淺談配電自動化的控制及管理
配電通信系統(tǒng)是配電自動化系統(tǒng)的一個重要環(huán)節(jié)，下面是小編搜集整理的一篇探究配電自動化控制及管理的論文范文，供大家閱讀參考。
[摘 要] 通過對城網(wǎng)配電自動化系統(tǒng)的功能分析，介紹了系統(tǒng)配置、與其它相關(guān)設(shè)備的功能接口等，指出配電自動化系統(tǒng)應(yīng)形成一套適合我國配網(wǎng)國情的綜合配電自動化管理系統(tǒng)。
[關(guān)鍵詞] 配電自動化 配電管理 負(fù)荷控制 管理
一、電力自動化系統(tǒng)
電力自動化系統(tǒng)是利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通訊技術(shù)和信息處理技術(shù)等實(shí)現(xiàn)對變電站二次設(shè)備(包括繼電保護(hù)、控制、丈量、信號、故障錄波、自動裝置及遠(yuǎn)動裝置等)的功能進(jìn)行重新組合、優(yōu)化設(shè)計(jì)。對變電站全部設(shè)備的運(yùn)行情況執(zhí)行監(jiān)督、丈量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。通過變電站綜合自動化系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備間相互交換信息，數(shù)據(jù)共享，完成變電站運(yùn)行監(jiān)督和控制任務(wù)。變電站綜合自動化替換了變電站常規(guī)二次設(shè)備，簡化了變電站二次接線。變電站綜合自動化是進(jìn)步變電站安全不亂運(yùn)行水平、降低運(yùn)行維護(hù)本錢、進(jìn)步經(jīng)濟(jì)效益、向用戶提供高質(zhì)量電能的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。
二、配電自動化與配電管理系統(tǒng)
配電自動化系統(tǒng)的功能基本有五個方面，即配電SCADA、故障管理、負(fù)荷管理、設(shè)備管理/地理信息系統(tǒng)、配網(wǎng)應(yīng)用分析同輸電網(wǎng)的調(diào)度自動化系統(tǒng)一樣，配電網(wǎng)的SCADA也是配電自動化的基礎(chǔ)，只是數(shù)據(jù)采集的內(nèi)容不一樣。目的也不一樣，配電SCADA針對變電站以下的配電網(wǎng)絡(luò)和用戶，目的是為DA/DMS提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。但是，僅僅是配電SCADA的三遙功能，并不能稱為配電自動化系統(tǒng)，必須在配電SCADA基礎(chǔ)上增加饋線自動化(FA)功能。饋線自動化的基本功能應(yīng)包括饋線故障的自動識別、自動隔離、自動恢復(fù)。配網(wǎng)故障診斷是一個復(fù)雜的問題，根據(jù)配網(wǎng)實(shí)際情況和故障情況的差別，診斷的步驟與方法不同。診斷方案應(yīng)適用于單相接地故障、相間故障、相間接地故障和三相故障。使用范圍為中性點(diǎn)不接地或小電流接地系統(tǒng)。
為了完成DA的功能，配電SCADA除了可以采集正常情況下的饋線狀態(tài)量，還應(yīng)對故障期間的饋線狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確的捕捉;除可進(jìn)行人工遠(yuǎn)程控制，還應(yīng)對饋線設(shè)備進(jìn)行自動控制，以便實(shí)現(xiàn)故障的自動隔離和自動恢復(fù)。
三、GIS與面向電力系統(tǒng)的實(shí)時GIS平臺
由于配電網(wǎng)供電設(shè)備點(diǎn)多面廣，并且按地理分布，因此，對其管理離不開地理信息。常規(guī)的地理信息系統(tǒng)(GIS)由GIS軟件包、數(shù)據(jù)庫和計(jì)算機(jī)硬件組成�？梢酝瓿梢话愕膱D形制作、編輯與管理功能，以及空間數(shù)據(jù)分析和關(guān)聯(lián)分析。建立在GIS基礎(chǔ)上的設(shè)備系統(tǒng)通常稱為AM/FM/GIS系統(tǒng)(自動制圖/設(shè)施管理/地理信息系統(tǒng))。
這種由常規(guī)G1S構(gòu)成的設(shè)備管理系統(tǒng)，包括了許多電力系統(tǒng)分析所不需要的地質(zhì)地貌信息，必然導(dǎo)致資源的浪費(fèi)，而電力系統(tǒng)分析又對實(shí)時性要求極高，因此，需要一種面向電力系統(tǒng)的實(shí)時GIS平臺作為配電自動化/配電管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺。
這種平臺應(yīng)具有以下特點(diǎn)：(1)良好的實(shí)時性;(2)對電力系統(tǒng)模型的良好描述;(3)對其它系統(tǒng)的開放接口。
四、負(fù)荷控制與負(fù)荷管理
調(diào)度自動化系統(tǒng)的主要任務(wù)是電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，而負(fù)荷的管理和控制則是配電自動化系統(tǒng)的主要目的。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，以往那種以限電為主要目的的負(fù)荷控制系統(tǒng)已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)前形勢，電力供應(yīng)的不平衡關(guān)系已倒置，現(xiàn)在的問題是如何將電用好，最大限度地滿足用戶需要。
因此，傳統(tǒng)的負(fù)荷控制系統(tǒng)應(yīng)向負(fù)荷管理層次上發(fā)展，成為配電管理系統(tǒng)的一部分。目前許多電力局都有一套負(fù)荷控制系統(tǒng)，如何在新投運(yùn)的配電自動化系統(tǒng)中借用負(fù)荷控制系統(tǒng)的資源以及如何將負(fù)荷控制功能升級為負(fù)荷管理功能，將原有負(fù)荷控制系統(tǒng)的硬件設(shè)備與新建的配電自動化系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合、信息共享將是一個十分有意義的課題。
五、通信方式的選擇
配電通信系統(tǒng)是配電自動化系統(tǒng)的一個重要環(huán)節(jié)，由于配電網(wǎng)終端節(jié)點(diǎn)數(shù)量巨大，給通信方案的選擇帶來困難，配電系統(tǒng)可選用有線、無線、光纖、載波等多種通信方式。對于通信方式的選擇應(yīng)根據(jù)各地的具體情況選擇一種性價比最高的方式。下面簡要分析各種通信方式的利弊：
1.有線方式有電話線和專線兩種。
電話線方式設(shè)備投資較低，可靠性和實(shí)時性也較低，由于電話線架設(shè)非常方便，廣泛適用于實(shí)時性要求不高的.配電終端。專線方式可靠性和實(shí)時性都很好，適合實(shí)時性要求較高的配電終端設(shè)備，缺點(diǎn)是需要架設(shè)專用通信線。
2.無線方式有普通電臺和高速智能數(shù)傳電臺兩種。
普通電臺已廣泛應(yīng)用于負(fù)荷控制系統(tǒng)中，優(yōu)點(diǎn)是投資少，缺點(diǎn)是可靠性較低，頻點(diǎn)申請無委會控制較嚴(yán)。高速智能數(shù)傳電臺通信速率高，頻點(diǎn)可復(fù)用，支持x.25協(xié)議，有路由選擇功能和主動上報功能，適合配電自動化系統(tǒng)應(yīng)用，缺點(diǎn)是價格較高。
3.光纖通信方式有光端機(jī)方式和光接口板方式兩種。
光纖通信的主要優(yōu)點(diǎn)是通信容量大、抗干擾能力強(qiáng)、損耗小;缺點(diǎn)是價格較高。光端機(jī)方式適合容量大的站點(diǎn)，成本也較高。光接口板的方式將光電轉(zhuǎn)換器直接置人配電終端內(nèi)，并可以利用編碼復(fù)用方式多個配電終端設(shè)備公用一對光纖，有效地降低了成本。另外，如果多膜光纜能夠滿足配電系統(tǒng)的距離要求，選用多膜光纜也比單膜光纜通信成本低得多。因此，光纖通信方式在配電自動化通信系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用前景。
六、開關(guān)設(shè)備與FTU的配合
配電開關(guān)設(shè)備是配網(wǎng)自動化的主體設(shè)備，用于配電自動化的智能開關(guān)與傳統(tǒng)的開關(guān)有很大區(qū)別，主要表現(xiàn)在其控制回路上，傳統(tǒng)的開關(guān)設(shè)備往往不能滿足自動控制的需要。為了滿足配電自動化所必須的故障識別和隔離等功能，開關(guān)設(shè)備必須具備故障的識別能力和控制能力。
用于配電自動化系統(tǒng)的開關(guān)設(shè)備有兩種。一種是自動重合器，它本身具有故障電流的識別能力和操作順序控制能力。另一種是與FTU一體化的智能負(fù)荷開關(guān)。
采用依靠重合器時序整定的方法實(shí)現(xiàn)饋線自動化功能，好處是不需要通信系統(tǒng)配合，但是對一次設(shè)備要求高，沖擊電流大，特別是對于小電流接地系統(tǒng)故障自動識別無法實(shí)現(xiàn)。與FTU一體化的智能負(fù)荷開關(guān)，通過FTU采集故障信息，與通信設(shè)備和計(jì)算機(jī)一起實(shí)現(xiàn)饋線自動化。其好處是對線路沖擊小，適用于小電流接地方式，但需要通信系統(tǒng)與之配合。從衡水配網(wǎng)實(shí)際出發(fā)，這種方式更適合衡水配網(wǎng)的具體情況。
以下是衡水配電自動化系統(tǒng)的rrU與負(fù)荷開關(guān)的接口要求：
(1)遙測采用三表法交流采樣，計(jì)量TA(Ia，Ib，Ie)3個，保護(hù)TA(Ia，Ib，Ie)3個，以及TV(Uab，Ube分別列于開關(guān)兩側(cè));
(2)遙控接口，合閘：常開接點(diǎn)，驅(qū)動合閘110V直流中間繼電器;分閘：常開接點(diǎn)，直接驅(qū)動分閘線圈;開關(guān)失電，用電容器驅(qū)動分閘操作機(jī)構(gòu);
(3)遙信狀態(tài)分為開關(guān)狀態(tài)(分、合)和儲能狀態(tài)2種;
(4)電源取自TV。
七、相關(guān)系統(tǒng)的信息交換與系統(tǒng)集成
配電網(wǎng)在整個電力系統(tǒng)中的范圍是中低壓網(wǎng)及深入到其中的高壓網(wǎng)，分界點(diǎn)在高壓，中壓變壓器的高壓側(cè)，但不包括高壓側(cè)的斷路器和隔離開關(guān)。配電網(wǎng)的保護(hù)控制系統(tǒng)分界點(diǎn)也相同。由于配電網(wǎng)是一個龐大復(fù)雜的系統(tǒng)，各種電力設(shè)備呈地理分布，對其應(yīng)分層控制，同時對于配電網(wǎng)的供電質(zhì)量和運(yùn)行費(fèi)用來看，配電自動化又是一個統(tǒng)一的整體。
在配電系統(tǒng)中包含以下接口與其它系統(tǒng)聯(lián)系：
(1)同上級調(diào)度自動化系統(tǒng)的接口;
(2)同用電管理系統(tǒng)的接口;
(3)同信息中心MIS系統(tǒng)的接口。
八、結(jié)束語
提高配電自動化系統(tǒng)的應(yīng)用水平，可以實(shí)現(xiàn)：優(yōu)化配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高供電可靠性;快速查找、排除電力故障，盡快恢復(fù)供電，提高優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平;合理分配電力負(fù)荷，降低線路損耗，提高電壓水平;大大縮短停電時間，減少人工操作次數(shù);實(shí)時記錄配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，為配電生產(chǎn)運(yùn)行提供決策支持。
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