系統(tǒng)，匯鑫源小區(qū)采用網(wǎng)絡(luò)式的三遙系統(tǒng)，通過配電故障的轉(zhuǎn)供、隔離，從而實現(xiàn)保護配合。

3.2 三遙方案的實現(xiàn)探討

智能化控制器和負荷開關(guān)組成智能負荷開關(guān)，并將配電網(wǎng)斷路器與智能負荷開關(guān)進行配合使用，最終實現(xiàn)自動化。由配電網(wǎng)出口的斷路器將出現(xiàn)故障的電流阻斷，再由智能負荷開關(guān)進行電流的隔離和轉(zhuǎn)移。

改造現(xiàn)有的開關(guān)設(shè)備實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)式的自動化方案。在主環(huán)網(wǎng)內(nèi)設(shè)置保護子站、借助通信光纖的通道使通信終端與保護子站進行信息的交互工作，從而準確判斷出發(fā)生故障的位置。

當發(fā)生永久性故障后，主環(huán)網(wǎng)的負荷開關(guān)根據(jù)保護子站提供的信息，經(jīng)斷路器保護后，直接自動跳到故障兩側(cè)，完成自動合閘和轉(zhuǎn)移供電的工作。

3.3 三遙系統(tǒng)的功能

要想實現(xiàn)故障定位、故障隔離、故障轉(zhuǎn)移的自動化功能，就要采用這兩種方法：①集中式控制方式：根據(jù)子站提供的數(shù)據(jù)信息對故障做出處理。饋線終端裝置將故障信息送到子站，子站根據(jù)開關(guān)狀態(tài)、檢測的情況來對故障位置做出判斷，并下發(fā)遙控命令，開關(guān)跳開故障區(qū)域，整合出現(xiàn)開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)，恢復(fù)用電。這種方法適合復(fù)雜的系統(tǒng)，因為對數(shù)據(jù)的控制是比較準確的，但是需要借助先進的硬件系統(tǒng)、計算機軟件來實現(xiàn)。②由于配電自動化開關(guān)設(shè)備性能的不斷提高，單片技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，智能饋線單元逐漸被應(yīng)用于配電自動化系統(tǒng)中。智能化終端單元根據(jù)處理機的程序?qū)⒐收咸幚砗蟮木瘓笸ㄟ^SCADA系統(tǒng)傳遞給控制中心，像這種處理故障的方式就是分布式控制。傳統(tǒng)的分布式控制方式主要有自動網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和普通網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)組成，而且只是根據(jù)對電壓的狀態(tài)就對故障做出判斷，因此與它的準確性不高。智能化的控制方式有效提高了故障處理的速度和恢復(fù)用電的速度，速度提高到秒級，準確率較高。新型的分布式控制方式家主要將電壓和電流信號作為判斷故障的重要依據(jù)，這種方法有以下優(yōu)點：①充分考慮到出現(xiàn)故障后的過流次序，并通過制定網(wǎng)絡(luò)式的重構(gòu)方案，使參數(shù)不受聯(lián)絡(luò)開關(guān)的影響。②進行智能負荷組網(wǎng)時，開關(guān)將故障做自動隔離并重構(gòu)工作，能在最短的時間內(nèi)恢復(fù)線路的用電。③采用殘壓檢測方法使開關(guān)調(diào)到負荷側(cè)，避免了另一側(cè)電源向故障位置轉(zhuǎn)移。④在通信條件允許的情況下，升級為協(xié)作模式，有效減少了線路的沖擊。

傳統(tǒng)的配網(wǎng)系統(tǒng)其實是一個獨立的保護系統(tǒng)，因為它只檢測自身的電流，不關(guān)心相鄰開關(guān)的情況，這樣就會造成相鄰配合困難的問題。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，已經(jīng)實現(xiàn)了系統(tǒng)之間的寫作保護，并且能對檢測到的數(shù)據(jù)、判別的情況、開關(guān)狀態(tài)等實現(xiàn)信息共享，達到了不同裝置之間的更好配合，真正實現(xiàn)了配電系統(tǒng)保護的快速性。

4 智能控制方式的應(yīng)用

智能控制方式可以根據(jù)實際情況，采用相應(yīng)的控制方式，充分發(fā)揮出分布式智能的可靠性，迅速將故障進行隔離，以便于減少停電范圍并及時恢復(fù)用電。在SCADA允許的情況下相關(guān)人員可以實現(xiàn)對故障的監(jiān)控。具體方法如下：①沒有通信道路的條件下，依靠分布式智能，自行控制故障的位置，并對故障做出隔離。這種方法的優(yōu)點是，操作方便、靈活性強、耗費的時間短。②在通信道路條件下，配電終端進行信息交流、互換，從而更快的對故障進行隔離，迅速恢復(fù)用電。此過程不需要主站參與。③斷路器和配電終端進行配合時，由于在串聯(lián)環(huán)網(wǎng)的環(huán)境下，可以讓故障直接迅速跳閘，不需要變電站和上級的輔助，以此保證了配電網(wǎng)的快速性。④負荷開關(guān)與配電終端配合時，變電站的出口開關(guān)讓激勵故障最近的電源迅速跳閘，使得故障前段的電流不受故障的影響。

5 結(jié)束語

綜上所述，配電網(wǎng)自動化是一項較為復(fù)雜的長期性的系統(tǒng)，在配電過程中始終堅持可靠、安全、經(jīng)濟的原則，從配電網(wǎng)的實際情況出發(fā)，統(tǒng)一設(shè)計，分區(qū)域執(zhí)行，具體實施，實現(xiàn)協(xié)調(diào)配合，第一時間內(nèi)對故障做出判斷并快速解決。科學(xué)的對自動化系統(tǒng)的運行成本做出評估，提高配電自動化系統(tǒng)的產(chǎn)出效益。

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