農(nóng)網(wǎng)配電自動化系統(tǒng)的設(shè)計探索

喇雪青

摘要：配電自動化是實現(xiàn)智能電網(wǎng)的重要組成部分。較比城市電網(wǎng)相比，農(nóng)村電網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及一次設(shè)備技術(shù)性能、通訊系統(tǒng)及自動化技術(shù)上都存在一定差異。隨著我國城鎮(zhèn)化建設(shè)的深入推進，農(nóng)網(wǎng)配電自動化系統(tǒng)的設(shè)計逐漸成為電力領(lǐng)域亟待解決的課題。建設(shè)農(nóng)網(wǎng)配電自動化系統(tǒng)應(yīng)以提高農(nóng)村配電網(wǎng)供電可靠性及改善供電質(zhì)量為目標(biāo)，本文以農(nóng)網(wǎng)配電自動化系統(tǒng)的設(shè)計為討論方向。對A供電公司農(nóng)村配電網(wǎng)現(xiàn)狀進行分析的基礎(chǔ)上，介紹了農(nóng)網(wǎng)配電自動化系統(tǒng)的設(shè)計思路。

關(guān)鍵詞：農(nóng)網(wǎng)配電;電力自動化;自動化系統(tǒng);設(shè)計

引言

全國農(nóng)網(wǎng)分布范圍廣，覆蓋面廣，負荷大分散性特征，除了部分經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)靠近城市，絕大多數(shù)區(qū)域負荷密度低，農(nóng)網(wǎng)負荷分散特性研究給電網(wǎng)延伸、數(shù)據(jù)通信和信息共享帶來了極大的困難。農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)的特殊性決定了農(nóng)網(wǎng)智能化和城網(wǎng)智能化這些特殊性決定了農(nóng)網(wǎng)智能化建設(shè)的特殊性在發(fā)展速度、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)等方面與城網(wǎng)和主網(wǎng)間有一定差距。據(jù)此，本文以農(nóng)網(wǎng)配電自動化系統(tǒng)的設(shè)計為討論方向，旨在為我國農(nóng)網(wǎng)配電自動化系統(tǒng)設(shè)計提供理論參考。

1 案例概述

A供電公司農(nóng)村配電網(wǎng)主要是輻射架空線路，10 kV饋線較長，支線多，電力負荷分散，負荷密度小，負荷受季節(jié)影響大。農(nóng)電線路陳舊、維修管理差、相間短路、接地故障較多，導(dǎo)致供電可靠性低，同時線路缺乏實時（或準(zhǔn)實時）的監(jiān)測裝置，無法對線路的負荷進行有效監(jiān)測和統(tǒng)計;線路運行管理處于一種“不可見”的狀態(tài)。線出現(xiàn)故障時，很難找到故障點，找故障點需要幾個小時，導(dǎo)致長時間停電;在農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)中在改造中，已有部分聯(lián)絡(luò)線實現(xiàn)了配電網(wǎng)的“手牽手”供電，但因未配置相應(yīng)控制設(shè)備和通信系統(tǒng)實現(xiàn)遠程控制，負荷的轉(zhuǎn)電還一次配線采用原始的現(xiàn)場斷接方式，負荷轉(zhuǎn)移十分繁瑣，不能切實起到“手牽手”的作用。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 電源及線路

在對電源進行設(shè)計的時候，其一次系統(tǒng)主要是依靠三臺ZOkvA的調(diào)壓器設(shè)計110/10kV變壓器而形成的，以此形成多元的接地方式，主要涵蓋了：系統(tǒng)中性點直接接地、無接地、通過消弧線圈接地或通過小電阻接地等;在對線路進行設(shè)計的時候其主要是采用圖4-2虛線部分中參數(shù)模型設(shè)計10kV架空線路和電纜線路，開關(guān)CB23和開關(guān)CB31間的范圍內(nèi)容來設(shè)計電纜接線方法，除了這種線路設(shè)計方法，部分線路采用架空接線方法，該方法包含加載/ der接口，并且在線路上的任何范圍能夠設(shè)置故障。

2.2智能終端裝置

（1）數(shù)據(jù)收集和監(jiān)控作用（SCADA）。在配電站的正常運行中，該系統(tǒng)常常起著遙控、遙測、遙信的作用，它可以監(jiān)測配線線路上的開關(guān)和工作狀態(tài)，還可以接收遠距離的信息指令，從而處理開關(guān)的分合情況。

（2）檢測短路故障的作用。通過采集監(jiān)測開關(guān)的保護電流，智能終端可實現(xiàn)冷啟動檢測，既能避開大容量電動機產(chǎn)生的電流沖擊現(xiàn)象，又能規(guī)避線路上變壓器的誤報，從而降低發(fā)生誤報警的幾率。

（3）分布式智能控制。智能化終端之間的信息量可以對等通訊，自動定位出現(xiàn)問題的具體范圍，形成不依賴于主站就可以實現(xiàn)問題范圍的隔離，以及非問題范圍的正常供電恢復(fù)。

（4）交流職能。能合理配置不同行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)通信規(guī)約，實現(xiàn)智能終端與配電自動化主站及不同智能終端之間的數(shù)據(jù)通信。

2.3對等通訊系統(tǒng)

在對等通信系統(tǒng)中，主要是與智能終端和控制中心的配電站相連，在對等通信的建設(shè)初期，主要采用自動化通信技術(shù)包括光纖大環(huán)網(wǎng)、電力載體和串行通信。然而，在這個通信系統(tǒng)中，不同終端的數(shù)據(jù)無法交換。而農(nóng)網(wǎng)配電自動化系統(tǒng)則能實現(xiàn)不同終端的數(shù)據(jù)交換和通信。其關(guān)鍵作用是完成智能終端與配電自動化主站之間的通信互通，也能保證不同智能終端之間的對等通信。該系統(tǒng)可將配站信息、控制指令和智能終端手機在日常運行過程中的監(jiān)控信息上傳給配電主站，從而使配電站實現(xiàn)遠程通信、自動化遙測和遠程控制。為實現(xiàn)智能終端的分布式 FLISR，在饋線問題出現(xiàn)的情況下，保證了智能終端之間的對等通信，并將智能終端的分布式故障處理過程和最終處理結(jié)果上傳到主配電站。

為了保證各 STU與某幾個開關(guān)之間都能進行對等通信，使它們彼此組成一個通信網(wǎng)絡(luò) EPON，而 STU通過利用網(wǎng)絡(luò) EPON實現(xiàn)對信息內(nèi)容的交換，從而完成對自動控制的功能。

（1）ONU。當(dāng)使用KB-3128系列中的鍵橋通信時，在對等通信網(wǎng)中使用 ONU的過程中，其主要作用如圖4-6所示，在該系列中，ONU有2路 EPON口，這樣對上下行1.25 Gbps傳輸速率進行保證，并可實現(xiàn)上下行1.25 Gbps傳輸速率。與此同時，ONU系列仍然支持 IEEE 802. IQVLAN端口。

（2）OLT。本系統(tǒng)主要采用鍵橋通信KB-3100 IU系列 OLT，OLT配置4路 EPON口，這樣可以實現(xiàn)上下行1.25 Gbps傳輸速率，保證 OLT的傳輸速率達到29公里。與此同時，OLT系列支持按照以太網(wǎng)類型劃分的 PON端口和 IEEE 802. IQVLAN。

2.4配電自動化主站

在配電網(wǎng)中整合的信息及進行處理均在配電網(wǎng)主站中完成，通過對智能終端上出現(xiàn)問題出現(xiàn)的特征量的固定參數(shù)，其中可以作為電流整定參數(shù)，而且可以對相關(guān)員工的配電網(wǎng)運行進行全面監(jiān)控，從而實現(xiàn)不同高端應(yīng)用。但配網(wǎng)自動化主站并沒有直接利用分布式 FLISR的操作環(huán)節(jié)，只是對最終接收 STU的 FLISR的最終結(jié)果負責(zé)，可以把它的作用分為以下幾個方面：

（1）對配電系統(tǒng)終端信息內(nèi)容進行整合和處理。其配電信息主要包括電流、電壓、功率、狀態(tài)等相關(guān)信息，處理過程主要是指 FA對 FLIR的最終處理。

（2）發(fā)出遙控指令。配電網(wǎng)自主站能夠?qū)⑾嚓P(guān)的遠程指令發(fā)送到配電網(wǎng)終端，使配電網(wǎng)終端完成負荷傳遞和分維系統(tǒng)的功能。

（3）時間調(diào)節(jié)。配電網(wǎng)自動化主站可將一對指令發(fā)送到范圍內(nèi)的智能終端，使智能終端在完成 STU后與通信主站的時間統(tǒng)一。

（4）遠程維修。配電網(wǎng)自動化主站可發(fā)送遠程維護指令，從而實現(xiàn)遠程維護等配置。

（5）具有人機交互功能。配電網(wǎng)自動化主站具有修改時間、顯示數(shù)據(jù)、設(shè)計調(diào)試、控制指令發(fā)布、顯示信息等功能。

2.5開關(guān)設(shè)計

當(dāng)設(shè)計開關(guān)時，它主要是采用接觸器進行設(shè)計處理的方法，以便使線路不處于分段狀態(tài)，并將設(shè)計重合器與斷路裝置和分段開關(guān)有不同的選擇方式，設(shè)計實驗操作臺，從而完成開關(guān)操作，例如分/合閘。將電壓感應(yīng)裝置和電流感應(yīng)裝置全部安裝到對開關(guān)位置上，以便在開關(guān)位置不同的情況下測量三相電壓和三相電流，即使開關(guān)位置不同。

結(jié)論：

綜上所述，農(nóng)業(yè)配電網(wǎng)絡(luò)自動化建設(shè)不僅要滿足農(nóng)電生產(chǎn)的實際需要，而且必須滿足生產(chǎn)、運行和服務(wù)的基本要求。隨著電子技術(shù)、計算機軟、硬件、通信技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)網(wǎng)將會有越來越多的新技術(shù)被應(yīng)用到農(nóng)網(wǎng)中，自動化技術(shù)將逐漸成熟，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范將用于指導(dǎo)農(nóng)網(wǎng)自動化建設(shè)，為農(nóng)網(wǎng)安全高效運行提供技術(shù)保障。

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