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        淺談配電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)綜合智能告警

        2020-01-19 16:07:33王海燕
        中國設(shè)備工程 2020年22期
        關(guān)鍵詞:配電網(wǎng)區(qū)域智能

        王海燕

        (國網(wǎng)寧夏電力公司吳忠供電公司,寧夏 吳忠 751100)

        本文描述了配電管理系統(tǒng)(IDMS)平臺(tái)與配電自動(dòng)化(DA)系列自動(dòng)化饋線開關(guān)和故障中斷裝置之間的智能告警。IDMS能夠聚合所有本地和中央情報(bào),而DA設(shè)備能夠主動(dòng)管理和糾正現(xiàn)場故障。該集成解決方案結(jié)合了使用分布式智能對(duì)系統(tǒng)狀況的快速、實(shí)時(shí)響應(yīng)、使用區(qū)域控制的小區(qū)域優(yōu)化、以及企業(yè)級(jí)應(yīng)用程序的總體系統(tǒng)級(jí)視圖和廣域優(yōu)化。這是該行業(yè)向前邁出的重要一步,因?yàn)樗且粋€(gè)真正的集成解決方案,而不僅僅是一個(gè)可互操作的解決方案,增強(qiáng)了操作員的可用性和態(tài)勢感知能力。通過提供一個(gè)集成的解決方案,電力公司現(xiàn)在能夠部署智能電網(wǎng)技術(shù),并確信這些技術(shù)的真正價(jià)值正在被資本化,以提高最終用戶對(duì)電網(wǎng)可靠性的滿意度。

        1 配電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)綜合智能告警的應(yīng)用背景

        智能電網(wǎng)的引入,使配電事業(yè)穩(wěn)步增加了智能現(xiàn)場設(shè)備在配電饋線上的部署,提高了可靠性,優(yōu)化了配電網(wǎng)的效率。其中一些部署仍處于早期階段,而另一些部署則是在對(duì)配電業(yè)務(wù)進(jìn)行徹底論證后全面展開的。隨著這些各自功能的擴(kuò)展,設(shè)備與中央控制系統(tǒng)(IDMS)之間的數(shù)據(jù)流和雙向通信交換也相應(yīng)增加。與此同時(shí),公用設(shè)施還在其控制室中部署先進(jìn)的網(wǎng)格優(yōu)化和管理解決方案,以便更好地實(shí)時(shí)管理它們的分配。

        為了管理這些技術(shù)的引入所帶來的復(fù)雜性,激活工作是供應(yīng)商和配電公司之間提供一個(gè)集成的分層智能系統(tǒng)的基礎(chǔ)。這種協(xié)作導(dǎo)致了新的管理策略、操作實(shí)踐和軟件技術(shù)的發(fā)展。分布式能源的發(fā)展,包括分布式發(fā)電(太陽能光伏發(fā)電)、社區(qū)儲(chǔ)能(電池)、電動(dòng)汽車充電和需求響應(yīng)等,也加速了電力分配事業(yè)面臨的挑戰(zhàn),需要對(duì)動(dòng)態(tài)電場條件提供更強(qiáng)的分配響應(yīng),并提高控制室操作人員的可見性。一種合理的處理日益動(dòng)態(tài)的配電系統(tǒng)的方法是在單個(gè)設(shè)備中使用局部邏輯來感知和響應(yīng)其所在位置的電網(wǎng),這是一個(gè)對(duì)局部區(qū)域采取較大系統(tǒng)視圖的區(qū)域控制區(qū),例如,變電站或變電站饋線組,還有一個(gè)具有整體再分配觀點(diǎn)的大中心控制系統(tǒng):廣域優(yōu)化和控制系統(tǒng)。然后,將這些層次的情報(bào)聯(lián)系在一起,以便在任何更高級(jí)別上發(fā)布的命令或策略能夠適當(dāng)?shù)剡^濾到最終采取行動(dòng)的終端現(xiàn)場設(shè)備。隨著離現(xiàn)場設(shè)備越近,控制的粒度越大。

        本質(zhì)上,它是使用正確的解決方案,為正確地工作,通過適當(dāng)?shù)乃降闹悄芎蜎Q策能力,在不同層次的分配系統(tǒng)。以下部分將描述部署在智能配電網(wǎng)中的不同智能層,并提出將這些層集成以創(chuàng)建一種分層智能方法,以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格自愈,并使用標(biāo)準(zhǔn)П從硬件/設(shè)備角度實(shí)現(xiàn)這種智能。一個(gè)起點(diǎn)是個(gè)性化設(shè)備級(jí)別的本地智能。本地控制是完全自主的,不依賴于與其他設(shè)備或主站的通信來執(zhí)行切換或其他功能。本地控制完全致力于手頭的任務(wù),并直接連接到所有必要的傳感器和開關(guān)設(shè)備。如故障中斷過流保護(hù)裝置,現(xiàn)代設(shè)備中的過電流保護(hù)是一種局部感應(yīng)電壓和電流,由現(xiàn)場控制進(jìn)行處理和決策,以及開關(guān)器件所采取的動(dòng)作的功能。這是一個(gè)時(shí)間關(guān)鍵的功能,以消除短路從配電線路,防止損壞電力系統(tǒng)設(shè)備。它需要對(duì)局部環(huán)境立即作出響應(yīng),從故障開始到中斷觸點(diǎn)的開啟,所需的時(shí)間通常在一秒鐘內(nèi)。由于需要立即反應(yīng),局部邏輯是對(duì)過流條件唯一敏感的反應(yīng)方式。無論通信系統(tǒng)的預(yù)期速度和可靠性如何,任何繼電器或保護(hù)工程師都不會(huì)同意將這一局部邏輯用于過流保護(hù)并將其置于遠(yuǎn)程位置。

        2 配電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)綜合智能告警

        將本地智能的價(jià)值最小化,這些智能設(shè)備都是其他智能系統(tǒng)的推動(dòng)者,最終執(zhí)行其他系統(tǒng)所要求的操作。當(dāng)通信鏈路丟失,或者由于任何原因無法使用Alarger系統(tǒng)時(shí),正是現(xiàn)場設(shè)備中的遠(yuǎn)程連接才能使系統(tǒng)運(yùn)行。如前所述,故障中斷器依靠電流和電壓傳感來執(zhí)行其中斷故障的主要功能?,F(xiàn)代設(shè)備采用先進(jìn)的傳感器技術(shù)將計(jì)量類精度傳感器集成到開關(guān)硬件中,在10.5%的電流和電壓范圍內(nèi)獲得精度。高精度使更精確地控制在本地設(shè)備級(jí)別。這些測量數(shù)據(jù)也在SCADA上報(bào)告,用于IDMS負(fù)荷流量和狀態(tài)估計(jì)計(jì)算,還可以輸入更高層次的中央或基于區(qū)域的控制系統(tǒng),例如,Volt/VAR優(yōu)化系統(tǒng)。示波數(shù)據(jù)和事件日志被記錄在本地內(nèi)存中,以便以后查看,并幫助實(shí)用程序了解發(fā)生了什么以及系統(tǒng)如何響應(yīng)事件。

        2.1 分布式智能

        當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的現(xiàn)場設(shè)備通過通信連接在一起時(shí),它創(chuàng)建了一個(gè)功能更強(qiáng)大的“系統(tǒng)”,增加了系統(tǒng)的功能和效益。設(shè)備一起工作,以滿足共同的性能目標(biāo),同時(shí),也適應(yīng)本地控制的目標(biāo)。每個(gè)設(shè)備都充滿了本地智能,例如,感測功能和可能的過流保護(hù),并在控件上加載了一個(gè)基于分布式電信體系結(jié)構(gòu)的附加軟件應(yīng)用程序來增加功能。例如,兩個(gè)開關(guān)或故障中斷設(shè)備可以直接通信,以建立一個(gè)自動(dòng)的源傳輸系統(tǒng),這個(gè)“系統(tǒng)”將使用一個(gè)饋線作為用戶在開關(guān)之間服務(wù)的正常電源,如果主電源丟失,則迅速切換到備用饋線。即使這個(gè)最基本的恢復(fù)系統(tǒng)也是一個(gè)如何分配智能的例子,它可以創(chuàng)建一組設(shè)備,以一種協(xié)調(diào)的方式在一個(gè)特定的地理區(qū)域內(nèi)解決問題。用于自動(dòng)恢復(fù)系統(tǒng)掃描的分布式智能被縮放以覆蓋更大的區(qū)域,包括任意數(shù)量的源、中線交換點(diǎn)和相鄰饋線之間的正常開放連接點(diǎn)。開關(guān)控制考慮本地條件,并與附近的其他設(shè)備進(jìn)行通信,最好是通過直接的對(duì)等通信。這允許對(duì)系統(tǒng)上的事件做出非??焖俚姆磻?yīng)。如導(dǎo)言部分所述,配電系統(tǒng)中正在出現(xiàn)的各種復(fù)雜情況將突出顯示具有分布式智能的好處,這種智能可以處理本地信息,盡可能地解決問題,并向中心辦公室的調(diào)度員報(bào)告新的情況。

        2.2 區(qū)域情報(bào)

        下一層情報(bào)可以稱為區(qū)域控制或區(qū)域情報(bào)。這是一個(gè)用于遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理設(shè)備的軟件系統(tǒng),根據(jù)應(yīng)用程序的不同,它還可能具有網(wǎng)格控制功能。它比ADATA集中器多得多。區(qū)域控制器聚集底層現(xiàn)場設(shè)備的影響以滿足區(qū)域目標(biāo),同時(shí),適應(yīng)較低級(jí)別的本地目標(biāo)。在應(yīng)用程序上,控制偏好可能被賦予區(qū)域或地方一級(jí)的目標(biāo)。一個(gè)軟件系統(tǒng),它可以監(jiān)視數(shù)百個(gè)通過電流保護(hù)和自動(dòng)恢復(fù)的現(xiàn)場設(shè)備。為了增強(qiáng)功能,此現(xiàn)場設(shè)備管理系統(tǒng)應(yīng)具有對(duì)每個(gè)設(shè)備的直接通信訪問權(quán)限。重要的是,它可以通過從包含大量信息的現(xiàn)場設(shè)備收集事件日志、波形捕獲和設(shè)置文件來提供增強(qiáng)的數(shù)據(jù)采集。為SCADA操作符公開控件中的所有內(nèi)容并不有用,因?yàn)樗麄兺ǔ2徊榭丛敿?xì)的事件文件。但是,擁有一個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)收集和整理適當(dāng)?shù)男畔⒔o工程師和技術(shù)人員,他們確實(shí)需要訪問調(diào)查的細(xì)節(jié),這樣可以節(jié)省時(shí)間。區(qū)域管理系統(tǒng)可以確定安裝在一隊(duì)現(xiàn)場設(shè)備中的設(shè)備和軟件版本,節(jié)省了單調(diào)的工程和技術(shù)時(shí)間。例如,任何一個(gè)設(shè)備在最近的24小時(shí)內(nèi)運(yùn)行了多少次,一個(gè)設(shè)備在過去一周中經(jīng)歷了多少次通信中斷,或者一個(gè)過電流保護(hù)元件在設(shè)備上有多少次發(fā)生過糾偏,但在過去的一年中沒有導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn),有助于實(shí)用程序解決系統(tǒng)上的突發(fā)問題。還有一類信息對(duì)控制中心的人員非常有用,而這些信息目前通常是無法獲得的?,F(xiàn)場設(shè)備操作性能的儀表板,無論是實(shí)時(shí)的還是歷史的,都可以幫助控制中心、工程人員和操作人員簡化工作。

        3 結(jié)語

        綜上所述,配電網(wǎng)綜合智能告警分析是以計(jì)算機(jī)技術(shù)作為依托,建立在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上,加強(qiáng)告警軟件開發(fā)?,F(xiàn)有的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)信號(hào)繁雜,告警功能已經(jīng)無法滿足調(diào)度員高效監(jiān)盤的需求,因此,需提高調(diào)度整體感知能力,進(jìn)而確保一旦電網(wǎng)出現(xiàn)故障能夠被及時(shí)、高效地解決。

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