配網(wǎng)自動化實用化模式建設及系統(tǒng)運行

程永健

摘 要：文章結(jié)合實際工作經(jīng)驗提出在系統(tǒng)建設階段注重規(guī)劃，系統(tǒng)運行階段注重維護，建立和完善管理制度和管理流程，推進配網(wǎng)自動化系統(tǒng)應用水平的提高。

關鍵詞：配網(wǎng)；自動化； 建設；規(guī)劃； 運行維護

引言

電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動化建設不僅能夠保證電力系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定安全運行，而且還使得配電系統(tǒng)實現(xiàn)了自動化運行，切實提高了配電系統(tǒng)的智能化水平。為了實現(xiàn)社會效益和經(jīng)濟效益的統(tǒng)一獲取，供電企業(yè)應該重視并做好電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動化建設的工作，圍繞電力系統(tǒng)的運行對自動化技術進行科學分析和研究。

1 系統(tǒng)建設模式

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)主要由配網(wǎng)主站、配網(wǎng)終端以及通信信道等部分組成。

配網(wǎng)主站系統(tǒng)作為配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的核心，主要功能為實現(xiàn)配電網(wǎng)的實時監(jiān)控、故障信息處理和用戶管理等。主站系統(tǒng)采集開關位置、量測數(shù)據(jù)等信息，將控制命令傳送給終端，實現(xiàn)對柱上開關等一次設備的控制。此外，主站系統(tǒng)提供與 EMS、MIS、GIS 等系統(tǒng)接口，充分利用 GIS 系統(tǒng)的圖模信息，為 MIS 等應用提供配網(wǎng)實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和配網(wǎng)描述數(shù)據(jù)。

配網(wǎng)終端設備包括開閉站終端設備 DTU、饋線終端設備 FTU、配變終端設備 TTU 及故障指示器等，主要安裝在聯(lián)絡開關、主干線分段負荷開關和分支線分界斷路器等位置，實現(xiàn)對具備隔離故障、轉(zhuǎn)移負荷功能一次設備的遙信、遙測和遙控功能。系統(tǒng)從層次結(jié)構(gòu)上具備一定的擴容裕度，根據(jù)地區(qū)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)規(guī)模，可以考慮配網(wǎng)主站和配網(wǎng)終端設備之間建立配網(wǎng)自動化子站。配網(wǎng)自動化的通信功能主要為實現(xiàn)主站與子站、子站之間、現(xiàn)場單元之間的通信，由于通信目的不同，通信方式也靈活多樣。兼顧可靠性、經(jīng)濟性和實用性原則，一般情況下配網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)采用雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)的主干以太網(wǎng)和獨立的采集網(wǎng)，鑒于地理條件、終端類型等因素使用的通信方式也不同，目前主要采用光纖、電力線載波、微波、無線通信等方式，由于配網(wǎng)自動化的通信技術仍在不斷發(fā)展，制定統(tǒng)一標準的通信解決方案目前尚難實現(xiàn)。

2 實用化模式

根據(jù)故障處理的具體形式，配網(wǎng)自動化可以分為分布智能模式和集中智能模式 2 種。

2.1 分布智能模式

分布智能模式下主站與通信系統(tǒng)的作用并不突出，主要依靠具備自動故障判斷隔離及網(wǎng)絡重構(gòu)能力的終端設備，常用 FTU 結(jié)合負荷開關或斷路器構(gòu)成的具有重合功能的分段器。分布智能模式繞開了主站和通信系統(tǒng)，成本方面存在一定優(yōu)勢，但故障處理及恢復供電時間較長，且容易對系統(tǒng)及用戶造成頻繁沖擊。由于同一線路上、下級重合器動作缺乏選擇性，需要對變電站出線開關保護定值及重合閘次數(shù)進行修改，網(wǎng)絡重構(gòu)后也需重新整定，多電源多分支的復雜網(wǎng)絡，其參數(shù)配合困難。分布智能模式對通信條件的要求較低，適合于“手拉手”線路等結(jié)構(gòu)相對簡單固定的網(wǎng)架，應用于配網(wǎng)自動化剛剛起步、基礎建設相對滯后地區(qū)。

2.2 集中智能模式

集中智能模式下，主站采集終端上報的監(jiān)測和故障信息，根據(jù)配電網(wǎng)的實時拓撲結(jié)構(gòu)，經(jīng)過分析計算判斷故障區(qū)間，并下達命令給相關的開關跳開以隔離故障區(qū)域。故障隔離后，主站考慮網(wǎng)損、過負荷等情況再次計算，確定最佳恢復方案，控制相應開關完成負荷轉(zhuǎn)供。集中智能模式將網(wǎng)絡約束和實際負荷考慮在內(nèi)，對包括多重故障在內(nèi)的特殊情況也能夠正確反映和處理，可極大提高網(wǎng)絡重構(gòu)情形下的電壓質(zhì)量。

3 建設中存在問題分析

配網(wǎng)自動化建設主要表現(xiàn)在預期與實際達成的效果相距甚遠； 投資后效益不明顯，系統(tǒng)設備運行維護力度不夠等。因此在配網(wǎng)自動化建設運行過程中，應做好“規(guī)劃”與 “維護”2 項工作。

3.1 規(guī)劃階段前瞻性與經(jīng)濟性并舉

配網(wǎng)規(guī)劃首要是一次系統(tǒng)的規(guī)劃，同時做好配網(wǎng)自動化的規(guī)劃，在規(guī)劃中既要考慮系統(tǒng)功能完善，又要考慮應用價值的實現(xiàn)。配網(wǎng)自動化建設的目標是提高供電質(zhì)量和管理效率，如果在一次網(wǎng)架不夠完善的情況下，增加自動化功能實現(xiàn)上的投入，不僅無法保證供電可靠性的提高，反而造成大量無效用的投入。因此系統(tǒng)建設前應做好配網(wǎng)結(jié)構(gòu)和負荷情況調(diào)查，且結(jié)合本地區(qū)配電網(wǎng)規(guī)劃，進行自動化系統(tǒng)建設。

3.2 系統(tǒng)建設運行抓好管理維護

配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和運行有其自身的特點，應堅持“簡單、可靠、實用、經(jīng)濟”的建設原則，統(tǒng)一設計、分步實施，必須從實際出發(fā)，有計劃、有步驟地分階段、分區(qū)域?qū)嵤圏c實施工作應根據(jù)各地區(qū)配電網(wǎng)的實際情況確定。系統(tǒng)運行過程中堅持建設和管理并重，結(jié)合配網(wǎng)自動化系統(tǒng)建設目標，建立和完善配網(wǎng)管理制度和管理流程，推進配網(wǎng)管理水平的提高。

3.3 促成不同廠家、型號設備兼容通用

由于配網(wǎng)自動化點多面廣的特點，往往同一公司使用終端設備涉及不同廠家，實際運行中，各廠家設備存在上送信息不一致，核心部件無法通用等問題，導致主站端需重復提出信號上送需求，設備故障后也只能等待相應廠家人員維修處理。在配網(wǎng)自動化運行穩(wěn)定，掌握設備運行規(guī)律后，有必要對終端設備的相關問題進行統(tǒng)一，提高不同廠家設備的兼容通用性，減小維護難度。

4系統(tǒng)運行建議

配網(wǎng)自動化是一項涵蓋電網(wǎng)運行管理與自動化、通信等新技術的工作。配電網(wǎng)本身具有點多面廣、涉及人員多、線路結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定等特點，加上計算機、信息技術更新?lián)Q代快，因此配網(wǎng)自動化系統(tǒng)運行維護工作的開展成為決定系統(tǒng)應用水平的關鍵。本文結(jié)合所在單位配網(wǎng)自動化運行情況，對系統(tǒng)應用提出建設 “三個班組”的建議。

4.1 主站維護班組

配網(wǎng)自動化涉及到通信、自動化、一次設備、調(diào)度運行等一系列相關工作，人員培養(yǎng)和管理就是一項復雜的系統(tǒng)工作。由于人員編制等方面原因的限制，目前在一些地區(qū)調(diào)控中心主站采用主網(wǎng)、配網(wǎng)合用 1 套班組的模式。該模式下，班組成員維護工作壓力大，當工作出現(xiàn)沖突時，鑒于主網(wǎng)事故的影響程度，工作重心轉(zhuǎn)移，導致配網(wǎng)專業(yè)非緊急故障難以得到及時解決。為此，建議成立專門的配網(wǎng)主站維護班組，利用系統(tǒng)培訓和工作積累培養(yǎng) 1套了解配網(wǎng)運行特點，掌握相關業(yè)務技能的班組成員，及時解決配網(wǎng)主站系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)的問題，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

4.2 GIS 繪圖班組

遵循 “源端統(tǒng)一、全局共享”原則，目前多地配網(wǎng)自動化系統(tǒng)使用的圖模依靠 GIS 系統(tǒng)導入，由熟悉現(xiàn)場接線情況的繪圖人員根據(jù) PMS 系統(tǒng)數(shù)據(jù)繪制沿布圖或環(huán)網(wǎng)圖，再通過數(shù)據(jù)總線接口對接到配網(wǎng)自動化主站系統(tǒng)。由于配網(wǎng)改造更新頻繁，圖模異動情況十分普遍，繪圖環(huán)節(jié)成為決定圖模質(zhì)量的關鍵，為此建議成立專門的 GIS 繪圖班組，有效提升圖模質(zhì)量?？紤]到配網(wǎng)終端設備點多面廣，多數(shù)情況下需各供電公司自行繪制所轄區(qū)域范圍內(nèi)的沿布圖，成立繪圖班組存在一定困難，建議對各片區(qū)繪圖人員組織經(jīng)常性的培訓，結(jié)合配調(diào)使用需求，統(tǒng)一繪圖標準、規(guī)范，減少主站端后期對圖模的維護工作量，提高圖模應用水平。

4.3 終端設備維護班組

配網(wǎng)終端設備大多安裝在戶外，承受的運行環(huán)境較惡劣，且隨配網(wǎng)一次設備分布在各個區(qū)域，這種情況一方面要求終端設備有承受惡劣環(huán)境的能力，另一方面也意味著加大設備維護人員的工作強度。在配網(wǎng)自動化開始建設階段，應考慮到日后設備維護責任問題。有些地區(qū)在配網(wǎng)自動化進入實用化之前將終端設備的維護、消缺等工作劃分到變電檢修工區(qū)，但未成立專門的維護班組，相應的維護人員實際上面臨和調(diào)度主站主、配網(wǎng)1套班組相似的情況，不利于配網(wǎng)工作的開展。為此，建議有關部門牽頭成立專門的設備維護班組，提高配網(wǎng)設備異常、故障處理的時效性。

5 結(jié)束語

綜上所述，社會經(jīng)濟及各項事業(yè)的發(fā)展需要有充足可靠的電力能源作為基礎保障，為了有效的解決因負荷日益增長而引發(fā)的電網(wǎng)故障多發(fā)的問題，必須要對電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動化建設技術予以高度的重視和深入的研究。

參考文獻

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