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1城區配電網結構概況
目前濟寧城區共有7座變電所,即市中所、東郊所、西郊所、南郊所、北郊所、后鋪所和高新所,城區10kV主干線路46條。結合城網建設改造和標準化工作,以市中變為中心,城區全部實現了多電源點供電和"手拉手"供電,供電符合"N-1"準則,滿足配電自動化對手拉手線路供電電源的要求。整個配電網絡結構合理,各種電力設施標準,為配電自動化的實施打下了堅實的基礎。
2配電自動化系統實施范圍
"上規模才能出效益",本著高起點、高標準、高度代表性的原則,我公司的配電自動化系統覆蓋整個濟寧城區,包括主站系統一套,子站系統7套,戶外配電設備計118臺柱上開關,10座開閉所,實現42條架空線路、4條地纜線路的饋線自動化。
3配電自動化系統簡介
實踐證明,建設DA與基于GIS的DMS一體化系統,實現在線系統與離線系統、電網結構與地理圖形、電網信息與用戶信息的有機結合,給我們構建了完整的、時間與空間一體的現代化數字配電網概念,在配電調度、運行、規劃、設計、施工、業擴、搶修、營銷、客戶服務等多方面將發揮重要的作用,應是我國配電自動化及配電管理的基本模式,它也是當今世界配電管理現代化的發展方向,是數字化供電公司的最重要的組成部分。我公司的配電自動化系統即是上述DA與基于GIS的DMS一體化系統。
傳統意義上的DA系統有兩種模式,即電壓型和電流型。兩種模式在理論上均能實現,主要應考慮本地區的實際情況。電流型開關由于需要直流電源做為操作電源,運行維護工作量大,故障處理和網絡重構高度依賴通信系統和后臺系統支持,具有較大的風險性,配電線路供電半徑和縮短和分段數量的增加以及線路上負荷情況的變化,給各級開關的動作時間的配合帶來了整定難題,且開關需切斷故障電流,造價高昂推廣受限,基于上述原因,根據我市配電網現狀,我公司選用電壓型DA系統。
3.1概況
配電自動化設備采用日本東芝公司開發、設計、生產的電壓型自動化設備,包括:柱上自動真空開關、電源變壓器、一體型遙控終端單元和站內故障指示設備。
配電自動化系統由配電主站系統、配電子站系統和系列戶外測控終端及通信系統組成,能夠對配電網絡進行全面的計算機監視、控制和管理。位于配電調度中心的配電主站系統具有配電SCADA、配電GIS、配電仿真、在線維護、大屏幕顯示和高級應用分析等功能。配電子站系統分布于市區變電所,負責各變電所管轄的戶外測控終端RTU(FTU、TTU、DTU等)的信息轉發和監控,并可轉發站內RTU和保護信息。戶外測控終端分布于廣闊的配電網絡各個節點,負責采集配電線路的信息及轉發,并執行配電線故障的就地保護和配電線路的遙測、遙控、遙信功能。
3.2配電主站系統
配電主站是整個配電自動化系統的核心,主站系統采用日本東芝技術的TOSCAN-D3000C系統,其硬件和軟件遵循國際標準設計。配電主站的設備包括分布于兩層開放型LAN網上的服務器、工作站、TCM和外設等。服務器和工作站選用的是UNIXEWS生產廠家SunMicrosSystem制造的SunUltra60。
系統主要功能:
(1)配電SCADA功能:配電SCADA不僅包括數據采集(遙信、遙測)、報警、事件順序記錄、事故追憶、遠方控制(遙控)、計算、趨勢曲線、歷史數據存儲和制表打印、事件記錄等常規SCADA功能,還包括線路的動態著色、地理接線與GIS集成等功能。它主要包括數據采集、處理、顯示和控制功能。
(2)故障處理功能:
自動查找配電網、變電所發生的故障并自動恢復故障區間以外停電區間的正常供電。當配電網、變電所發生故障時,根據發生故障引起的配電線開關、保護、柱上開關的狀態變化判斷故障的發生區間及原因,并通過畫面顯示、警報鳴響、打印等來通知操作人員。
(3)DMS功能:
配電網地理信息系統(GIS)是建設DMS的基礎,它與AM/FM結合,形成AM/FM/GIS系統,把配電網圖形資料和非圖形參數建立于地理圖形的基礎上,真實反映配網線路的實際走向、電力設備地理位置和屬性、所屬電力用戶的屬性等各種信息。為監視配電網的運行和電力系統運行管理提供具有地理信息的網絡模型,支撐系統應用軟件的開發,實現圖形處理、線路工程輔助設計、查詢統計、設備運行臺帳管理、用戶報修、用戶業擴輔助設計等功能。
(4)與其他系統的接口:配電自動化系統具有開放分布的特點,網絡通信采用TCP/IP國際標準協議,因此系統可直接通過LAN、或經網橋與其他自動化系統進行集成。其中包括與公司MIS系統、用電MIS系統、調度自動化系統和大屏幕顯示等系統的接口。
(5)高級應用軟件:
包括網絡拓撲、狀態估計、在線仿真、負荷管理、潮流計算、短路電流計算、可靠性分析、運行管理、工程管理等軟件
(6)三大指標計算:
包括配網可靠性分析、網損計算、電壓合格率統計。
3.3配電子站系統(TCR)配電子站主要采集變電所內RTU和戶外各種RTU(FTU、DTU、TTU等)的信息,并進行數據匯集和轉發。由于配電子站管理的RTU數量眾多(是變電所監控系統的3~5倍),因此配電子站的高可靠性和靈活配置的設計是必不可少的。
配電子站的主要功能包括:
(1)變電所內RTU數據的匯集和轉發。
(2)戶外RTU(包括FTU、DTU、TTU等)數據的匯集和轉發。
(3)數據預處理。
(4)規約轉換。
(5)當地維護功能。
(6)自我診斷功能。
3.4配電終端設備遙控終端單元RTU分布于復雜的配電網上且數目眾多,運行環境惡劣,因此要求產品具有高度的可靠性和免維護的特點。遙控終端單元TOSDAC-D21P11具有智能化故障查尋、就地隔離功能,并帶有遠方通信功能。TOSDAC-D21P11產品設計嚴謹,工業化程度高,結構具有全免維護特點,采用全密封鍍金航空接插頭,性能優越。
3.5系統通信
系統通信采用以光纖通信為主,雙絞線通信和載波通信為輔的模式。配電子站及主站之間的信息傳送量大,對通信速率要求較高,光纖通信具有容量大、傳輸速率高、可靠性強的特點,同時光纖雙環網還具有"自愈"功能,因此配電系統自動化的主干通信通道全部設計為光纖通信;子站與終端通訊數據量相對較少,根據現場架設場地和設備實際,設計為光纖與雙絞線混合模式,部分處于城區邊緣、需架設線路較長且下步無商業化運營的需要,則采用配電載波的形式。
4配電自動化系統實現目標
(1)完成適用于開閉所DTU、柱上開關FTU及部分配變TTU的功能,監視配電設備運行工況,準確及時發現缺陷,減少人員的現場操作,提高配網安全運行水平。
(2)優化網絡運行方式,提高設備利用程度,減少備用容量,降低電網建設投資和運行維護費用,實施分區線損考核,減少電能損失,提高運行經濟性和企業經濟效益。
(3)提供業擴工程輔助設計,實現各類統計報表的自動生成,提高工作效率。
(4)提高供電可靠性,改善電能質量,加快業擴報裝速度,縮短故障搶修時間,為用電管理提供科學依據,提高優質服務水平,樹立良好的社會形象。
在這個過程中,還可以對電力用戶進行管理,在對方進行有不一樣的需要的時候,供電公司還可以進行相應的進行調教,這樣就能滿足用戶的要求,對電力公司進行帶來了了很好的經濟效益,這樣還能滿足不一樣客戶的需要,這樣實現了社會效益,保證和諧社會的構建。在監控過程中,配電自動化系統能何以在計算機的幫助下,進行遠程控制,在出現各種矛盾的時候,就能在第一時間進行解決,這樣對問題進行排除和解決,就能安全生產,這樣可以讓供電自動化系統進行安全可靠的進行工作,從而保證了自動化系統的正常運行。配電自動化系統就是對配電網絡進行實時遠程監控,這樣就能在第一時間知道配電網絡是否出現問題,然后出現問題之后該怎么在第一時間知道問題的存在地方,然后還能通過解決問題,就能對配電網進行很好的監視,然后就會優化電網的運行方式。這樣就可以提高電力供應質量,降低線路的損耗,提高電網的使用效率。為了企業可以增強經濟效益。同時也能為用戶提供更加優質的供電服務。
2配電網自動化技術存在的問題
2.1配電自動化系統中控制端主站功能不匹配在現階段,配電網還處于試運行階段,可想而知,就會遇到很多問題。就像在控制端主站功能是不能和各種系統相完善和匹配。在配電網自動化系統和設備不是很完善的時候,同時還有技術也不是很先進,在設計理念上不能很好的進行滿足自動化系統中的控制主站的使用過程中,不能因時而異,就會出現過于追求新的設備等問題的出現,這樣就會出現新老設備的交替使用問題,就會忽略最為重要的問題,基礎設施建設不夠玩唄,同時系統之間的滿足程度上也不能很好的配合,就不能保證一個系統的整體,這樣就很難發揮系統的整體效果。這樣還有可能遇到不匹配的問題,這樣控制端和主站之間的通信通道不能暢通無阻,這樣就會無法發揮系統自動化的作用。
2.2配電自動化系統中存在信息孤島現象在目前階段,我們國家的配電自動化還是處于一個初級階段,可以想象里面出現的問題還是很多的,就像是信息孤島現象的存在。所謂信息孤島現象就是只得是在計算機不能實時監控的情況下,信息上傳的問題不能進行準確的進行上傳,將信息不能實時的分析,這樣在出現問題的時候就不能很好的解決了,這就是信息孤島現象。這樣由于配電網自動化系統的可靠性不是這樣高,就會造成資源的浪費,這樣在投資很大的情況下,不能得到很好的回報,這樣在加上自動化系統中的計算機的利用不是很合理,就會出現各種各樣不能在一個平臺上進行工作,就會出現了各種各樣的問題,不能有明確的規范準則,這樣在設計方向上很難有一個確定的方向,這樣就會阻止了配電網自動化系統的發展。
3配電系統自動化技術的要求
3.1實時監測和控制在配電系統的自動化技術方面,對于實時監測有著相關要求,要求在檢測末端能夠實時了解到各線路的電壓、運輸功率等數據,這就要求,自動化系統能夠自主的對各母線的線路不同路段進行監控,掌握相關的數據需求,及時獲知用戶的電路運行狀況和電表計的信息值,從而能夠根據數據進行判斷,技術對有故障的部分進行修復,從而使配電網準確無誤的運行,維護用戶及工作人員的安全。
3.2故障控制在配電網的運行過程中,極有可能會發生這樣或是那樣的故障,因此,故障控制系統必不可失。一旦配電系統發生故障,經過故障控制系統的控制,會將故障設備以及故障所涉及的用戶區降到最少,使非故障區的用戶能夠盡快恢復用電,從而將電網損失降到最低,將用戶損失降到最低。在電力系統中發生瞬間故障時,故障保護系統會利用繼電保護和自動合閘等保護措施,及時的對故障區進行保護,從而以最快的速度消除故障并且恢復用戶區供電。而對于永久性的線路故障,故障防護系統會自動將出現故障的母線換接到沒有故障的其他線路當中,從而盡快將線路故障區的用電恢復,并且將設備損傷降到最小,如此,也為工作人員贏得了設備搶修的時間,最大限度的降低了安全問題的產生幾率。
4結束語
智能配網能夠提高智能電網配電效率,實現了配網的高效運行并能分段提取各段數據進行分析,增加了供電的科學性并有效提高了供電可靠性。運用智能電網,能夠在出現電網故障時有效地縮小停電范圍,提高用電客戶端的滿意度并減輕了基層運維人員的負擔。智能電網的設計施工科學性能提高配電可靠性,從而更穩定地為社會創造顯著經濟效益,同時為人們的生產生活帶來便利。規范智能電網中自動化配電技術的設計施工,能夠促進中國電力事業進一步發展。同時為自動化配電技術的進一步發展提供了技術支持,促進中國的電力實業穩健發展。
2中國配電自動化技術的發展現狀
2.1智能電網總體結構設計缺乏嚴謹性
智能電網設計缺乏一個較為科學合理的設計方案來對電網建設進行規劃調整,在進行智能電網設計時沒有進行全面、系統的電力分析,導致了部分智能電力電網的設計不嚴謹,實用性上存在不足,從而對電力負載的運行轉供有了誤差影響,降低了智能電網運行的穩定性。
2.2智能電網分布不均衡
在中國的中部、西部地區,智能電網的分布較不平衡,妨礙了整體電力電網事業的發智能配電網建設中配電自動化技術的研究與應用探討文/鄧雄在智能配電網的建設中,配電自動化技術起著重要的作用,是控制整個智能配電網穩定運行的技術基礎。因此,加強對配電自動化技術的研究力度能有效加強中國智能電網的建設發展。結合我國電力信息技術系統的發展形勢,從創新性的角度對智能配電網建設中配電的自動化技術進行了探討和研究。摘要展進步。智能電網的分散建設造成了光纖覆蓋率不均衡等情況。
2.3自動化配電技術發展不完善
從技術角度出發來看,中國的配電自動化技術發展落后于世界領先水平,尤其是自動配電裝置的研發尚不具備自主獨立的技術基礎,造成了在智能電網的建設中不能對電力大小的調配進行及時準確的控制,造成了智能電網運行共組的不穩定性。
3對于中國智能配電網建設中自動配電技術發展建議
目前中國的智能配電網建設具有較大的發展潛力,需要相關電力技術人員加強對配電自動化技術的研究力度,在政策的鼓勵以及相關設備得到及時財政支持的同時,加速推進在智能電網建設中的配電自動化技術發展。通過研究分析,筆者對加強在智能電網建設過程中的自動化配電技術的應用提出了幾點建議。
3.1建立電力信息技術信息系統的統一管理
首先要建立起電力信息技術信息系統的統一管理,以便于各個分部之間能夠更好更快的進行交流。提升配電自動化中的自動化策略中電力信息技術的比重,提升配電自動化中電力信息技術的比重,更好更有效的發展電力系統和配電自動化中的自動化策略。更好更有效的發展電力系統和配電自動化中的自動化策略。實現了統一管理,各部門的行為判斷會得到高度的統一,從而實現在智能電網的運行中能夠起到集中管理。及時對電網的運行做出科學化指示,統籌主計算機端的計算數據對電網運行進行控制。
3.2分配好電力系統各部門間的信息自動化領域
讓部門和企業之間的信息共享問題成功解決,提高電力信息技術信息系統的統一管理能有效地提高配電自動化中的自動化策略的穩定性,并將電網的運行環境進行合理科學的調控,從而確保配電自動化中的自動化策略的安全可靠性。同時,實現電力信息技術信息系統的統一管理也讓數據的傳遞速度有所提升,信息失真的問題也會有所減少和降低,繼而進一步的讓配電自動化中的自動化策略的安全度在整體上面得以提升,讓電路系統的優質運行得到保證。此外,電力信息技術信息系統的統一管理也使得浪費成本的問題得到了很大的改善。
3.3充分運用互聯網技術
運用互聯網技術使得智能電力系統趨以完善,真正實現低投資,高收益。對互聯網進行有效利用的使用和構建,對電力系統以及相關網絡的安全性有保證,并使得安全性有所加強,以此會讓配電自動化中的自動化策略中電力信息技術的應用收效更加顯著。同時必須要讓網絡的漏洞可以得到組織,否則有可能會受到嚴重的損失。此外,以互聯網為前提,能夠讓每個片區以及部門的管理者,都可以對整個電網和整條線路實時了解,因此集成網絡技術系統的應用,還能夠通過互聯網技術的納入使得整個電網信息的集中度得到有效提升。
4智能電網中的自動化配電技術應用實例分析
現以貴州省貴陽市某智能電網建設中心為例,貴州省的智能電網行業發展落后于國內平均水平,技術層面上存在著一些缺陷,不能滿足貴州人民對于智能電網的需求,因此需要加強自動化配電技術在智能電網建設中的應用,分析其在智能電網建設過程中對配電自動化技術的應用。貴州省目前該電力企業首先明確了配電自動化在智能電網的運行中具有十分重要的作用,并引進了一批較為先進的自動配電裝置,以及與之配套的安全保護裝置。其中安全自動裝置是在智能電力系統發生故障和不正常運行的情況時,用于快速切除故障,消除不正常狀況的重要自動化技術和設備,以保證智能電網運行的安全性的一種裝置。貴州省該電力企業成立了專門的自動化配電技術控制中心研究小組,致力于研究繼電系統能以最短時限將故障或異常從系統中切除的可能性,實現配電自動化中的自動化策略的高度安全和可靠性。因此該電力公司的智能電網一直處于穩定狀態,其引進的安全保護裝置能及時對智能電網進行故障監控。同時該企業引進的自動化配電裝置能對輸出電壓進行敏銳感知,智能調整電壓值,從而確保電能不會被過多損耗。
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