張誠(chéng)

摘要： 配電自動(dòng)化在我國(guó)興起的時(shí)間較短，主要是因?yàn)槿藗兩钏降牟粩嗵岣邔?duì)電網(wǎng)的要求也更高了，相關(guān)的配電部門(mén)為了滿足用戶的需求，在工作中積極創(chuàng)新。配網(wǎng)自動(dòng)化主要是借助計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)三遙功能，即對(duì)配網(wǎng)的數(shù)據(jù)整理、監(jiān)控、調(diào)整。本文將以配網(wǎng)自動(dòng)化以及三遙功能的實(shí)現(xiàn)探索作為此次研究的主題，對(duì)具體的實(shí)現(xiàn)方式做了分析。

Abstract： Power distribution automation has a short history in China. Because people's living standards continue to improve， the requirements of the grid is also higher. In order to meet the needs of users， relevant power distribution department actively innovate in work. Distribution network automation is mainly to achieve three remote functions， that is data processing， monitoring and adjustment of distribution network through computer information technology. This article focuses on the automation of the distribution network and the realization of three remote functions， and analyzes the specific implementation ways.

關(guān)鍵詞： 配網(wǎng)自動(dòng)化；應(yīng)用；理念；三遙；探索

Key words： distribution network automation；application；concept；three remote；exploration

0 引言

配電自動(dòng)化是我國(guó)電網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展的必然產(chǎn)物。建立起先進(jìn)的、完善的、可持續(xù)發(fā)展的自動(dòng)化系統(tǒng)才能保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行，同時(shí)它也是實(shí)現(xiàn)信息管理化的重要內(nèi)容。

1 配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用以及發(fā)展趨勢(shì)

1.1 配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是為電力企業(yè)電網(wǎng)的正常運(yùn)行提供支持，通過(guò)配網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)視、決策和管理等功能來(lái)實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)的智能化系統(tǒng)。

配網(wǎng)調(diào)度智能化系統(tǒng)包括配電網(wǎng)的運(yùn)行和運(yùn)行管理兩個(gè)方面。為了達(dá)到支撐運(yùn)行的需求，在配電網(wǎng)的設(shè)計(jì)方案中要考慮這幾個(gè)設(shè)計(jì)原則：可靠性原則、安全性原則、實(shí)用性原則、維護(hù)性原則、可管理性原則。

智能化配電網(wǎng)的服務(wù)器應(yīng)根據(jù)不同出的應(yīng)用特點(diǎn)來(lái)選用與之相應(yīng)的系統(tǒng)配置和體系結(jié)構(gòu)，提供方便操作、易于管理、方便維護(hù)的界面，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的合理化、美觀化、可操作化。

1.2 配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的組成

配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)采用分布式的結(jié)構(gòu)，它的構(gòu)成部分分別是：服務(wù)器、工作站、防護(hù)設(shè)備、同步裝置、配套軟件，配套軟件服務(wù)主要是為了保障配網(wǎng)整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

1.3 配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)

實(shí)施配電和規(guī)劃自動(dòng)化系統(tǒng)的工作中，應(yīng)當(dāng)充分考慮其可靠性、安全性。如圖1是標(biāo)準(zhǔn)型配電自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

1.4 自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

①配電網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化：優(yōu)化內(nèi)容為，無(wú)功補(bǔ)償、降低線損、設(shè)備運(yùn)行無(wú)障礙、電壓合格率、供電的可靠性。

②配電自動(dòng)化系統(tǒng)的不綜合性、集成化：配電自動(dòng)化系統(tǒng)采用全面解決的方案，走向集成化道路，能最大限度的保護(hù)原有的配電投資。

③將終端設(shè)備、開(kāi)關(guān)和斷路器進(jìn)行結(jié)合，實(shí)現(xiàn)智能化開(kāi)關(guān)的趨勢(shì)。

④實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的數(shù)字通信技術(shù)，采用高速的數(shù)字傳輸，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，使用通信燈片作為該技術(shù)的支持力量，在可靠供電的前提下，將數(shù)據(jù)信號(hào)分離出來(lái)，以保證數(shù)據(jù)的私密性。

2 配電自動(dòng)化系統(tǒng)的分析

2.1 智能化終端分析

智能化的測(cè)控終端技術(shù)是在數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)上借助于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研發(fā)的具有三遙保護(hù)、靈活配置、通信和插件保護(hù)的一種新功能，具有自動(dòng)化特點(diǎn)。智能測(cè)評(píng)終端具有遙信、遙控的功能，并可以及時(shí)采集開(kāi)關(guān)的儲(chǔ)能、分合位置等動(dòng)態(tài)信息，通過(guò)對(duì)電表的配置和參數(shù)的分析實(shí)現(xiàn)遙信的雙點(diǎn)合并、靈活排序、信息上送等功能?？梢酝ㄟ^(guò)增設(shè)遙信輸入板從而擴(kuò)大對(duì)動(dòng)態(tài)信息的采集量。

2.2 開(kāi)關(guān)控制單元的分析

開(kāi)關(guān)控制器具有串口通信的功能，采用通信箱的特殊方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)的檢測(cè)。數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)站由一臺(tái)PC機(jī)測(cè)控系統(tǒng)構(gòu)成，通過(guò)采用CDMA和收集短信等方式對(duì)控制器進(jìn)行管理，并根據(jù)實(shí)際需要將控制器的CDMA模塊安裝在其內(nèi)部，便于對(duì)數(shù)據(jù)的檢測(cè)。

2.3 分段開(kāi)關(guān)的控制

分段開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)控制單元因具有站端數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和局部數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的功能所以能很快完成對(duì)配網(wǎng)故障的實(shí)時(shí)定位、供電恢復(fù)等工作，實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)的遠(yuǎn)距離操控。

3 配電自動(dòng)化三遙功能的研究

3.1 環(huán)網(wǎng)模型

環(huán)網(wǎng)開(kāi)關(guān)為手動(dòng)負(fù)荷開(kāi)關(guān)，將現(xiàn)有的開(kāi)關(guān)改為電動(dòng)操作開(kāi)關(guān)。將雅香小區(qū)采用普通的三遙系統(tǒng)，匯鑫源小區(qū)采用網(wǎng)絡(luò)式的三遙系統(tǒng)，通過(guò)配電故障的轉(zhuǎn)供、隔離，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)配合。

3.2 三遙方案的實(shí)現(xiàn)探討

智能化控制器和負(fù)荷開(kāi)關(guān)組成智能負(fù)荷開(kāi)關(guān)，并將配電網(wǎng)斷路器與智能負(fù)荷開(kāi)關(guān)進(jìn)行配合使用，最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。由配電網(wǎng)出口的斷路器將出現(xiàn)故障的電流阻斷，再由智能負(fù)荷開(kāi)關(guān)進(jìn)行電流的隔離和轉(zhuǎn)移。

改造現(xiàn)有的開(kāi)關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)式的自動(dòng)化方案。在主環(huán)網(wǎng)內(nèi)設(shè)置保護(hù)子站、借助通信光纖的通道使通信終端與保護(hù)子站進(jìn)行信息的交互工作，從而準(zhǔn)確判斷出發(fā)生故障的位置。

當(dāng)發(fā)生永久性故障后，主環(huán)網(wǎng)的負(fù)荷開(kāi)關(guān)根據(jù)保護(hù)子站提供的信息，經(jīng)斷路器保護(hù)后，直接自動(dòng)跳到故障兩側(cè)，完成自動(dòng)合閘和轉(zhuǎn)移供電的工作。

3.3 三遙系統(tǒng)的功能

要想實(shí)現(xiàn)故障定位、故障隔離、故障轉(zhuǎn)移的自動(dòng)化功能，就要采用這兩種方法：①集中式控制方式：根據(jù)子站提供的數(shù)據(jù)信息對(duì)故障做出處理。饋線終端裝置將故障信息送到子站，子站根據(jù)開(kāi)關(guān)狀態(tài)、檢測(cè)的情況來(lái)對(duì)故障位置做出判斷，并下發(fā)遙控命令，開(kāi)關(guān)跳開(kāi)故障區(qū)域，整合出現(xiàn)開(kāi)關(guān)和聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，恢復(fù)用電。這種方法適合復(fù)雜的系統(tǒng)，因?yàn)閷?duì)數(shù)據(jù)的控制是比較準(zhǔn)確的，但是需要借助先進(jìn)的硬件系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。②由于配電自動(dòng)化開(kāi)關(guān)設(shè)備性能的不斷提高，單片技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，智能饋線單元逐漸被應(yīng)用于配電自動(dòng)化系統(tǒng)中。智能化終端單元根據(jù)處理機(jī)的程序?qū)⒐收咸幚砗蟮木瘓?bào)通過(guò)SCADA系統(tǒng)傳遞給控制中心，像這種處理故障的方式就是分布式控制。傳統(tǒng)的分布式控制方式主要有自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和普通網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)組成，而且只是根據(jù)對(duì)電壓的狀態(tài)就對(duì)故障做出判斷，因此與它的準(zhǔn)確性不高。智能化的控制方式有效提高了故障處理的速度和恢復(fù)用電的速度，速度提高到秒級(jí)，準(zhǔn)確率較高。新型的分布式控制方式家主要將電壓和電流信號(hào)作為判斷故障的重要依據(jù)，這種方法有以下優(yōu)點(diǎn)：①充分考慮到出現(xiàn)故障后的過(guò)流次序，并通過(guò)制定網(wǎng)絡(luò)式的重構(gòu)方案，使參數(shù)不受聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的影響。②進(jìn)行智能負(fù)荷組網(wǎng)時(shí)，開(kāi)關(guān)將故障做自動(dòng)隔離并重構(gòu)工作，能在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)線路的用電。③采用殘壓檢測(cè)方法使開(kāi)關(guān)調(diào)到負(fù)荷側(cè)，避免了另一側(cè)電源向故障位置轉(zhuǎn)移。④在通信條件允許的情況下，升級(jí)為協(xié)作模式，有效減少了線路的沖擊。

傳統(tǒng)的配網(wǎng)系統(tǒng)其實(shí)是一個(gè)獨(dú)立的保護(hù)系統(tǒng)，因?yàn)樗粰z測(cè)自身的電流，不關(guān)心相鄰開(kāi)關(guān)的情況，這樣就會(huì)造成相鄰配合困難的問(wèn)題。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)之間的寫(xiě)作保護(hù)，并且能對(duì)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)、判別的情況、開(kāi)關(guān)狀態(tài)等實(shí)現(xiàn)信息共享，達(dá)到了不同裝置之間的更好配合，真正實(shí)現(xiàn)了配電系統(tǒng)保護(hù)的快速性。

4 智能控制方式的應(yīng)用

智能控制方式可以根據(jù)實(shí)際情況，采用相應(yīng)的控制方式，充分發(fā)揮出分布式智能的可靠性，迅速將故障進(jìn)行隔離，以便于減少停電范圍并及時(shí)恢復(fù)用電。在SCADA允許的情況下相關(guān)人員可以實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的監(jiān)控。具體方法如下：①?zèng)]有通信道路的條件下，依靠分布式智能，自行控制故障的位置，并對(duì)故障做出隔離。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是，操作方便、靈活性強(qiáng)、耗費(fèi)的時(shí)間短。②在通信道路條件下，配電終端進(jìn)行信息交流、互換，從而更快的對(duì)故障進(jìn)行隔離，迅速恢復(fù)用電。此過(guò)程不需要主站參與。③斷路器和配電終端進(jìn)行配合時(shí)，由于在串聯(lián)環(huán)網(wǎng)的環(huán)境下，可以讓故障直接迅速跳閘，不需要變電站和上級(jí)的輔助，以此保證了配電網(wǎng)的快速性。④負(fù)荷開(kāi)關(guān)與配電終端配合時(shí)，變電站的出口開(kāi)關(guān)讓激勵(lì)故障最近的電源迅速跳閘，使得故障前段的電流不受故障的影響。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，配電網(wǎng)自動(dòng)化是一項(xiàng)較為復(fù)雜的長(zhǎng)期性的系統(tǒng)，在配電過(guò)程中始終堅(jiān)持可靠、安全、經(jīng)濟(jì)的原則，從配電網(wǎng)的實(shí)際情況出發(fā)，統(tǒng)一設(shè)計(jì)，分區(qū)域執(zhí)行，具體實(shí)施，實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)配合，第一時(shí)間內(nèi)對(duì)故障做出判斷并快速解決。科學(xué)的對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行成本做出評(píng)估，提高配電自動(dòng)化系統(tǒng)的產(chǎn)出效益。

參考文獻(xiàn)：

[1][2]洪海強(qiáng).配網(wǎng)自動(dòng)化及其三遙功能的實(shí)現(xiàn)探討[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2016（5）：121-122.

[3]陳豪.解析配網(wǎng)自動(dòng)化及通信系統(tǒng)規(guī)劃[J].通訊世界，2014（18）：91-92.

[4]管瑞忠.探析配網(wǎng)自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2013（28）. 中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）17-0120-02