關(guān)于配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用分析

摘 要：針對配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用相關(guān)內(nèi)容，做了簡單的論述，提出了相應(yīng)的措施。智能化是電網(wǎng)發(fā)展的主要方向，配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)是發(fā)展必經(jīng)之路。現(xiàn)結(jié)合具體實(shí)踐，總結(jié)配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及應(yīng)用把控要點(diǎn)，共享給行業(yè)人員。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；自動化；系統(tǒng)設(shè)計(jì)；系統(tǒng)應(yīng)用

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）17-0106-02

前 言

近年來，我國不斷加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度，配電網(wǎng)建設(shè)取得了不錯的進(jìn)步，配電網(wǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，運(yùn)行管理難度也不斷加大，對配電網(wǎng)供電的可靠性，有著更高的要求，要求進(jìn)一步提升配電網(wǎng)自動化水平，完善和優(yōu)化配網(wǎng)結(jié)構(gòu)。國家十三五規(guī)劃中，明確提出了配電網(wǎng)自動化建設(shè)的目標(biāo)?；诖耍疃确治龃苏n題，提出系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用策略，為后續(xù)工程的開展，提供有力的保證，有著重要的意義。

1 配電網(wǎng)自動化發(fā)展趨勢

從發(fā)展角度來說，配電網(wǎng)自動化主要朝向以下方向發(fā)展：①集成化、智能化、綜合化。早期的配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)，采取的是單項(xiàng)自動化系統(tǒng)，大部分要求難以滿足。而且配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中，設(shè)置了大量的設(shè)備和子系統(tǒng)，各個(gè)功能和子系統(tǒng)之間，有著一定的關(guān)聯(lián)。這需要配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采取全面解決方法，走集成道路，提升系統(tǒng)綜合化和智能化水平。②主站一體化?；谥髡疽惑w化的配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)，其集成了數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)以及管理信息系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)了信息共享。

2 配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐分析

結(jié)合某配電網(wǎng)工程，對配電網(wǎng)自動化設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。此電網(wǎng)為架空線網(wǎng)，采用多分段、多聯(lián)絡(luò)接線形式的架空網(wǎng)絡(luò)。主要包括2座開閉站、6座配電室、2座箱變，考慮到配電網(wǎng)點(diǎn)多而且覆蓋面廣，電網(wǎng)基礎(chǔ)薄弱，運(yùn)行過程中，極易發(fā)生安全事故?；诖?，提出使用配電網(wǎng)自動化。

2.1 系統(tǒng)組成

此配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)，為三層結(jié)構(gòu)，如圖1所示。在運(yùn)行時(shí)，配電網(wǎng)主站層具體負(fù)責(zé)整個(gè)10kV及以下線路和設(shè)備等的運(yùn)行監(jiān)控以及管理工作；子站層主要負(fù)責(zé)和配網(wǎng)主站通信，保證信息實(shí)時(shí)傳達(dá)，使得數(shù)據(jù)信息集中，便于通信系統(tǒng)建設(shè)以及優(yōu)化；終端層具體負(fù)責(zé)線路和配電室等的數(shù)據(jù)采集以及控制。一般來說，配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的組成，具體包括SACDA以及配網(wǎng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)等。其中，SCADA系統(tǒng)運(yùn)行，負(fù)責(zé)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控以及運(yùn)行管理；而配電管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)配電生產(chǎn)涉及的工作以及流程等的管理。

2.2 配網(wǎng)自動化主站建設(shè)

此配電網(wǎng)自動化建設(shè)工程，使用的是110k及以下配電網(wǎng)調(diào)度生產(chǎn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，為集成化系統(tǒng)，具有電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控功能、輔助決策功能和計(jì)算分析功能等，融合了配電網(wǎng)綜合業(yè)務(wù)需求，比如調(diào)度運(yùn)行和變電站集中監(jiān)控等，為電網(wǎng)調(diào)控一體化管理模式的實(shí)施，提供了技術(shù)支撐。具體情況如下：①應(yīng)用功能?；赟ACDA，集成了DA和DPAS以及分布式電源接入等，實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行動態(tài)監(jiān)視以及數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集和分析等需求[1]。在實(shí)際應(yīng)用中，能夠快速檢測配電網(wǎng)運(yùn)行故障，進(jìn)行故障快速定位和隔離，及時(shí)恢復(fù)供電。②性能指標(biāo)。配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)建設(shè)，遙信變化傳送時(shí)間不能大于2s、遙測變化信息傳送時(shí)間不可以超過3s、事故自動推畫面時(shí)間不可以超過4s、單次狀態(tài)估計(jì)計(jì)算時(shí)間不可以超過3s，單次潮流計(jì)算時(shí)間不可以超過4s。

2.3 自動化終端配置

對于開閉站自動化終端，在配置時(shí)，堅(jiān)持以下原則：①不帶低壓負(fù)荷的開閉站，使用保護(hù)管理機(jī)，實(shí)現(xiàn)自動化管理功能。②帶低壓負(fù)荷的開閉站，結(jié)合運(yùn)用DTU以及保護(hù)管理機(jī)，最終實(shí)現(xiàn)自動化管理功能，在實(shí)際運(yùn)行中，保護(hù)管理機(jī)主要負(fù)責(zé)傳送采集的信息，由DTU負(fù)責(zé)接收，剩余信息由DTU直接采集或者結(jié)合站點(diǎn)實(shí)際情況，從測量裝置中獲取。③站內(nèi)直流使用DTU，提供DC110V電源以及DC220V電源[2]。

對于配電室以及箱變，進(jìn)行自動化終端配置，要堅(jiān)持以下原則：①結(jié)合使用DTU以及故障指示器，實(shí)現(xiàn)自動化功能。②利用DTU，實(shí)現(xiàn)信息采集。③利用網(wǎng)絡(luò)表，進(jìn)行低壓出線電流以及故障信息的采集。④終端電源模塊應(yīng)該提供24V直流輸出電源，為通信設(shè)備供電或者蓄電池充電。⑤對于配電室內(nèi)部的DTU，采取室內(nèi)組屏方式進(jìn)行安裝。對于箱變中的DTU，其具有遙控功能和遙測功能以及遙信功能，采取水平放置安裝的方式，只具備遙信功能的DTU，采取懸掛式安裝方式。

對于用戶分界負(fù)荷開關(guān)，進(jìn)行自動化終端配置時(shí)，要堅(jiān)持以下原則：①架空線路的此類開關(guān)，使用控制器，實(shí)現(xiàn)自動化控制。利用控制器，實(shí)現(xiàn)開關(guān)位置信息以及故障動作信號采集。②正常狀態(tài)下，利用用戶分界負(fù)荷開關(guān)，給控制器供電。

2.4 通信系統(tǒng)

此配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案中，采取的通信方式，主要包括光纖通信方式以及無線公網(wǎng)通信方式。具體設(shè)計(jì)方案如下：光纖通信方式。利用PON技術(shù)和工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)。其中，無源光網(wǎng)絡(luò)中，變電站到開閉站隨著電力路徑，鋪設(shè)24芯光纜，在變電站側(cè)，設(shè)置OLT。開閉站設(shè)置ONU；ODN布置在光纜匯聚節(jié)點(diǎn)。變電站和開閉站都設(shè)置工業(yè)級以太網(wǎng)交換機(jī)。因?yàn)轫?xiàng)目建設(shè)區(qū)域擁有無線公網(wǎng)信息采集通信平臺，可以滿足配網(wǎng)信息采集以及用電信息采集等實(shí)際需求，因此此工程設(shè)計(jì)，只針對不具有光纜敷設(shè)條件的箱變以及配電室等，使用無線公網(wǎng)通信方式，在自動化終端，設(shè)置無線通信模塊，經(jīng)過虛擬專網(wǎng)，發(fā)送到公司通信網(wǎng)，再轉(zhuǎn)發(fā)給調(diào)度中心[3]。

3 配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)應(yīng)用策略

從持續(xù)發(fā)展的角度來說，配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的應(yīng)用，要堅(jiān)持整體協(xié)調(diào)以及戰(zhàn)略超前的原則，以智能調(diào)度一體化、打造堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)為設(shè)計(jì)和應(yīng)用目標(biāo)，提升配電網(wǎng)系統(tǒng)的自動化水平，保證供電服務(wù)的質(zhì)量。在具體應(yīng)用中，要做好以下內(nèi)容的把控：

3.1 改造配電自動化設(shè)備

具體包括以下內(nèi)容：①環(huán)網(wǎng)改造。結(jié)合城市網(wǎng)架線路實(shí)際情況，對于能夠達(dá)到N-1要求的環(huán)網(wǎng)，可以不進(jìn)行改造。根據(jù)自動化覆蓋率情況，通過對一次設(shè)備或者其他設(shè)備，進(jìn)行自動化升級，比如加裝電動機(jī)構(gòu)或者故障指示器等，保證自動化覆蓋率達(dá)到100%。②自動化開關(guān)改造[4]。配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的應(yīng)用，多是基于SCADA設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，而部分電網(wǎng)使用的開關(guān)柜，難以實(shí)現(xiàn)SCADA功能，因此可采取假裝電動操作機(jī)構(gòu)和控制器等方式，實(shí)現(xiàn)和主站連接。③開關(guān)站PT和CT配置。對于開關(guān)站，采取進(jìn)線三遙、出線兩遙的方式進(jìn)行升級，實(shí)現(xiàn)三遙功能，對進(jìn)線開關(guān)，設(shè)置三相保護(hù)CT；對出線開關(guān)；設(shè)置三相測量CT。

3.2 合理應(yīng)用配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)

對于配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及建設(shè)，采取多種通訊方式，控制電源提取，做好網(wǎng)線和設(shè)備等的改造，積極構(gòu)建管理平臺，提升系統(tǒng)功能水平。配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠起到以下作用：①使得網(wǎng)架更加堅(jiān)強(qiáng)。實(shí)施此系統(tǒng)，使得線路平均分段數(shù)得以增加，極大程度上增強(qiáng)了電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性，使得運(yùn)行方式更加靈活，縮短了平均供電半徑，使得網(wǎng)架更加堅(jiān)強(qiáng)。②提升設(shè)備健康運(yùn)行水平。在配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)建設(shè)中，通過自動化改造，更新了設(shè)備，提高其抵御自然災(zāi)害的整體能力，增強(qiáng)了電網(wǎng)運(yùn)行的安全性以及穩(wěn)定性。在后期使用中，要注重設(shè)備維修和養(yǎng)護(hù)，使得配電網(wǎng)自動化能夠更好的適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展[5]。

4 結(jié)束語

綜上所述，配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用，能夠提升電網(wǎng)的性能。文中分析了系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用，明確了配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的安全運(yùn)行，能夠提升電能質(zhì)量，提升供電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性以及穩(wěn)定性，為人們提供更為優(yōu)質(zhì)的電力服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2018-5-15

作者簡介：詹志敏（1967-），男，技師，大專，主要從事電力配電網(wǎng)工作。