閔浩

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.22.042

摘 要：近年來隨著國網(wǎng)公司對城市配電網(wǎng)投資的加大，10 kV配電線路設(shè)備可靠性大大加強(qiáng)，但配網(wǎng)分支線路的運(yùn)行可靠性較低。配電網(wǎng)由于配電自動化程度低，往往配電分支線跳閘后配網(wǎng)調(diào)度員無法及時掌握，給故障隔離和恢復(fù)造成困難。該文介紹了通過建立配電SCADA系統(tǒng)的配電網(wǎng)分支線跳閘預(yù)警軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)分支線跳閘實(shí)時報警功能的方案。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng) 跳閘預(yù)警 配電自動化 軟件系統(tǒng)

中圖分類號：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）08（a）-0042-02

隨著配電網(wǎng)改造的不斷發(fā)展，10 kV配電線路設(shè)備可靠性大大加強(qiáng)，特別是10 kV配網(wǎng)干線的運(yùn)行可靠性得到極大的提高，但配網(wǎng)分支線路的用戶設(shè)備老舊、選型差、維護(hù)不力等因素，運(yùn)行可靠性較低。因此，用戶設(shè)備故障造成線路跳閘是配網(wǎng)線路故障跳閘的主要原因。線路故障跳閘后，要隔離故障分支線路段，恢復(fù)非故障線路段供電是當(dāng)務(wù)之急。在未找到明顯故障原因情況下，通常采用分段試送的方法確定故障位于哪個線路段，再逐一排查，排查效率十分低下。

1 地區(qū)配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)現(xiàn)狀

配電網(wǎng)供電方式多是利用負(fù)荷開關(guān)將線路分段，這樣既可以做到分段檢修，又可以在故障時分段跳閘，避免造成全線停電。目前通常采用配電自動化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)線路故障區(qū)段的定位、隔離，對非故障線路恢復(fù)供電，可縮小故障停電范圍，減少對用戶的停電時間，提高供電可靠性。該地區(qū)配電自動化程度仍然較低，配電自動化終端的上線低，數(shù)據(jù)可靠性差，無法達(dá)到調(diào)度員迅速判讀處理故障的要求，往往配電分支線跳閘后配網(wǎng)調(diào)度員無法及時掌握，給故障隔離和恢復(fù)造成困難。同時由于配電網(wǎng)擁有眾多的變電站、開閉所、配電變壓器及線路上的重合器、負(fù)荷開關(guān)、無功補(bǔ)償電容器等，如果僅僅利用配電自動化系統(tǒng)對這些變電站和配電設(shè)備全部進(jìn)行監(jiān)控，需要許多的配電終端或現(xiàn)場智能裝置，再把大量的深入到低壓用戶的自動讀表和控制終端包括在內(nèi)，一個配電自動化系統(tǒng)的終端節(jié)點(diǎn)數(shù)量相當(dāng)大，這樣做投資大，建設(shè)周期長，遠(yuǎn)水解不了近渴。從配電網(wǎng)的安全角度出發(fā)，及時掌握配電線路跳閘情況，可以更快地隔離故障區(qū)域；從優(yōu)質(zhì)服務(wù)角度出發(fā)，快速將故障隔離后，可以及時恢復(fù)非故障線路，保障用戶電力供應(yīng)；從科學(xué)調(diào)度角度出發(fā)，如果能充分發(fā)揮電網(wǎng)運(yùn)行和用電信息大數(shù)據(jù)的作用，幫助調(diào)度員快速反應(yīng)，科學(xué)決策。因此，在該地區(qū)建立配電網(wǎng)分支線跳閘預(yù)警系統(tǒng)具有一定的迫切性。

2 配電網(wǎng)分支線跳閘預(yù)警軟件系統(tǒng)設(shè)計

配電網(wǎng)分支線跳閘預(yù)警軟件系統(tǒng)在不增加配電二次終端硬件投資的情況下，利用現(xiàn)有的調(diào)度SCADA信息、用電信息采集系統(tǒng)中的配變信息、既有配電scada系統(tǒng)中的配電網(wǎng)信息技拓?fù)湫畔?，建立基于配電SCADA系統(tǒng)的配電網(wǎng)分支線跳閘預(yù)警軟件系統(tǒng)，由系統(tǒng)來及時判斷配電網(wǎng)的跳閘故障并進(jìn)行定位和告警。

配電SCADA系統(tǒng)是配電網(wǎng)分支線跳閘預(yù)警軟件系統(tǒng)的平臺，系統(tǒng)從調(diào)度SCADA系統(tǒng)中獲取10 kV出口斷路器信息，從營銷的用電信息管理系統(tǒng)獲取配電網(wǎng)臺區(qū)變壓器信息。

配電網(wǎng)分支線跳閘預(yù)警軟件系統(tǒng)包括接口模塊、拓?fù)淠K、負(fù)荷計算分析模塊、分支線跳閘故障定位模塊、告警模塊等。

2.1 系統(tǒng)構(gòu)架

系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1所示。

系統(tǒng)根據(jù)配電SCADA平臺提供的配電網(wǎng)一次網(wǎng)架拓?fù)湫畔?，計算出?xiàng)目中的基本單元分支線，該系統(tǒng)中的分支線定義為從配變臺區(qū)到最近一個分支開關(guān)的部分，同時也計算出每個分支線可能的10 kV電源點(diǎn)，當(dāng)配電網(wǎng)一次網(wǎng)架發(fā)生變更時，系統(tǒng)進(jìn)行計算。

系統(tǒng)實(shí)時計算分支線單元的總負(fù)荷，分支線總負(fù)荷與分支線理論負(fù)荷的差值，10 kV線路出口斷路器（即電源點(diǎn)）負(fù)荷與該線路理論負(fù)荷差值。

當(dāng)分支線負(fù)荷差值越過閥值時，判斷該分支線出現(xiàn)負(fù)荷丟失，定位該分支線出現(xiàn)跳閘。當(dāng)分支線負(fù)荷差值同相關(guān)電源點(diǎn)的負(fù)荷差值匹配度滿足閥值時，判斷是該線路出現(xiàn)負(fù)荷丟失，即該線路出現(xiàn)了分支線故障。

系統(tǒng)將分支線跳閘事件信息提供給告警模塊，由告警模塊進(jìn)行事件告警，包括事件登錄、推圖、語音告警等形式。

2.2 接口模塊

接口模塊負(fù)責(zé)從其他信息系統(tǒng)獲取需要的信息，包括從調(diào)度自動化系統(tǒng)中獲取10 kV出口斷路器的開關(guān)狀態(tài)、有功、無功、電流、電壓、出口斷路器跳閘等實(shí)時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)；從營銷的用電信息采集系統(tǒng)中獲取臺區(qū)的有功、無功、電流、電壓等準(zhǔn)實(shí)時信息。

2.3 拓?fù)淠K

拓?fù)淠K負(fù)責(zé)根據(jù)配電網(wǎng)一次網(wǎng)架信息生成分支線信息及其相應(yīng)的電源點(diǎn)信息，并在網(wǎng)架變更時進(jìn)行更新。

2.4 負(fù)荷分析模塊

負(fù)荷分析模塊負(fù)責(zé)計算分支線及電源點(diǎn)的理論總負(fù)荷和實(shí)時總負(fù)荷及其差值，理論總負(fù)荷來自該負(fù)荷前30 d的平均負(fù)荷。

2.5 分支線跳閘定位模塊

通過判斷分支線實(shí)時負(fù)荷同理論總負(fù)荷之間的差值百分比與指定閥值進(jìn)行比較，大于閥值，則判斷為分支線發(fā)生跳閘事件。

通過判斷分支線負(fù)荷差值同相應(yīng)電源點(diǎn)之間的差值百分比與指定閥值進(jìn)行比較，大于閥值，則判斷為該電源點(diǎn)相關(guān)線路發(fā)生分支線跳閘事件。

2.6 告警模塊

告警模塊負(fù)責(zé)將產(chǎn)生的分支線跳閘事件生成報警。報警內(nèi)容包括分支線在接線圖的位置、分支線對應(yīng)電源點(diǎn)等信息，報警形式包括事件登錄、推圖、語音告警等。

3 配電網(wǎng)分支線跳閘預(yù)警軟件系統(tǒng)實(shí)施

2015年9月底，系統(tǒng)開發(fā)完成后，在馬鞍山供電公司調(diào)控中心進(jìn)行了3組仿真試驗(yàn)。

仿真試驗(yàn)選取了林里變6604林新線綠洲茗苑1-1分支線進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)達(dá)到了預(yù)期效果。

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)試和試運(yùn)行，目前系統(tǒng)運(yùn)行正常，情況良好，運(yùn)行安全穩(wěn)定，采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤，判斷準(zhǔn)確無誤。

4 結(jié)語

此系統(tǒng)前期已在馬鞍山供電公司調(diào)控中心投入運(yùn)行，并且系統(tǒng)運(yùn)行情況穩(wěn)定，情況良好。

在現(xiàn)有配電自動化運(yùn)動條件下，通過充分利用現(xiàn)有各相關(guān)信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，能夠?yàn)檎{(diào)度人員提供更多的調(diào)度信息支撐。

該系統(tǒng)的研究及系統(tǒng)的成功實(shí)踐能提供較好的借鑒價值，在調(diào)控中心故障處理方面，具有較好的推廣價值和產(chǎn)業(yè)化前景。

社會效益：減少停電時間。

經(jīng)濟(jì)效益：利用該系統(tǒng)快速準(zhǔn)確地判斷配電線路的跳閘情況，減少不必要的停電時間，減少檢修費(fèi)用。

管理效益：通過該項(xiàng)目研究配電網(wǎng)分支線跳閘預(yù)警系統(tǒng)，充分利用現(xiàn)有信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)分支線跳閘故障數(shù)據(jù)分析模型。

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