電力配電監(jiān)控自動(dòng)化改造方案

趙冰杰

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活水平也在不斷地提高，對(duì)電力配電的要求也更高，在配電系統(tǒng)的運(yùn)行方面要求更加的穩(wěn)定，協(xié)調(diào)性更高。所以電力配電系統(tǒng)自動(dòng)化是當(dāng)前電力系統(tǒng)發(fā)展的主流趨勢，自動(dòng)化系統(tǒng)的工作方式更加的靈活。經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了電子配電系統(tǒng)的完善，配電系統(tǒng)中自動(dòng)化管理，在確保系統(tǒng)能安全、可靠地運(yùn)行的基礎(chǔ)上，還能夠最大程度地降低損耗，并實(shí)現(xiàn)最大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本文結(jié)合電網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀，論述了電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化和配電系統(tǒng)自動(dòng)化改造，提出如何提高電網(wǎng)配電自動(dòng)化可靠性及改造效益。

關(guān)鍵詞：配電系統(tǒng);自動(dòng)化改造;可靠性

所謂的電力配電自動(dòng)化技術(shù)主要指的是在電力系統(tǒng)的功能、信息獲取等方面都加入自動(dòng)化技術(shù)，配電智能化能夠?qū)崿F(xiàn)用戶與電力公司的直接溝通，不管是對(duì)于用戶來說還是對(duì)于電力公司來說，都是在信息的處理上增加了便捷性的因素。下文筆者分析了電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化和配電系統(tǒng)自動(dòng)化改造。

1電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化

距今為止，電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化已經(jīng)歷幾個(gè)發(fā)展階段。前期，調(diào)度員無法及時(shí)了解各個(gè)電廠或線路運(yùn)行情況，不能對(duì)其進(jìn)行直接控制。這種落后的狀況與電力系統(tǒng)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中所占的重要地位是很不相稱。

1.1電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的發(fā)展過程

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化發(fā)展的第一階段是遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)的采用。安裝在各個(gè)廠站的遠(yuǎn)動(dòng)裝置采集各機(jī)組出力、各線路潮流、各母線電壓等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及各斷路器等開關(guān)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，然后通過遠(yuǎn)動(dòng)通道傳給調(diào)度中心并直接顯示在調(diào)度臺(tái)和模擬屏上，調(diào)度員可以隨時(shí)看到這些運(yùn)行參數(shù)和系統(tǒng)的運(yùn)行方式。

第二階段是計(jì)算機(jī)在電力系統(tǒng)調(diào)度工作中的應(yīng)用?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式越來越復(fù)雜，同時(shí)，現(xiàn)代工業(yè)和人民生活對(duì)電能質(zhì)量和供電的可靠性要求越來越高，人們對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性也越加重視，為全面解決這些問題，需要對(duì)電力系統(tǒng)中大量數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用滿足了日益復(fù)雜的電力系統(tǒng)的實(shí)際需要。首先應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行電網(wǎng)離線計(jì)算，然后參與電力系統(tǒng)的安全監(jiān)視和控制，這就是監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)（SCADA）。

第三階段是在SCADA的基礎(chǔ)上，又發(fā)展為包括許多應(yīng)用功能的能量管理系統(tǒng)（EMS），基于UNIX（或PC/Windows）的開放分布式EMS系統(tǒng)，通過高級(jí)應(yīng)用軟件的快速計(jì)算和實(shí)時(shí)智能分析，幫助調(diào)度員對(duì)電網(wǎng)深層把握，及時(shí)處理電網(wǎng)可能發(fā)生的潛在問題，提供電網(wǎng)改造、擴(kuò)展的技術(shù)依據(jù)。

1.2電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)

根據(jù)所完成功能的不同，調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)可分為信息采集和執(zhí)行子系統(tǒng)、信息傳輸子系統(tǒng)、信息處理及運(yùn)行狀態(tài)的分析和控制子系統(tǒng)、人機(jī)聯(lián)系子系統(tǒng)，各部分互相配合，缺一不可。信息采集和執(zhí)行子系統(tǒng)的基本功能，是采集各種表征電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)信息。該系統(tǒng)還負(fù)責(zé)接收和執(zhí)行上級(jí)調(diào)度控制中心發(fā)出的操作、調(diào)節(jié)或控制命令。信息傳輸子系統(tǒng)提供了信息交換的橋梁，其核心是數(shù)據(jù)通道。信息處理及運(yùn)行狀態(tài)的分析和控制子系統(tǒng)是整個(gè)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的核心，以計(jì)算機(jī)為主要組成部分，完成對(duì)采集到的信息的各種分析計(jì)算及處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備的控制與操作。人機(jī)聯(lián)系子系統(tǒng)將傳輸?shù)秸{(diào)度控制中心的各類信息進(jìn)行加工處理，通過各種顯示設(shè)備、打印設(shè)備和其他輸入輸出設(shè)備，將這些實(shí)時(shí)信息提供給調(diào)度人員使用。

調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的作用或好處有以下幾方面：

（1）安全。利用顯示器可隨時(shí)監(jiān)視電網(wǎng)運(yùn)行狀況，向調(diào)度員提供有關(guān)負(fù)荷與發(fā)電情況，電壓、電流及功率潮流，電網(wǎng)頻率及穩(wěn)定極限等信息;在電網(wǎng)運(yùn)行條件出現(xiàn)重要偏差時(shí)，及時(shí)自動(dòng)告警，并指明或同時(shí)啟動(dòng)糾偏措施;當(dāng)發(fā)生事故（如解列）時(shí)，可以給出顯示，并指出解列處所，使事故得到及時(shí)處理，有助于防止事故擴(kuò)大，減少停電損失。

（2）提高運(yùn)行質(zhì)量。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)發(fā)電控制（AGC），可以自動(dòng)維持頻率合格和聯(lián)絡(luò)線功率為事先安排的預(yù)定值;實(shí)現(xiàn)無功/電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)，可顯著提高全電網(wǎng)的電壓質(zhì)量。

（3）經(jīng)濟(jì)。實(shí)現(xiàn)在線經(jīng)濟(jì)調(diào)度可以合理利用一次能源，降低全系統(tǒng)發(fā)電成本和電網(wǎng)損耗。

（4）運(yùn)行記錄自動(dòng)化。自動(dòng)記錄電網(wǎng)的正常運(yùn)行情況、事故運(yùn)行情況和事故的順序事件記錄，有助于減輕運(yùn)行人員的重復(fù)勞動(dòng)，還可用于事故分析。

2電網(wǎng)配電系統(tǒng)自動(dòng)化

2.1電網(wǎng)配電系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀

配電系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展大致可分為三個(gè)階段：自動(dòng)化開關(guān)設(shè)備相互配合;通信網(wǎng)絡(luò)、饋線終端以及后臺(tái)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使用的配電自動(dòng)化;添加自動(dòng)控制功能。

（1）自動(dòng)化開關(guān)設(shè)備相互配合階段

在該階段主要的設(shè)備為重合器以及分段器等，沒有建設(shè)有系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。主要功能是在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通過自動(dòng)開關(guān)設(shè)備的相互配合實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的故障隔離以及恢復(fù)健全區(qū)域的供電。此階段配電自動(dòng)化系統(tǒng)有較大的局限性，主要體現(xiàn)在系統(tǒng)自動(dòng)重合器與備用電源自動(dòng)投入裝置上面，其自動(dòng)化水平較低。

（2）通信網(wǎng)絡(luò)、饋線終端以及后臺(tái)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使用的配電自動(dòng)化階段

該階段的配電自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行情況的監(jiān)控，并且可以遙控實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行方式的改變，在故障發(fā)生時(shí)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理。對(duì)故障區(qū)域的隔離與健全區(qū)域的通電等也能同時(shí)用遙控功能來實(shí)現(xiàn)。

（3）添加自動(dòng)控制功能的階段

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，第三個(gè)階段在原有的第二個(gè)階段上添加了自動(dòng)控制功能。形成一個(gè)集配電地理信息系統(tǒng)、配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)、調(diào)度員仿真調(diào)度、需方管理（DSM）故障呼叫服務(wù)系統(tǒng)以及工作管理等一體化綜合控制系統(tǒng)。其主要功能：實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的自動(dòng)化運(yùn)行、電容器組的控制調(diào)節(jié)、饋線分段開關(guān)控制、用戶的負(fù)荷控制等配電網(wǎng)系統(tǒng)能夠管理的功能，現(xiàn)階段配電網(wǎng)系統(tǒng)將在此基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化與完善。

2.2電網(wǎng)配電自動(dòng)化改造

配電系統(tǒng)自動(dòng)化改造是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程，主要涉及到三個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化設(shè)計(jì)，分別為：電網(wǎng)配電自動(dòng)化主站系統(tǒng)、子站系統(tǒng)以及配電網(wǎng)自動(dòng)化終端系統(tǒng)。

結(jié)語

當(dāng)前的市場競爭激烈，對(duì)于一個(gè)電力企業(yè)來說，需要做好的一項(xiàng)工作就是增強(qiáng)配電自動(dòng)化技術(shù)的研究，在生產(chǎn)速度加快的環(huán)境下，盡可能地運(yùn)用新技術(shù)減少電網(wǎng)運(yùn)行的負(fù)荷，提高配電系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

參考文獻(xiàn)

[1]徐丙垠，李天友，薛永端.智能配電網(wǎng)與配電自動(dòng)化電力系統(tǒng)自動(dòng)化[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2016，33（17）：38-41.