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摘要:本文对配网自动化技术在运行中出现的问题进行了探讨,并且针对这些问题制定出了解决的措施,为以后自动化技术的应用创造了基础。
关键词:电力系统,配网自动化,技术
配电网络作为电力市场的末端环节,面临的压力尤为突出。近年来,我国配电网络进入新一轮的改造,这给配网自动化带来前所未有的发展机遇。配网自动化就是利用现代电子技术、通讯技术、计算机及网络技术,实现配电系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制和配电管理的现代化。随着国民经济的高速发展和改革开放的深入,电力用户对电能质量和供电可靠性的要求越来越高,电压波动和短时的停电都会造成巨大的损失。因此,需要结合电网改造在配电网中实现配电自动化,以提高配电网的管理水平,为广大电力用户不间断地提供优质电能。配网自动化的基本原理是将环网结构开环运行的配电网线路通过分段开关把供电线路分割成各个供电区域。当某区域发生故障时,及时将分割该区域的开关跳开,隔离故障区域,随后将因线路发生故障而失电的非故障区域迅速恢复供电,从而避免了因线路出现故障而导致整条线路连续失电,大大减少了停电范围,提高了供电可靠性。
一、配网自动化技术存在的问题
1)功能设计单一
在配电网实现自动化的发展方向方面,一直都是以保证配电的可靠性为主要中心。但是在实际的运行期间,主要是由于例行检测造成的配电网停电,而真正的由于配电故障而导致的停电却没有那么多。所以说在对配电网自动化方面的研究应该改变方向,将功能多元化。
2)新设备的出现对系统影响较大
在设备资产管理中缺乏整体考虑和长远考虑,盲目追求最新的设备,不注重系统整体运行情况,造成新老设备难以整合到一起,从而无法达到整体最优的效果。
3)在结构设计里不能统一设计
在对配电网实现自动化的过程中,由于所投入的二次新的设备和原来老的设备在功能上不协调,致使数据传输不便,无法有效的连接,那么系统也就无法正常的运转,这是在实现自动化方面需要进行改善的地方。
二、电力系统配网自动化的技术分析
(一)配网自动化的技术原则
1)可靠性原则
实施配网自动化的首要目标是提高配电网的供电可靠性,因此配电网络必须具有可靠的电源点(双电源进线,备自投、变电所自动化)、具有可靠的配电网网架(规划、布局、线路)、具有可靠的设备(一次智能化开关,二次户外FTU、TTU)、具有可靠的通信系统(通信介质、设备)、具有可靠的主站系统(计算机硬件、软件、网络)。
2)分散性原则
由于配电网的地域分布性特点,建立配网自动化系統希望功能分散、危险分散,采用具有智能的一次设备(如重合器),故障可就地解决。对于县级规模的配电网,复杂性并不高,提高可靠性供电,通常双电源即能满足实际要求。为进一步提高整体系统的安全可靠性,主站软件功能分散,以SCADA为主体的实时监控功能独立运行,以GIS(地理信息系统)为主体的在线管理功能独立运行,电网分析计算功能独立运行,各功能间内核(数据库、微内核调度等)一体化设计,保证信息的可靠、高效、优质共享。
(二)配电自动化的合理规划
配网自动化的基本原理是将环网结构开环运行的配电网线路通过分段开关把供电线路分割成各个供电区域。当某区域发生故障时,及时将分割该区域的开关跳开,隔离故障区域,随后将因线路发生故障而失电的非故障区域迅速恢复供电,从而避免了因线路出现故障而导致整条线路连续失电,大大减少了停电范围,提高了供电可靠性。
(三)配电设备的选择
要做到利用计算机网络和通信技术,实现对配网正常运行的控制、检测和故障时的快速处理(故障检测、故障定位、隔离和非故障区的恢复供电)以及配网的生产管理、设备管理的自动化,正确的设备选型是关键。在配电自动化系统中,配电设备应包括一次设备――配电开关,二次设备――馈线远方终端(FTU)、配变终端单元(TTU)等,以及为一、二次设备提供操作电源和工作电源的电源设备。
实施配电自动化,必须以重合器、分段器、负荷开关等具有机电一体化特性的自动配电开关设备为基础,在架空线路上作为分段和隔离故障用的开关应该具有免维护、操作可靠、体积小和安装方便的特点,并且能适应户外严酷的环境条件。馈线远方终端(FTU)用于采集开关的运行数据、控制开关的分合,为了达到“四遥”功能,必须具有通信功能。配变终端单元(TTU)用于采集配电变压器低压侧的运行数据,控制低压电容器投切用于无功补偿,通信的实时性要求低于FTU。需要特别注意的是,配电设备都在户外布置,其工况条件恶劣,必须达到特定的运行环境要求,否则实施配电自动化不但无法提高供电可靠性,还会降低供电可靠性。
(四)通信系统建设
通信系统是电力系统与配电网终端设备联接的纽带,电力系统与终端设备间的信息交互都是通过通信系统完成,因此必须有稳定可靠的通信系统,才能实现配电自动化的功能。通信方式有:光纤通信、电力线载波、有线电缆、无线扩频、借助公众通信网等多种。配网自动化的通信具有终端设备多,单台设备的数据量小,实时性要求不同的特点,因此应因地制宜,根据当地环境和经济条件确定合理的通信系统,同时要考虑调度自动化通信系统的建设。
(五)配网主站建设
配网主站是整个配网自动化系统的监控管理中心,其功能包括SCADA实时监控、GIS(地理信息系统)在线管理、电网经济运行分析等,主站框架要突破传统的单一调度自动化系统C/S模式,以P―P―C/S―B/S一体化架构,充分体现分布式网络的管控一体的综合集成系统特点,计算机网络与软件平台技术充分体现功能与开放,并提供与异构系统跨平台接口,与调度、负控、MIS、CIS等自动化子系统实现无缝集成。
三、电力系统中的配网自动化的解决策略
根据配网自动化实际应用中存在的问题,结合配网自动化可靠性和分散性的技术原则,提出以下三点解决策略。
1)建立硬件支持系统
拥有配网自动化技术的配电网在运行时就具有了优质可靠和安全高效的特点。电力系统中的配网自动化不仅能够增加配网供电的安全性,同时还能大大提高配网供电的质量。而在具体的电力系统中,硬件支持系统主要是收集和分析数据,根据数据对过个用电区域的电力负荷变化和需求情况进行预测,同时预测各个行业的用电情况和未来用电的分布情况。所以,要想提高电力系统中配网自动化技术,建立硬件支持系统是非常有必要的。
2)加强配网的自我诊断
配网自动化技术主要是运用相关技术手段,实现整个配电网络监控和管理的智能化,靠配网的自我诊断能力来对整个系统进行管理和监控。其主要是通过配网系统对于各个部分实际情况的检测,然后进行科学的分析,找出出现问题的部分,并自我修复。所以加强配网的自我诊断有很多先进意义,它可以高效的解决收集数据的处理问题和信息远距离传送问题,实现企业的高效、安全运转。
3)对电力系统中的配电网进行建设或改造
随着社会的发展,企业和经济对于电网的需求就会越来越多,所以电力企业应该根据实际情况加强对于配电网的建设和建造。在实际的工作中,对于配电网的建设和建造主要分为以下三个方面:第一,加大配电网结构的改进和改造力度,满足企业和经济对其的需求;第二,加深配电网设备的智能化程度,以提高配网自动化水平;第三,对电力使用过程中的计算装置进行合适的监察和整顿,以提高计算的精度和整个配电网的稳定性。
四、结束语
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:电力系统,配网自动化,技术
配电网络作为电力市场的末端环节,面临的压力尤为突出。近年来,我国配电网络进入新一轮的改造,这给配网自动化带来前所未有的发展机遇。配网自动化就是利用现代电子技术、通讯技术、计算机及网络技术,实现配电系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制和配电管理的现代化。随着国民经济的高速发展和改革开放的深入,电力用户对电能质量和供电可靠性的要求越来越高,电压波动和短时的停电都会造成巨大的损失。因此,需要结合电网改造在配电网中实现配电自动化,以提高配电网的管理水平,为广大电力用户不间断地提供优质电能。配网自动化的基本原理是将环网结构开环运行的配电网线路通过分段开关把供电线路分割成各个供电区域。当某区域发生故障时,及时将分割该区域的开关跳开,隔离故障区域,随后将因线路发生故障而失电的非故障区域迅速恢复供电,从而避免了因线路出现故障而导致整条线路连续失电,大大减少了停电范围,提高了供电可靠性。
一、配网自动化技术存在的问题
1)功能设计单一
在配电网实现自动化的发展方向方面,一直都是以保证配电的可靠性为主要中心。但是在实际的运行期间,主要是由于例行检测造成的配电网停电,而真正的由于配电故障而导致的停电却没有那么多。所以说在对配电网自动化方面的研究应该改变方向,将功能多元化。
2)新设备的出现对系统影响较大
在设备资产管理中缺乏整体考虑和长远考虑,盲目追求最新的设备,不注重系统整体运行情况,造成新老设备难以整合到一起,从而无法达到整体最优的效果。
3)在结构设计里不能统一设计
在对配电网实现自动化的过程中,由于所投入的二次新的设备和原来老的设备在功能上不协调,致使数据传输不便,无法有效的连接,那么系统也就无法正常的运转,这是在实现自动化方面需要进行改善的地方。
二、电力系统配网自动化的技术分析
(一)配网自动化的技术原则
1)可靠性原则
实施配网自动化的首要目标是提高配电网的供电可靠性,因此配电网络必须具有可靠的电源点(双电源进线,备自投、变电所自动化)、具有可靠的配电网网架(规划、布局、线路)、具有可靠的设备(一次智能化开关,二次户外FTU、TTU)、具有可靠的通信系统(通信介质、设备)、具有可靠的主站系统(计算机硬件、软件、网络)。
2)分散性原则
由于配电网的地域分布性特点,建立配网自动化系統希望功能分散、危险分散,采用具有智能的一次设备(如重合器),故障可就地解决。对于县级规模的配电网,复杂性并不高,提高可靠性供电,通常双电源即能满足实际要求。为进一步提高整体系统的安全可靠性,主站软件功能分散,以SCADA为主体的实时监控功能独立运行,以GIS(地理信息系统)为主体的在线管理功能独立运行,电网分析计算功能独立运行,各功能间内核(数据库、微内核调度等)一体化设计,保证信息的可靠、高效、优质共享。
(二)配电自动化的合理规划
配网自动化的基本原理是将环网结构开环运行的配电网线路通过分段开关把供电线路分割成各个供电区域。当某区域发生故障时,及时将分割该区域的开关跳开,隔离故障区域,随后将因线路发生故障而失电的非故障区域迅速恢复供电,从而避免了因线路出现故障而导致整条线路连续失电,大大减少了停电范围,提高了供电可靠性。
(三)配电设备的选择
要做到利用计算机网络和通信技术,实现对配网正常运行的控制、检测和故障时的快速处理(故障检测、故障定位、隔离和非故障区的恢复供电)以及配网的生产管理、设备管理的自动化,正确的设备选型是关键。在配电自动化系统中,配电设备应包括一次设备――配电开关,二次设备――馈线远方终端(FTU)、配变终端单元(TTU)等,以及为一、二次设备提供操作电源和工作电源的电源设备。
实施配电自动化,必须以重合器、分段器、负荷开关等具有机电一体化特性的自动配电开关设备为基础,在架空线路上作为分段和隔离故障用的开关应该具有免维护、操作可靠、体积小和安装方便的特点,并且能适应户外严酷的环境条件。馈线远方终端(FTU)用于采集开关的运行数据、控制开关的分合,为了达到“四遥”功能,必须具有通信功能。配变终端单元(TTU)用于采集配电变压器低压侧的运行数据,控制低压电容器投切用于无功补偿,通信的实时性要求低于FTU。需要特别注意的是,配电设备都在户外布置,其工况条件恶劣,必须达到特定的运行环境要求,否则实施配电自动化不但无法提高供电可靠性,还会降低供电可靠性。
(四)通信系统建设
通信系统是电力系统与配电网终端设备联接的纽带,电力系统与终端设备间的信息交互都是通过通信系统完成,因此必须有稳定可靠的通信系统,才能实现配电自动化的功能。通信方式有:光纤通信、电力线载波、有线电缆、无线扩频、借助公众通信网等多种。配网自动化的通信具有终端设备多,单台设备的数据量小,实时性要求不同的特点,因此应因地制宜,根据当地环境和经济条件确定合理的通信系统,同时要考虑调度自动化通信系统的建设。
(五)配网主站建设
配网主站是整个配网自动化系统的监控管理中心,其功能包括SCADA实时监控、GIS(地理信息系统)在线管理、电网经济运行分析等,主站框架要突破传统的单一调度自动化系统C/S模式,以P―P―C/S―B/S一体化架构,充分体现分布式网络的管控一体的综合集成系统特点,计算机网络与软件平台技术充分体现功能与开放,并提供与异构系统跨平台接口,与调度、负控、MIS、CIS等自动化子系统实现无缝集成。
三、电力系统中的配网自动化的解决策略
根据配网自动化实际应用中存在的问题,结合配网自动化可靠性和分散性的技术原则,提出以下三点解决策略。
1)建立硬件支持系统
拥有配网自动化技术的配电网在运行时就具有了优质可靠和安全高效的特点。电力系统中的配网自动化不仅能够增加配网供电的安全性,同时还能大大提高配网供电的质量。而在具体的电力系统中,硬件支持系统主要是收集和分析数据,根据数据对过个用电区域的电力负荷变化和需求情况进行预测,同时预测各个行业的用电情况和未来用电的分布情况。所以,要想提高电力系统中配网自动化技术,建立硬件支持系统是非常有必要的。
2)加强配网的自我诊断
配网自动化技术主要是运用相关技术手段,实现整个配电网络监控和管理的智能化,靠配网的自我诊断能力来对整个系统进行管理和监控。其主要是通过配网系统对于各个部分实际情况的检测,然后进行科学的分析,找出出现问题的部分,并自我修复。所以加强配网的自我诊断有很多先进意义,它可以高效的解决收集数据的处理问题和信息远距离传送问题,实现企业的高效、安全运转。
3)对电力系统中的配电网进行建设或改造
随着社会的发展,企业和经济对于电网的需求就会越来越多,所以电力企业应该根据实际情况加强对于配电网的建设和建造。在实际的工作中,对于配电网的建设和建造主要分为以下三个方面:第一,加大配电网结构的改进和改造力度,满足企业和经济对其的需求;第二,加深配电网设备的智能化程度,以提高配网自动化水平;第三,对电力使用过程中的计算装置进行合适的监察和整顿,以提高计算的精度和整个配电网的稳定性。
四、结束语
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。