摘要:配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)是對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)視和控制的先進(jìn)技術(shù),是電力系統(tǒng)提高供電可靠性最直接有效的技術(shù)手段之一,也是未來(lái)電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。文章主要介紹了配網(wǎng)自動(dòng)化的相關(guān)概念、發(fā)展階段和組成部分,并對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行了展望。
關(guān)鍵詞:配網(wǎng)自動(dòng)化;技術(shù)系統(tǒng)
一、配電網(wǎng)自動(dòng)化概念
1、配電自動(dòng)化系統(tǒng)
從電源側(cè)(輸電網(wǎng)和發(fā)電設(shè)施)接受電能,再分配給各終端用戶的電力網(wǎng)絡(luò)成為配電網(wǎng)。
配電自動(dòng)化(DA,Distribution.Automation)以一次網(wǎng)架和設(shè)備為基礎(chǔ),以配電自動(dòng)化系統(tǒng)為核心,綜合利用多種通信方式,實(shí)現(xiàn)對(duì)配電系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)與控制,并通過(guò)與相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)的信息集成,實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的科學(xué)管理。
配電自動(dòng)化系統(tǒng)(DAS,Distribution.Automation.System)是利用現(xiàn)代電子、計(jì)算機(jī)、通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù),將配電網(wǎng)在線數(shù)據(jù)和離線數(shù)據(jù)、配電網(wǎng)數(shù)據(jù)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,構(gòu)成完整的自動(dòng)化系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)及其設(shè)備正常運(yùn)行及事故狀態(tài)下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制、用電和配電管理的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。
2、配電網(wǎng)自動(dòng)化的意義
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們生活水平的提高,社會(huì)對(duì)電力的需求日益旺盛,用電量也在飛速增長(zhǎng),同時(shí)大家對(duì)電力的可靠性和供電質(zhì)量也提出更高的要求。由于要使電力系統(tǒng)提供可靠的電力支持就需要配電自動(dòng)化,這也是適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。首先,它有利于有效監(jiān)控配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況,保證電力有效傳輸,促使電力運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)更加優(yōu)化;第二是當(dāng)配電系統(tǒng)出現(xiàn)某些故障時(shí),能快速方便地查出發(fā)生區(qū)域和出現(xiàn)異常情況,并迅速采取有效措施,及時(shí)修復(fù),節(jié)約大家的時(shí)間;第三,它能有效地改善電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展;第四,它可以有效地控制用電負(fù)荷,防止設(shè)備過(guò)度使用,提高電力設(shè)備的使用時(shí)間;第五,它可以提供自動(dòng)抄表計(jì)費(fèi),并為用戶提供自動(dòng)化的用電信息服務(wù)等。
二、配電網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展階段
國(guó)外的配電自動(dòng)化的發(fā)展經(jīng)歷了從各種單項(xiàng)自動(dòng)化林立,向開(kāi)放式、一體化和集成化的綜合自動(dòng)化方向發(fā)展的過(guò)程,已經(jīng)具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模,并帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。目前我國(guó)配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展水平也越來(lái)越快,應(yīng)用覆蓋面也越來(lái)越廣。配網(wǎng)自動(dòng)化經(jīng)歷了三個(gè)階段的發(fā)展:
第一階段是基于自動(dòng)化開(kāi)關(guān)設(shè)備相互配合的配電自動(dòng)化階段,使用的主要設(shè)備為重合器和分段開(kāi)關(guān),那時(shí)還沒(méi)有建立通信網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng),當(dāng)時(shí)的作用是在故障時(shí)通過(guò)自動(dòng)化開(kāi)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。這是一個(gè)程度較低的配電自動(dòng)化系統(tǒng)。
第二階段的配電自動(dòng)化系統(tǒng)是基于通信網(wǎng)絡(luò)、饋線終端單元(FTU)和后臺(tái)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的配電自動(dòng)化系統(tǒng),它在配電網(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)能夠及時(shí)察覺(jué),并由調(diào)度員通過(guò)遙控隔離故障區(qū)域和恢復(fù)健全區(qū)域供電。
第三階段的配電自動(dòng)化系統(tǒng),它是在第二階段的配電自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,增加了閉環(huán)自動(dòng)控制功能,由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成故障處理等功能。第三階段的配電自動(dòng)化系統(tǒng)的另一個(gè)特征是形成了集配電網(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)和工作票管理等一體化的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。
三、配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)組成
配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)視和控制的自動(dòng)化系統(tǒng),具備配電SCADA、饋線自動(dòng)化、電網(wǎng)分析應(yīng)用及與相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)互連等功能,一般由下列層次組成:配電主站、配電子站(可選配)、配電遠(yuǎn)方終端和通信網(wǎng)絡(luò)。
1、配電主站位于調(diào)度中心,配電子站部署于110kV/35kV變電站,子站負(fù)責(zé)與所轄區(qū)域DTU、TTU、FTU等電力終端設(shè)備通信,主站負(fù)責(zé)與各個(gè)子站之間通信。
2、配電終端主要分為饋線終端、配變終端和開(kāi)閉所終端
(1)饋線終端設(shè)備(FTU)
FTU.是裝設(shè)在饋線開(kāi)關(guān)旁的開(kāi)關(guān)監(jiān)控裝置。它主要是戶外的柱上開(kāi)關(guān),比如說(shuō)10kV線路上的斷路器、負(fù)荷開(kāi)關(guān)、分段開(kāi)關(guān)等。
(2)配變終端設(shè)備(TTU)
TTU的主要作用是用來(lái)監(jiān)測(cè)并記錄配電變壓器運(yùn)行狀況,根據(jù)低壓側(cè)三相電壓、電流采樣值,每隔1~2分鐘計(jì)算一次電壓有效值、電流有效值、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、有功電能、無(wú)功電能等運(yùn)行參數(shù),記錄并保存一段時(shí)間。配網(wǎng)主站通過(guò)通信系統(tǒng)定時(shí)讀取TTU測(cè)量值及歷史記錄,及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器過(guò)負(fù)荷及停電等運(yùn)行問(wèn)題,根據(jù)記錄數(shù)據(jù),統(tǒng)計(jì)分析電壓合格率、供電可靠性以及負(fù)荷特性,并為負(fù)荷預(yù)測(cè)、配電網(wǎng)規(guī)劃及事故分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。TTU由配變低壓側(cè)直接變壓整流供電,不配備蓄電池。
(3)開(kāi)閉所終端設(shè)備(DTU)
DTU一般安裝在常規(guī)的開(kāi)閉所(站)、戶外小型開(kāi)閉所、環(huán)網(wǎng)柜、小型變電站、箱式變電站等處,完成對(duì)開(kāi)關(guān)設(shè)備的位置信號(hào)、電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、電能量等數(shù)據(jù)的采集與計(jì)算,對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行分合閘操作,實(shí)現(xiàn)對(duì)饋線開(kāi)關(guān)的故障識(shí)別、隔離和對(duì)非故障區(qū)間的恢復(fù)供電。
四、配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)展望
在配電網(wǎng)絡(luò)實(shí)施自動(dòng)化技術(shù)之后,很大程度減小運(yùn)行維護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高勞動(dòng)效率,使運(yùn)行人員對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)掌握得更全面更快捷,為供電企業(yè)創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。但是,目前配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化技術(shù)仍然存在的很多問(wèn)題。如對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化的認(rèn)識(shí)和定位不清楚、對(duì)配電自動(dòng)化系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一細(xì)致的規(guī)劃、簡(jiǎn)單地將饋線自動(dòng)化等同于配電自動(dòng)化、容易套用調(diào)度自動(dòng)化的建設(shè)思路等。針對(duì)這些問(wèn)題,企業(yè)在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的配置和實(shí)施過(guò)程中,要根據(jù)自身的實(shí)際情況,以強(qiáng)調(diào)監(jiān)測(cè)、慎選控制、突出管理、分步到位和力求實(shí)用為原則,穩(wěn)步有序進(jìn)行。(作者單位:河南省鄢陵縣電業(yè)公司)
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