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【摘要】配电网自动化是运用计算机技术、自动控制技术、电子技术、通信技术及新的高性能的配电设备等技术手段,对配电网进行离线与在线的智能化监控管理,使配电网始终处于安全、可靠、优质、经济、高效的最优运行状态。本文首先回顾了我国配网发展取得的成就,分析了配网自动化的意义和发展历程, 以及配网自动化运行与维护所存在的问题,对工程实际有一定指导作用。
【关键词】配网;自动化;发展:意义
0.引言
电力系统包括发电、输电、变电、配电和用电五部分。配电网络中通常包括配电变电站、一次配电线路、配电变压器、二次配电线路、继电保护等,是连接发、输电系统与用户的重要环节。配电网起着承上启下的作用,上承输电网络,下接电力用户,担负着保证可靠持续供电和提供良好电能质量的重要任务。20世纪90年代以来,随着国民经济的高速发展,对配电网的电能质量、供电可靠性等要求也逐渐提高,尤其是城市配电网中较薄弱的中低压网络面临着极大的压力。因此,配电网的重要地位不容忽视。
我国电力系统长期以来形成了“重发、轻供、不管用”的局面,全国大部分地K表面上电量供大于求,而实质上是由于配电网落后有电送不出,用户有需要却得不到供给,如居民用电、农村用电线损高、电费高、电压低、供电不可靠等问题,已经成为电力系统供用电的瓶颈。因此,配网自动化在国内的电力系统中的智能化要求上越来越高,国家在智能电网规划中重点强调配网自动化的重要性,把配网自动化建设提到更高的高度。
1.配电网及其发展
我国的配电工业起步较晚,到20世纪60年代,逐渐形成省内电网,70.90年代实现了跨省、跨区域联网,20世纪末、21世纪初实施全国联网工程。长期以来,我国的电力工业滞后于社会与经济的发展,一直存在缺电局面,国家将电力建设重点放在了发电厂和输电网上,而对配电系统投资偏少。自20世纪90年代中期,全国性的缺电局面有所缓解,但由于配电网薄弱,供电可靠性得不到保障的地方出现了有电送不出去的被动局面。自1998年后,国家投入大量资金进行城市及农村配电网改造,近年来配电网技术设备水平上了一个新台阶,供电能力及供电质量明显改善,同时配电网损耗也显著降低。回顾过去,我国城市配电改造和技术发展主要取得的成就是,配网线路升压、简化电压等级,减少变压层次;配电设备容量不断提高;合理布置变电所线路走廊,多采用地下电缆;配电网结构逐步完善;配电网运行管理自动化信息化。
2.配网自动化的意义
配网自动化系统是利用现代电子技术、计算机、通信技术、软件技术及网络技术,将l0kV配电网在线数据和离线数据、电网结构数据进行信息集成,构成完整的区域自动化系统。实施配网自动化的目的是为了提高供电可靠性,提高供电质量,提高服务质量,提高企业的经济效益和提高企业的管理水平,使供电企业和用户双方受益。
实施配网自动化系统可以:
(1)当配网发生故障时,迅速查出故障区段,快速隔离故障,及时恢复非故障区段客户的供电,从而减少故障停电次数和停电时间,缩小停电范围。
(2)在正常运行情况下,通过监控配网运行工况,优化配网运行方式,从而使配网的潜力得以最大限度地利用。
(3)根据配电网电压合理控制无功负荷和电压水平,改善电压质量,降低线路损耗,达到经济运行的目的。
(4)减少和缩短设备检修停电时间。
(5)合理控制用电负荷,从而提高供电设备利用率,增强供电能力。
(6)更好地管理配电设备。
(7)提高为客户服务的响应速度和服务质量。
(8)改進在故障时对客户的应答能力。
(9)共享系统信息资源。
(10)提高供电可靠性。
(11)提高为客户服务水平和客户的满意程度,改善供电企业形象。
(12)降低劳动强度、提高供电企业的管理水平和劳动生产率。
3.配网自动化的发展历程
一般认为配电自动化的发展大致分为三个阶段:第一阶段是基于自动化开关设备相互配合的配电自动化阶段,其主要设备为重合器和分段器等,不需要建设通信网络和计算机系统,其主要功能是在故障时通过自动化开关设备相互配合实现故障隔离和健全区域恢复供电。这类系统的自动化程度较低,具体表现在:仅在故障时起作用,正常运行时不能起监控作用,因而不能优化运行方式;调整运行方式后,需要到现场修改定值;恢复健全区域供电时,无法采取安全和最佳措施;隔离故障时需要多次重合,对设各的冲击大等。
第二个阶段的配电自动化系统是基于通信网络、馈线终端单元(FTU)干Ⅱ后台计算机网络的配电自动化系统,它在配电网正常运行时,也能起到监视配电网运行状况和遥控改变运行方式的作用,故障时能及时察觉,并由调度员通过遥控隔离故障区域和恢复健全区域供电。
随着计算机技术的发展,产生了第三个阶段的配电自动化系统,它是在第二个阶段的配电自动化的基础上,增加了自动控制功能,由计算机自动完成故障处理等功能。第三阶段的配电自动化的另一个特征是形成了集配电网SCADA系统、配电地理信息系统、需方管理(DSM)、调度员仿真调度、故障呼叫服务系统和工作票管理等一体化的综合自动化系统。
4.配网自动化运行与维护
配网自动化系统建成后,系统维护是保证配网正常安全运行的必要手段。然而配网自动化系统有其自身特点,因此,在运行维护中存在一些难点。
现场情况复杂,测控点多。而配电自动化系统的测控对象为进线变电所、l0kV开闭所、小区变电所、配电变电所、分段开关、并联电容器、用户电能表和重要负荷等,因此站点非常多,这不仅会给系统的组织带来较大困难,而且在控制中心的网络上,要处理这么大量的信息,特别是在图形工作站上,要清晰地展现电网运行方式,困难将非常大。另外如此众多的终端设备,一但可靠性不够高、或不方便维护,则将会使电力局陷人大量烦琐的维护工作中;此外点多量大,系统造价也将是一个很大的问题。
配电网自动化系统绝大部分设备均需在户外运行,工作环境恶劣,温度要求通常在25℃~75℃,耐湿度要求高达95%,另外还要考虑防雨、防晒、防雷、防风沙等因素,挂在现场的二次设备还要考虑振动、干扰等影响。另外,在配电系统中设备的投切也比输电网系统频繁得多。因此,设备的可靠性、寿命、质量等要求都较户内的高,造价也增大。
控制电源和工作电源的提取也是令配电自动化头疼的问题,因为在变电所,可以通过所内的直流电源屏或直流电池组获取电源,而在现场,一旦线路停电,就将失去电源的主要来源,而故障判断、隔离故障区域、恢复非故障区域的供电,是配电自动化的主要功能,为了实现这一功能,就必须确保在故障或停电期间能够获取一个环网区域所有开关处的线路信息及故障信息、能够接受遥控命令、并准确可靠跳合闸。为此,往往在装置内不得不挂接蓄电池,而蓄电池的充放电以及在高低温时电池的放电能力和长期未进行深放电后的性能将会受到较大影响等问题。
配网自动化系统是包括一、二次设备,通讯设备、计算机等设施。系统建立后,需大量的全能型专业技术人员对该系统进行维护,培训一支全方面检修维护队伍,需要时间和经验的累积,这也是配网自动化系统建立初期的一个难点。
5.总结
众所周知,配网是电力系统重要的基础设施,关系城市及农村人民的生产、生活。因此,对配电网自动化提出了更高的要求,配电网自动化也是电力系统现代化发展的必然趋势。目前,我国配网自动化系统的建设还处于起步和探索阶段,主要是以提高供电可靠性、经济性和电能产品质量为主要目的,以系统达到实用化为最终目标。如何使配电系统自动化系统适应电力市场环境的要求,并通过实施配电系统的综合自动化来降低供电企业的运行成本,同时提高对客户的服务质量,将成为今后各级供电企业共同关注的问题。开发出技术先进、功能实用的配网自动化系统是大家共同的目标。
【关键词】配网;自动化;发展:意义
0.引言
电力系统包括发电、输电、变电、配电和用电五部分。配电网络中通常包括配电变电站、一次配电线路、配电变压器、二次配电线路、继电保护等,是连接发、输电系统与用户的重要环节。配电网起着承上启下的作用,上承输电网络,下接电力用户,担负着保证可靠持续供电和提供良好电能质量的重要任务。20世纪90年代以来,随着国民经济的高速发展,对配电网的电能质量、供电可靠性等要求也逐渐提高,尤其是城市配电网中较薄弱的中低压网络面临着极大的压力。因此,配电网的重要地位不容忽视。
我国电力系统长期以来形成了“重发、轻供、不管用”的局面,全国大部分地K表面上电量供大于求,而实质上是由于配电网落后有电送不出,用户有需要却得不到供给,如居民用电、农村用电线损高、电费高、电压低、供电不可靠等问题,已经成为电力系统供用电的瓶颈。因此,配网自动化在国内的电力系统中的智能化要求上越来越高,国家在智能电网规划中重点强调配网自动化的重要性,把配网自动化建设提到更高的高度。
1.配电网及其发展
我国的配电工业起步较晚,到20世纪60年代,逐渐形成省内电网,70.90年代实现了跨省、跨区域联网,20世纪末、21世纪初实施全国联网工程。长期以来,我国的电力工业滞后于社会与经济的发展,一直存在缺电局面,国家将电力建设重点放在了发电厂和输电网上,而对配电系统投资偏少。自20世纪90年代中期,全国性的缺电局面有所缓解,但由于配电网薄弱,供电可靠性得不到保障的地方出现了有电送不出去的被动局面。自1998年后,国家投入大量资金进行城市及农村配电网改造,近年来配电网技术设备水平上了一个新台阶,供电能力及供电质量明显改善,同时配电网损耗也显著降低。回顾过去,我国城市配电改造和技术发展主要取得的成就是,配网线路升压、简化电压等级,减少变压层次;配电设备容量不断提高;合理布置变电所线路走廊,多采用地下电缆;配电网结构逐步完善;配电网运行管理自动化信息化。
2.配网自动化的意义
配网自动化系统是利用现代电子技术、计算机、通信技术、软件技术及网络技术,将l0kV配电网在线数据和离线数据、电网结构数据进行信息集成,构成完整的区域自动化系统。实施配网自动化的目的是为了提高供电可靠性,提高供电质量,提高服务质量,提高企业的经济效益和提高企业的管理水平,使供电企业和用户双方受益。
实施配网自动化系统可以:
(1)当配网发生故障时,迅速查出故障区段,快速隔离故障,及时恢复非故障区段客户的供电,从而减少故障停电次数和停电时间,缩小停电范围。
(2)在正常运行情况下,通过监控配网运行工况,优化配网运行方式,从而使配网的潜力得以最大限度地利用。
(3)根据配电网电压合理控制无功负荷和电压水平,改善电压质量,降低线路损耗,达到经济运行的目的。
(4)减少和缩短设备检修停电时间。
(5)合理控制用电负荷,从而提高供电设备利用率,增强供电能力。
(6)更好地管理配电设备。
(7)提高为客户服务的响应速度和服务质量。
(8)改進在故障时对客户的应答能力。
(9)共享系统信息资源。
(10)提高供电可靠性。
(11)提高为客户服务水平和客户的满意程度,改善供电企业形象。
(12)降低劳动强度、提高供电企业的管理水平和劳动生产率。
3.配网自动化的发展历程
一般认为配电自动化的发展大致分为三个阶段:第一阶段是基于自动化开关设备相互配合的配电自动化阶段,其主要设备为重合器和分段器等,不需要建设通信网络和计算机系统,其主要功能是在故障时通过自动化开关设备相互配合实现故障隔离和健全区域恢复供电。这类系统的自动化程度较低,具体表现在:仅在故障时起作用,正常运行时不能起监控作用,因而不能优化运行方式;调整运行方式后,需要到现场修改定值;恢复健全区域供电时,无法采取安全和最佳措施;隔离故障时需要多次重合,对设各的冲击大等。
第二个阶段的配电自动化系统是基于通信网络、馈线终端单元(FTU)干Ⅱ后台计算机网络的配电自动化系统,它在配电网正常运行时,也能起到监视配电网运行状况和遥控改变运行方式的作用,故障时能及时察觉,并由调度员通过遥控隔离故障区域和恢复健全区域供电。
随着计算机技术的发展,产生了第三个阶段的配电自动化系统,它是在第二个阶段的配电自动化的基础上,增加了自动控制功能,由计算机自动完成故障处理等功能。第三阶段的配电自动化的另一个特征是形成了集配电网SCADA系统、配电地理信息系统、需方管理(DSM)、调度员仿真调度、故障呼叫服务系统和工作票管理等一体化的综合自动化系统。
4.配网自动化运行与维护
配网自动化系统建成后,系统维护是保证配网正常安全运行的必要手段。然而配网自动化系统有其自身特点,因此,在运行维护中存在一些难点。
现场情况复杂,测控点多。而配电自动化系统的测控对象为进线变电所、l0kV开闭所、小区变电所、配电变电所、分段开关、并联电容器、用户电能表和重要负荷等,因此站点非常多,这不仅会给系统的组织带来较大困难,而且在控制中心的网络上,要处理这么大量的信息,特别是在图形工作站上,要清晰地展现电网运行方式,困难将非常大。另外如此众多的终端设备,一但可靠性不够高、或不方便维护,则将会使电力局陷人大量烦琐的维护工作中;此外点多量大,系统造价也将是一个很大的问题。
配电网自动化系统绝大部分设备均需在户外运行,工作环境恶劣,温度要求通常在25℃~75℃,耐湿度要求高达95%,另外还要考虑防雨、防晒、防雷、防风沙等因素,挂在现场的二次设备还要考虑振动、干扰等影响。另外,在配电系统中设备的投切也比输电网系统频繁得多。因此,设备的可靠性、寿命、质量等要求都较户内的高,造价也增大。
控制电源和工作电源的提取也是令配电自动化头疼的问题,因为在变电所,可以通过所内的直流电源屏或直流电池组获取电源,而在现场,一旦线路停电,就将失去电源的主要来源,而故障判断、隔离故障区域、恢复非故障区域的供电,是配电自动化的主要功能,为了实现这一功能,就必须确保在故障或停电期间能够获取一个环网区域所有开关处的线路信息及故障信息、能够接受遥控命令、并准确可靠跳合闸。为此,往往在装置内不得不挂接蓄电池,而蓄电池的充放电以及在高低温时电池的放电能力和长期未进行深放电后的性能将会受到较大影响等问题。
配网自动化系统是包括一、二次设备,通讯设备、计算机等设施。系统建立后,需大量的全能型专业技术人员对该系统进行维护,培训一支全方面检修维护队伍,需要时间和经验的累积,这也是配网自动化系统建立初期的一个难点。
5.总结
众所周知,配网是电力系统重要的基础设施,关系城市及农村人民的生产、生活。因此,对配电网自动化提出了更高的要求,配电网自动化也是电力系统现代化发展的必然趋势。目前,我国配网自动化系统的建设还处于起步和探索阶段,主要是以提高供电可靠性、经济性和电能产品质量为主要目的,以系统达到实用化为最终目标。如何使配电系统自动化系统适应电力市场环境的要求,并通过实施配电系统的综合自动化来降低供电企业的运行成本,同时提高对客户的服务质量,将成为今后各级供电企业共同关注的问题。开发出技术先进、功能实用的配网自动化系统是大家共同的目标。