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摘要:近年来,地方电力企业十分关注配电网自动化技术,并在农村配电网开始尝试。结合农村配电网的特点,对农村配电网自动化系统的故障处理模式和典型应用模式进行详细的阐述,分析农村配电网实行配网自动化的必要性与可行性,从实际出发,结合智能电网建设,阐述农村配电网自动化建设的内容以及相关技术要求,提出了我国配电网自动化发展的一些看法。
关键词:农村配电网;配电自动化;智能电网;应用模式;供电可靠性
农村配电网是电力系统中一个直接面向用户供电的重要环节,用户能否得到安全、可靠、经济、优质的电能,配电网的建设水平起着极为重要的作用。我国农村配电网分布广,负荷不集中,一般供电中心与负荷末端相距较远。随着农网建设改造工程的顺利进行,一大批老旧配电线路、设备得到了更新和改造,适时建设配电自动化系统,实现配网远方在线监控与配电管理智能化,将为农网实现安全、可靠、经济、优质、高效运行提供有力的支撑。吉林省农村电网在近几年的农网建设改造过程中,立足高起点,应用高科技,下大力气推应用新技术、新设备、新材料、新工艺,提高了电网的科技含量和自动化水平,满足新农村电气化建设、农网范围能源资源优化配置和智能电网发展的需要,建设新型农网配电自动化。
1 我国农村配电网自动化主要内容及其特点
配电网自动化就是在县调自动化实用化的基础上,利用计算机技术、自动控制技术、数据采集传输技术,集配电网运行管理、生产管理、营业管理于一体的综合管理系统。配电网自动化涉及面广,层次较多,目前各地正处于试点阶段。由于农网还没有出台正式的配电网自动化技术标准,但最基本的内容应包括以下几方面:变电站自动化系统(开关控制保护及RTU) ,馈线自动化系统(重合器、分段器及FTU)等。
我国农村电网具有地域分布广、范围大、负荷分散的特点,除部分经济发达地区较接近城市外,绝大部分地区负荷密度较低,农网负荷的分散性对电网延伸、数据通信及信息共享造成很大难度。农网的特殊性决定农网智能化建设与城网智能化建设存在差别,这些特殊性决定了农网智能化建设,在发展速度、建设标准等方面与城市电网及主网之间存在一定的差距。
2 农村配电自动化存在的难点
2.1监控对象多,对系统的组织带来较大困难因此要求设备可靠性和可维护性一定要高,否则会陷人烦琐的维修工作中。但是每台设备的造价却受到限制,影响配电自动化潜在效益的发挥。
2.2环境恶劣,必须考虑到击过电压、低温和高温工作、雨淋和潮湿、风沙、振动、电磁千扰等因素的影响大量的户外站端设备需要更高的可靠性。
3.3站端设备多,增加了户外通信系统建设复杂性因此往往综合采用多种通信方式,且常采用多层集结方式,减少通道数量和充分发挥高速信道的能力。
2.4在配电自动化系统中,必须面临许多配电网自动化中不会遇到的问题其中最重要的是控制电源和工作电源的提取问题,故障位置判断、隔离故障区段、恢复正常区域供电等。
3 农村配电网线路自动化建设
3.1故障处理方案
馈电线路的故障榆测、定位、故障隔离,包括架空、电缆线路的配网自动化和开闭所的故障处理。故障检测与故障定位功能应实现故障监测与识别、故障自动定位、故障区段自动隔离、配电网络优化重构、故障模拟、配网拓扑校验等功能。对于分支线路发生的故障,采用就地故障处理,在故障发生时立即将故障隔离,不影响其它线路的正常供电;对于主干线路故障则采用主站系统参与的集中式故障处理方案。
3.2智能终端设备
配电自动化终端是配网自动化系统的重要组成部分,是配网自动化系统的基础层。配网自动化系统的实时数据、DA故障自动处理的判据、开关设备的运行工况等数据都来源于配电终端,故障隔离、负荷转移、恢复非故障区段的供电,对馈线上开关的分/合操作都是通过配电终端去执行,配电终端工作的可靠性、实时性直接影响整个配电自动化系统的可靠性和实时性。配电自动化终端应由后备蓄电池电源、数据处理器模块、数据采集模块和机箱组成。集成网络口、串行口,应具有强大的数据处理能力。
4 我国农村配电网自动化发展分析
4.1建设配电网自动化时应分析当地配电网的实际应用情况,找出本地区配电网的技术方案。在吸收国外先进技术、设备和经验的基础上,注重本地区的配电网改造和自动化的研究,使之符合我国的国情、地情和网情,如我国配电网中性点不接地,在发生单相接地时,仍允许供电一段时间,这就使得我们不能直接引用国外设备,而必须结合我国配电网的实际情况,加以改进。
4.2在配电网自动化的四个主要环节(供电网络、远动系统、通信系统和主站系统)中,通信系统的可靠性是配电网自动化的难点之一,区域不同、条件不同,通信方案也可多种多样:光纤、电力载波、有线、微波、扩频,但混合通信方案是较符合实际的,同时对供电网采用重合器方案可以解決对通信的依赖性。
4.3配电网装备应向小型化、免维护、高可靠性技术发展,为今后电网的发展腾出空间,为提高电网可靠性,降低运行成本奠定基础,并推行低损耗的配电技术。
4.4对城市电网以电缆网为主,由于采用环网布置、开环运行,结构复杂,供电可靠性要求高,须实时监视线路情况,可采用FTU(远方终端)的馈线;对县级电网,复杂性不高,主要用架空线网双电源环网供电,并采用三开关四分段重合器;对农村电网以架空线放射方式为主,较长的主干线或分支线宜采用重合闸和分断器组成的馈线自动化。
4.5在进行自动化实施过程中必须避免两个误区:一个是过分强调自动化及软件功能,忽略电网的基本要求;另一个是在主站网络中以GIS(地理信息系统)代替SCADA(监视控制和数据采集)系统。SCADA实时监控为重点,GIS在线管理为次。
4.6配电网自动化系统可以采用分期实施策略,在建设初期可以先控制在适当的规模和实现基本的功能,然后根据需要逐步扩容和全面实现期望的功能。具体可分为三个阶段实施:A馈线自动化阶段;B遥测遥控自动化阶段;C计算机辅助配电自动化阶段。例如,电力公司可以先实现对于进线变电站和开闭所的数据采集与监控,然后到对馈线上分断开关的远方测控,逐步实现远方抄表和负荷控制等功能,最终全面实现配电自动化。
5 结束语
我国农村地域广,设备较落后,国家资金有限,在满足当前用电需要的情况下,对农村配电网自动化改造以部分地区作为试点,作好规划,以点带面,为将来全面实现配电网自动化作准备。目前农村的配电网络状况得到了很大的改善,供电能力和供电质量都得到了很大的提高,但是随着人民生活水平的不断提高,城乡经济的发展对电力部门又提出了更高的要求。随着电子技术、计算机软、硬件技术和通信技术的发展,将会有越来越多的新技术应用于农网中,自动化技术会逐步成熟,相关的标准规范将不断推出用于指导农网自动化建设,为农网安全高效运行提供技术保证。随着电力市场的不断发展,农电企业对电网运行的安全性和经济性要求越来越高,建设实用、高效的自动化系统是解决这一需求的必由之路。
参考文献:
[1]常万福.农村用电规划设计与配电自动化,2003.
[2]杨奇逊.配电网自动化及其实现[J].供用电,2001(02).
[3]陈堂,陈星莺.配电网系统及其自动化技术[M].中国电力出版社,2003.
[4]刘健.农网配电自动化的五种典型模式[J].农网自动化,2006(2).
[5]王章启,顾霓鸿.配电自动化开关设备[M].中国电力出版社,1999.
[6]方富淇.配电网自动化[M].中国电力出版社,2000.
[7]徐腊元,高从梅.我国配电网自动化的现状及发展方向,2008(04).
关键词:农村配电网;配电自动化;智能电网;应用模式;供电可靠性
农村配电网是电力系统中一个直接面向用户供电的重要环节,用户能否得到安全、可靠、经济、优质的电能,配电网的建设水平起着极为重要的作用。我国农村配电网分布广,负荷不集中,一般供电中心与负荷末端相距较远。随着农网建设改造工程的顺利进行,一大批老旧配电线路、设备得到了更新和改造,适时建设配电自动化系统,实现配网远方在线监控与配电管理智能化,将为农网实现安全、可靠、经济、优质、高效运行提供有力的支撑。吉林省农村电网在近几年的农网建设改造过程中,立足高起点,应用高科技,下大力气推应用新技术、新设备、新材料、新工艺,提高了电网的科技含量和自动化水平,满足新农村电气化建设、农网范围能源资源优化配置和智能电网发展的需要,建设新型农网配电自动化。
1 我国农村配电网自动化主要内容及其特点
配电网自动化就是在县调自动化实用化的基础上,利用计算机技术、自动控制技术、数据采集传输技术,集配电网运行管理、生产管理、营业管理于一体的综合管理系统。配电网自动化涉及面广,层次较多,目前各地正处于试点阶段。由于农网还没有出台正式的配电网自动化技术标准,但最基本的内容应包括以下几方面:变电站自动化系统(开关控制保护及RTU) ,馈线自动化系统(重合器、分段器及FTU)等。
我国农村电网具有地域分布广、范围大、负荷分散的特点,除部分经济发达地区较接近城市外,绝大部分地区负荷密度较低,农网负荷的分散性对电网延伸、数据通信及信息共享造成很大难度。农网的特殊性决定农网智能化建设与城网智能化建设存在差别,这些特殊性决定了农网智能化建设,在发展速度、建设标准等方面与城市电网及主网之间存在一定的差距。
2 农村配电自动化存在的难点
2.1监控对象多,对系统的组织带来较大困难因此要求设备可靠性和可维护性一定要高,否则会陷人烦琐的维修工作中。但是每台设备的造价却受到限制,影响配电自动化潜在效益的发挥。
2.2环境恶劣,必须考虑到击过电压、低温和高温工作、雨淋和潮湿、风沙、振动、电磁千扰等因素的影响大量的户外站端设备需要更高的可靠性。
3.3站端设备多,增加了户外通信系统建设复杂性因此往往综合采用多种通信方式,且常采用多层集结方式,减少通道数量和充分发挥高速信道的能力。
2.4在配电自动化系统中,必须面临许多配电网自动化中不会遇到的问题其中最重要的是控制电源和工作电源的提取问题,故障位置判断、隔离故障区段、恢复正常区域供电等。
3 农村配电网线路自动化建设
3.1故障处理方案
馈电线路的故障榆测、定位、故障隔离,包括架空、电缆线路的配网自动化和开闭所的故障处理。故障检测与故障定位功能应实现故障监测与识别、故障自动定位、故障区段自动隔离、配电网络优化重构、故障模拟、配网拓扑校验等功能。对于分支线路发生的故障,采用就地故障处理,在故障发生时立即将故障隔离,不影响其它线路的正常供电;对于主干线路故障则采用主站系统参与的集中式故障处理方案。
3.2智能终端设备
配电自动化终端是配网自动化系统的重要组成部分,是配网自动化系统的基础层。配网自动化系统的实时数据、DA故障自动处理的判据、开关设备的运行工况等数据都来源于配电终端,故障隔离、负荷转移、恢复非故障区段的供电,对馈线上开关的分/合操作都是通过配电终端去执行,配电终端工作的可靠性、实时性直接影响整个配电自动化系统的可靠性和实时性。配电自动化终端应由后备蓄电池电源、数据处理器模块、数据采集模块和机箱组成。集成网络口、串行口,应具有强大的数据处理能力。
4 我国农村配电网自动化发展分析
4.1建设配电网自动化时应分析当地配电网的实际应用情况,找出本地区配电网的技术方案。在吸收国外先进技术、设备和经验的基础上,注重本地区的配电网改造和自动化的研究,使之符合我国的国情、地情和网情,如我国配电网中性点不接地,在发生单相接地时,仍允许供电一段时间,这就使得我们不能直接引用国外设备,而必须结合我国配电网的实际情况,加以改进。
4.2在配电网自动化的四个主要环节(供电网络、远动系统、通信系统和主站系统)中,通信系统的可靠性是配电网自动化的难点之一,区域不同、条件不同,通信方案也可多种多样:光纤、电力载波、有线、微波、扩频,但混合通信方案是较符合实际的,同时对供电网采用重合器方案可以解決对通信的依赖性。
4.3配电网装备应向小型化、免维护、高可靠性技术发展,为今后电网的发展腾出空间,为提高电网可靠性,降低运行成本奠定基础,并推行低损耗的配电技术。
4.4对城市电网以电缆网为主,由于采用环网布置、开环运行,结构复杂,供电可靠性要求高,须实时监视线路情况,可采用FTU(远方终端)的馈线;对县级电网,复杂性不高,主要用架空线网双电源环网供电,并采用三开关四分段重合器;对农村电网以架空线放射方式为主,较长的主干线或分支线宜采用重合闸和分断器组成的馈线自动化。
4.5在进行自动化实施过程中必须避免两个误区:一个是过分强调自动化及软件功能,忽略电网的基本要求;另一个是在主站网络中以GIS(地理信息系统)代替SCADA(监视控制和数据采集)系统。SCADA实时监控为重点,GIS在线管理为次。
4.6配电网自动化系统可以采用分期实施策略,在建设初期可以先控制在适当的规模和实现基本的功能,然后根据需要逐步扩容和全面实现期望的功能。具体可分为三个阶段实施:A馈线自动化阶段;B遥测遥控自动化阶段;C计算机辅助配电自动化阶段。例如,电力公司可以先实现对于进线变电站和开闭所的数据采集与监控,然后到对馈线上分断开关的远方测控,逐步实现远方抄表和负荷控制等功能,最终全面实现配电自动化。
5 结束语
我国农村地域广,设备较落后,国家资金有限,在满足当前用电需要的情况下,对农村配电网自动化改造以部分地区作为试点,作好规划,以点带面,为将来全面实现配电网自动化作准备。目前农村的配电网络状况得到了很大的改善,供电能力和供电质量都得到了很大的提高,但是随着人民生活水平的不断提高,城乡经济的发展对电力部门又提出了更高的要求。随着电子技术、计算机软、硬件技术和通信技术的发展,将会有越来越多的新技术应用于农网中,自动化技术会逐步成熟,相关的标准规范将不断推出用于指导农网自动化建设,为农网安全高效运行提供技术保证。随着电力市场的不断发展,农电企业对电网运行的安全性和经济性要求越来越高,建设实用、高效的自动化系统是解决这一需求的必由之路。
参考文献:
[1]常万福.农村用电规划设计与配电自动化,2003.
[2]杨奇逊.配电网自动化及其实现[J].供用电,2001(02).
[3]陈堂,陈星莺.配电网系统及其自动化技术[M].中国电力出版社,2003.
[4]刘健.农网配电自动化的五种典型模式[J].农网自动化,2006(2).
[5]王章启,顾霓鸿.配电自动化开关设备[M].中国电力出版社,1999.
[6]方富淇.配电网自动化[M].中国电力出版社,2000.
[7]徐腊元,高从梅.我国配电网自动化的现状及发展方向,2008(04).