配電自動化系統(tǒng)改造方案的研究

顧玲莉

【摘要】21世紀(jì)以來，人們的生活水平得到了很大提高，用電量也隨之逐漸增加。人們對于電的需求越來越高，安全高效的供電是我國電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在確保供電系統(tǒng)科學(xué)高效的運(yùn)行發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，所以，我國不斷對城市電網(wǎng)進(jìn)行技術(shù)更新和技術(shù)改造，在很大程度提高了配電網(wǎng)絡(luò)的安全等級和效率。而隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜程度也變得更加復(fù)雜，要提高配電網(wǎng)的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo)，必須結(jié)合新技術(shù)建立配電自動化系統(tǒng)。電力系統(tǒng)技術(shù)和設(shè)備的應(yīng)用是我國城市配電網(wǎng)自動化技術(shù)發(fā)展的必要條件。

【關(guān)鍵詞】自動化技術(shù)；配電系統(tǒng)；信息通信技術(shù)

一、配電自動化系統(tǒng)的概念

配電自動化系統(tǒng)是指通過應(yīng)用現(xiàn)代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子電工學(xué)、以及通信技術(shù)等，將配電在線數(shù)掘和離線數(shù)據(jù)、配電和用戶數(shù)據(jù)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和地理圖形進(jìn)行信息集成[1]，形成一套結(jié)構(gòu)完整的自動化系統(tǒng)。配電自動化系統(tǒng)不僅能夠保證配電系統(tǒng)的運(yùn)行過程中的安全穩(wěn)定，還可以促進(jìn)對于故障情況的監(jiān)測、保護(hù)、控制等系統(tǒng)管理的現(xiàn)代化。配電在正常情況以及事故情況下的監(jiān)測、保護(hù)、控制等工作通過配網(wǎng)自動化技術(shù)可以很好地相互協(xié)調(diào)運(yùn)行，可以有效提高供電效率，確保供電網(wǎng)絡(luò)的安全，而且可以節(jié)約電力企業(yè)的成本，從而降低用電價格，讓用電用戶感到滿意，以不斷保證了供電經(jīng)濟(jì)安全性最好，從而實(shí)現(xiàn)供電側(cè)和需求側(cè)的雙贏局面。

二、配電自動化系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析

在濟(jì)南電網(wǎng)中，歷下區(qū)配電網(wǎng)位居核心地位。歷下區(qū)配電網(wǎng)經(jīng)過多年技術(shù)更新和設(shè)備改造，配電網(wǎng)形成了三個電壓等級，己初步建成了主網(wǎng)架為110kv的配電網(wǎng)，結(jié)合IOKV和O.4KV的配電網(wǎng)的供電網(wǎng)絡(luò)。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，使得人們生活水平得到了很大的提高，并且對于生活的方方面面提出了很高的要求。而歷下區(qū)配電網(wǎng)在很大程度上能夠滿足人們的這些需求。在2009年供電量達(dá)到11億KWH，2009年最高用電負(fù)荷達(dá)到ZOOMW。[2]配電自動化系統(tǒng)存在的主要問題：第一，配電主站硬件系統(tǒng)技術(shù)落后，我國的大部分配電線路和供電站建設(shè)時間都比較長，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對于電力配套系統(tǒng)建設(shè)估計不足，沒有充分考慮配電主站的硬件擴(kuò)展能力，所以，目前很多的配電主站和配電線路的設(shè)備都難以滿足配電自動化系統(tǒng)的建設(shè)需求。同時，由于設(shè)備檢修的問題，很多配電設(shè)備都出現(xiàn)了老化，供電能力下降的問題，有些設(shè)備甚至超過了使用年限，所以，要想實(shí)現(xiàn)配電自動化系統(tǒng)的建設(shè)，就必須重建主站硬件系統(tǒng)。

第二，主站功能不能滿足新標(biāo)準(zhǔn)要求。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，配電自動化系統(tǒng)革新?lián)Q代速度越來越快，很多原來建設(shè)的配電自動化系統(tǒng)只是依照當(dāng)時的供電需求進(jìn)行建設(shè)的，與現(xiàn)代化的配電自動化系統(tǒng)并不能配套應(yīng)用。隨著配電自動化系統(tǒng)技術(shù)的不斷發(fā)展，供電系統(tǒng)的建設(shè)方針和原則對配電自動化系統(tǒng)的應(yīng)用提出了更高的要求，但是目前的配電自動化主站系統(tǒng)并不能滿足這些要求，因此，主站系統(tǒng)需要進(jìn)行修正完善。

三、配電自動化系統(tǒng)設(shè)計總體方案

配電自動化系統(tǒng)需要根據(jù)供電實(shí)際情況進(jìn)行總體規(guī)劃設(shè)計綜合考慮多種方案，，需要科學(xué)合理的研究分析配電網(wǎng)物理特性。調(diào)度自動化（EMS）與配電管理系統(tǒng)（DMS）是有很大區(qū)別的。調(diào)動自動化是一種遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)輸電和變電管理的自動化系統(tǒng)。但是輸電設(shè)備和變電設(shè)備等系統(tǒng)設(shè)備主要建設(shè)在變電站內(nèi)，所以在變電站內(nèi)通過信息自動化技術(shù)控制設(shè)備運(yùn)行；然而，配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的設(shè)備（如：聯(lián)絡(luò)開關(guān)設(shè)備、分段設(shè)備、公用區(qū)變壓器等）卻具有地理分布特性，一般采取沿街裝設(shè)，大多數(shù)裝在室外桿塔上。由于配網(wǎng)設(shè)備種類多，數(shù)量大，因此測控點(diǎn)要求要比輸、變電網(wǎng)多出一個數(shù)量級。10kV的配電網(wǎng)饋線分支比較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變，很多的配電網(wǎng)線路直接與用戶連接，為了確保配電網(wǎng)的運(yùn)行安全高效，其管理工作就需要很多的部門共同努力。因此，配網(wǎng)自動化設(shè)計在縱向上可以進(jìn)行縱向分層，而在橫向上則需要進(jìn)行橫向分布。如果運(yùn)用這個原則的話，首先信息傳輸一般情況下所具有的瓶頸效應(yīng)就可以得到避免；第二為了避免系統(tǒng)運(yùn)行太過復(fù)雜，功能一般可以分散在縱向或者橫向?qū)哟紊?；第三可以保證系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性，從而實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)自動化系統(tǒng)的長遠(yuǎn)發(fā)展。[3]

（一）配電網(wǎng)縱向分層設(shè)計

1.配電自動化主站系統(tǒng)。在整個配電自動化系統(tǒng)中，主站系統(tǒng)處于最高層。主站系統(tǒng)一般是從宏觀上對配電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)測控制，針對其運(yùn)行狀態(tài)從整體上進(jìn)行分析，在宏觀層面上協(xié)調(diào)各個配電子網(wǎng)之間的關(guān)系。主站一般能夠?qū)τ谡麄€配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)積極進(jìn)行控制和管理，來確保整個配電自動化系統(tǒng)安全高效的運(yùn)行。主站系統(tǒng)是送電、變電的管理系統(tǒng)，也是配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)。它是人和機(jī)器交流的窗口，功能包括電力狀況顯示、管理設(shè)備、打印報表、維護(hù)系統(tǒng)、與其他系統(tǒng)進(jìn)行信息交流，同時，主戰(zhàn)系統(tǒng)還能及時準(zhǔn)確的調(diào)控系統(tǒng)中的可控裝置。2.配網(wǎng)子站。配電網(wǎng)中的監(jiān)控設(shè)備一般呈現(xiàn)出點(diǎn)多面多的特點(diǎn)。這樣就很難將每個端口進(jìn)行監(jiān)控的配電設(shè)備與主站進(jìn)行連接，為了提高效率，需要在配電網(wǎng)中間位置增設(shè)一級配電終端，如將變電站作為分站使用。變電站一般負(fù)責(zé)采集信息，并將采集來的信息傳達(dá)上去。一般站控終端都位于變電站或者開閉所之中。站控終端可以采取多種通信方式與配電網(wǎng)主站系統(tǒng)進(jìn)行通信。監(jiān)控子站一般還可以對故障情況進(jìn)行及時診斷、隔離與恢復(fù)。3.配電網(wǎng)終端測控設(shè)備。電網(wǎng)終端測控設(shè)備屬于系統(tǒng)基本層。主要作用為實(shí)現(xiàn)對環(huán)網(wǎng)柜、配電變壓器、箱式變電站、分段開關(guān)、集抄器系統(tǒng)等設(shè)備信息進(jìn)行采集、分析處理和實(shí)時監(jiān)控。配電網(wǎng)具有物理分層結(jié)構(gòu)。這個層次體系恰恰吻合了這些。

系統(tǒng)的監(jiān)控功能的分布原則是：主站系統(tǒng)負(fù)責(zé)在變電站內(nèi)進(jìn)行采集信息，饋線上測控點(diǎn)的信息也要進(jìn)行采集，這些一般通過分站系統(tǒng)來采集，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控電力系統(tǒng)信息和通過自動化控制信息。變電站分站系統(tǒng)位于變電站內(nèi)，主要采集信息，并將這些信息進(jìn)行匯集和轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)預(yù)處理、規(guī)約（庫）轉(zhuǎn)換、當(dāng)?shù)鼐植勘O(jiān)控；較低的層次一般通過局部信息的局部監(jiān)督控制功能來實(shí)現(xiàn)，較高的層次通過全局信息全局監(jiān)督控制功能來實(shí)現(xiàn)。對于信息數(shù)據(jù)處理首先由低層次進(jìn)行處理，低層次無法處理再通過高層次進(jìn)行處理。終端測控設(shè)備一般用于對某一測控點(diǎn)進(jìn)行測量控制。

（二）配電網(wǎng)橫向分布

配電網(wǎng)主站自動化管理系統(tǒng)運(yùn)行十分復(fù)雜。隨著逐漸進(jìn)入電力系統(tǒng)市場化的運(yùn)營，的時代，很多電力系統(tǒng)管理部門開始重視對DMS各種功能進(jìn)行完善。配電網(wǎng)運(yùn)營管理也應(yīng)該按照分布式進(jìn)行設(shè)置的方法，主要技術(shù)特點(diǎn)體現(xiàn)在：1.配網(wǎng)網(wǎng)運(yùn)行的監(jiān)控功能；2.用戶供電系統(tǒng)及用電管理：包括集抄系統(tǒng)、95598綜合服務(wù)系統(tǒng)的管理、用電需求側(cè)的管理等；3.配電網(wǎng)的設(shè)備管理。三部分系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息之間是相互協(xié)調(diào)，相互融合的，又分別來自不同的數(shù)據(jù)集合。所以，要想通過分析比較選擇出最佳的配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)設(shè)計方案，就必須充分考慮設(shè)置三個局域子網(wǎng)，并且通過路由器連接路由器子網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)資源共享，完善對系統(tǒng)數(shù)據(jù)的訪問功能，確保配電自動化系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效的運(yùn)行。[4]

參考文獻(xiàn)

[1]李霞，范聽林.配電自動化系統(tǒng)的發(fā)展與展望[J].黑龍江科技信息，2007：33

[2]馬浩.配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的研究

[3]陳佳編著.信息系統(tǒng)開發(fā)方法教程.北京：清華大學(xué)出版社

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[5]葉世勛，劉煌輝.配電自動化規(guī)劃要先行電網(wǎng)技術(shù)，2000，24（4）：19一2

[6]中國電力企業(yè)聯(lián)合會配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范.北京：中國電力出版社2002，2一6