淺析配電自動(dòng)化系統(tǒng)

李闖

摘 要：配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性好、自動(dòng)化水平高、管理功能強(qiáng)之特點(diǎn)，能提高供電可靠性和電能質(zhì)量、改善對(duì)用戶的服務(wù)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性和良好的社會(huì)綜合效益。因此，開發(fā)出技術(shù)先進(jìn)、功能實(shí)用的配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)是大家共同的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：配電自動(dòng)化；效益；發(fā)展方向

1 前言

如何使配電自動(dòng)化系統(tǒng)適應(yīng)電力市場(chǎng)環(huán)境的要求，并通過實(shí)施配電系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化來降低供電企業(yè)的運(yùn)行成本，同時(shí)提高對(duì)客戶的服務(wù)質(zhì)量，將成為今后供電企業(yè)和科研工作者共同關(guān)注的問題。作者結(jié)合實(shí)踐工作分析配電自動(dòng)化技術(shù)特點(diǎn)和管理系統(tǒng)注意的問題，并對(duì)其發(fā)展方向做簡(jiǎn)述。

2 配電網(wǎng)自動(dòng)化的特點(diǎn)和要求

2.1 終端設(shè)備工作環(huán)境

對(duì)于輸電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的終端設(shè)備，一般安裝在變電站里，運(yùn)行環(huán)境溫度在0～55℃范圍，但是配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中，有大量的終端設(shè)備是安裝在室外的，滿足設(shè)備運(yùn)行性能指標(biāo)要求的環(huán)境溫度在25～65℃范圍，濕度要求為95%。此外，還要滿足防風(fēng)雨、散熱、防雷電等技術(shù)要求。

2.2 可靠性

對(duì)于配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中的終端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)方控制非常頻繁，因此對(duì)其可靠性要求很高。

2.3 組網(wǎng)

配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的測(cè)控對(duì)象為進(jìn)線變電站、配電變電所、10kV開閉所、分段開關(guān)、并聯(lián)補(bǔ)償電容器用戶電能表和重要負(fù)荷等，因此站點(diǎn)一般會(huì)有成百上千甚至上萬個(gè)之多。在這種條件下，不僅對(duì)系統(tǒng)的組織帶來較大的困難，而且在配電網(wǎng)自動(dòng)化中心的計(jì)算機(jī)上處理的信息量也十分龐大。

2.4 配套

需要與配電網(wǎng)的改造配套進(jìn)行，例如配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)化、配電線分段化等。沒有配電網(wǎng)的科學(xué)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，配電網(wǎng)自動(dòng)化的系統(tǒng)、組織方式也難以確定。

3 配電自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 基于自動(dòng)化開關(guān)設(shè)備相互配合的配電自動(dòng)化階段

主要設(shè)備為重合器和分段器等，不需要建設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其主要功能是在故障時(shí)通過自動(dòng)化開關(guān)設(shè)備相互配合實(shí)現(xiàn)故障隔離和健全區(qū)域恢復(fù)供電。這一階段的配電自動(dòng)化系統(tǒng)局限在自動(dòng)重合器和備用電源自動(dòng)投入裝置自動(dòng)化程度較低，具體表現(xiàn)在：①僅在故障時(shí)起作用，正常運(yùn)行時(shí)不能起監(jiān)控作用，不能優(yōu)化運(yùn)行方式；②調(diào)整運(yùn)行方式后，需要到現(xiàn)場(chǎng)修改定值；③恢復(fù)健全區(qū)域供電時(shí)，無法采取安全和最佳措施；④隔離故障時(shí)需要經(jīng)過多次重合，對(duì)設(shè)備沖擊很大。這些系統(tǒng)目前仍大量應(yīng)用。

3.2 基于通信網(wǎng)絡(luò)、饋線終端單元和后臺(tái)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的配電自動(dòng)化系統(tǒng)

在配電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)也能起到監(jiān)視配電網(wǎng)運(yùn)行狀況和遙控改變運(yùn)行方式的作用，故障時(shí)能及時(shí)察覺，并由調(diào)度員通過遙控隔離故障區(qū)域和恢復(fù)健全區(qū)域供電。

3.3 增加了自動(dòng)控制功能

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了第三階段的配電自動(dòng)化系統(tǒng)。在第二階段的配電自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了自動(dòng)控制功能，形成了集配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)、配電地理信息系統(tǒng)、需方管理（DSM）、調(diào)度員仿真調(diào)度、故障呼叫服務(wù)系統(tǒng)和工作票管理等于一體化的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，形成了集變電所自動(dòng)化、饋線分段開關(guān)測(cè)控、電容器組調(diào)節(jié)控制、用戶負(fù)荷控制和遠(yuǎn)方抄表等系統(tǒng)于一體的配電網(wǎng)管理系統(tǒng)（DMS），功能多達(dá)140余種?，F(xiàn)階段的配電自動(dòng)化以此為目標(biāo)建設(shè)和完善。

4 配電自動(dòng)化管理系統(tǒng)所產(chǎn)生的效益

4.1 提高供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益

通過自動(dòng)化和規(guī)范化管理，大大提高了配電生產(chǎn)管理部門的工作效率，從而促進(jìn)服務(wù)質(zhì)量和企業(yè)經(jīng)營(yíng)效益的大幅度提高；配電生產(chǎn)管理系統(tǒng)的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，避免了配電設(shè)備及工器具的漏檢、漏查，從而避免了不應(yīng)有的經(jīng)濟(jì)損失；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化管理，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)資源的高效利用，大大降低了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的總費(fèi)用投入；統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集功能的實(shí)現(xiàn)，避免了生產(chǎn)管理單位重復(fù)錄入數(shù)據(jù)，減少了人力資源的浪費(fèi)，避免了由于數(shù)據(jù)大量冗余而購置和占用大量存儲(chǔ)設(shè)備，達(dá)到了節(jié)約增效的目的，直接降低了企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理的成本。

4.2 提高企業(yè)服務(wù)質(zhì)量

通過配電網(wǎng)的自動(dòng)化管理，降低了事故率，提高了事故處理效率，提高了電網(wǎng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性，為電力行業(yè)的優(yōu)質(zhì)服務(wù)打下了基礎(chǔ)；對(duì)用戶的故障報(bào)修能夠做出準(zhǔn)確和及時(shí)反應(yīng)，大大縮短了到場(chǎng)及現(xiàn)場(chǎng)檢修時(shí)間，提高了企業(yè)服務(wù)的質(zhì)量。

4.3 提高綜合業(yè)務(wù)效率

對(duì)配電信息進(jìn)行統(tǒng)一采集、加工、處理，減少冗余環(huán)節(jié)，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率；利用網(wǎng)絡(luò)傳送業(yè)務(wù)信息、工作單自動(dòng)傳送，減少了手工操作、實(shí)現(xiàn)無紙化作業(yè)；全面、及時(shí)地掌握配電生產(chǎn)管理信息綜合數(shù)據(jù)，使業(yè)務(wù)處理工作達(dá)到準(zhǔn)確、及時(shí)和高效；簡(jiǎn)化業(yè)務(wù)處理過程，降低出錯(cuò)率；便于實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)處理時(shí)限考核及工作質(zhì)量管理時(shí)限考核；提供綜合信息管理所需配電業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，便于建立計(jì)算機(jī)輔助決策系統(tǒng)。

5 配電自動(dòng)化管理系統(tǒng)必須注意的問題

5.1 規(guī)劃和建設(shè)好配電網(wǎng)架

規(guī)劃和建設(shè)好配電網(wǎng)架，是實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)的基本條件。常用的配網(wǎng)接線有樹狀、放射狀、網(wǎng)狀、環(huán)網(wǎng)狀等形式，其中環(huán)網(wǎng)接線是配網(wǎng)最常用的一種形式。將配電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)化，并將10kV饋線進(jìn)行適當(dāng)合理的分段；保證在事故情況下，110kV變電容量、10kV主干線和10kV饋線有足夠的轉(zhuǎn)移負(fù)荷的能力。

5.2 加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)，統(tǒng)籌安排，分步實(shí)施

配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用，是從傳統(tǒng)的管理方式向現(xiàn)代化管理方式的飛躍，其涵蓋的內(nèi)容十分廣泛，涉及諸多部門，為此，必須加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)，統(tǒng)一規(guī)劃，因地制宜，分步實(shí)施，以實(shí)現(xiàn)最佳的投入產(chǎn)出比。

5.3 解決好實(shí)時(shí)系統(tǒng)與管理系統(tǒng)的一體化問題

由于配電自動(dòng)化涉及的一次設(shè)備成本較大，目前一般僅限于重要區(qū)域的配網(wǎng)使用，而AM/FM/GIS則可在全部配網(wǎng)使用。所謂一體化，就是指GIS作為計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)平臺(tái)的一個(gè)組成部分，整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和數(shù)據(jù)（包括圖形數(shù)據(jù)）的一致性得以保證，使得SCADA和AM/FM/GIS通過一個(gè)圖形用戶界面集成在一起，從而提高系統(tǒng)的效率和效益。

6 配電自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)

6.1 集成的配電管理系統(tǒng)DMS傳統(tǒng)的配電自動(dòng)化

就是由一些單項(xiàng)、分散的多島自動(dòng)化所組成，功能相互重疊、數(shù)據(jù)不能共享、通道不能借用、功能不能互補(bǔ)。借助計(jì)算機(jī)通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)把單項(xiàng)自動(dòng)化系統(tǒng)相互連接起來，例如將配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控（SCADA）、負(fù)荷管理（LM）和管理信息系統(tǒng)（MIS）通過少量接口轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)互聯(lián)而組成一個(gè)混合系統(tǒng)。解決問題的最佳途徑，即遵循“開放系統(tǒng)”最大限度地保護(hù)用戶原有硬軟件投資的原則，采用開放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（OSA），實(shí)現(xiàn)多應(yīng)用系統(tǒng)產(chǎn)品廠家系統(tǒng)集成的道路。

6.2 配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行

電力市場(chǎng)的不斷完善迫使電力企業(yè)以效益為目標(biāo)，把工作重心轉(zhuǎn)移到效率管理、降低成本和為用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)上。這使得供電企業(yè)必須不斷地分析電網(wǎng)的運(yùn)行性能、制定電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行的方案。

7 結(jié)語

配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)是利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將配電網(wǎng)實(shí)時(shí)信息、離線信息、用戶信息、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)、地理信息進(jìn)行集成，構(gòu)成完整的自動(dòng)化管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)正常運(yùn)行及事故情況下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制和配電管理，也是實(shí)時(shí)的配電自動(dòng)化與配電管理系統(tǒng)集成為一體的系統(tǒng)。