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智能電網的配電自動化改造發展之路

  在電網快速發展的當下,進行智能電網的配電自動化改造已經成為大勢所趨,它不僅有力的推動著電力事業的發展,對于提高電網運行效率而言也具有重要意義。本文針對智能電網中的配電自動化改造進行研究,首先對相應系統的結構和技術指標進行了闡述,對智能電網配電自動化的發展進行了綜述,分析了智能電網與配電自動化之間的關系,重點對改造進行了研究,包括:主站改造、子站改造以及終端改造,最后對改造效率進行了分析。


  1配電自動化系統的結構及技術指標


  根據配電系統的容量大小,可以將配電自動化系統分為三種不同的類型,分別是:大型配電自動化系統、中型配電自動化系統以及小型配電自動化系統。通常情況下,在選擇配電自動化系統的類型時需要與實際的要求和目標以及將來的發展規模相結合,以經濟性、可擴展性、安全穩定性等為基本原則,圖1給出了典型的配電自動化系統層次結構圖。其中,它最突出的優點在于:具有較好的靈活性,在建設的初期可以采用中型配電自動化系統的型式進行建設,并且裝設相應的主站、子站以及終端等。當需要對配電系統進行擴展時,可以適當增加主站系統數量,同時將其中的一個主站作為中心站。按照層次結構的不同,可以將系統分為三個層次,其中,第二層以下的結構可以根據需要適當擴展。


  在配電網中,自動化系統的地位是毋庸置疑的,因此,對其要求較高,相應的開關設備不僅要滿足相關標準,同時還應該滿足相應的管理系統運行要求。注:配電自動化系統的技術指標可參看相關的標準文件。


  2智能電網配電自動化的發展


  在我國電網的發展中,智能電網配電自動化的發展經歷了三個階段,以下對其進行詳細分析。


  2. 1 配電系統開關設備的配合在該階段,主要配電設備還沒有建立完善的計算機網絡系統,也缺失通信網絡。重合器等的使用會影響配電系統的功能,表現在:當系統中出現故障時,通過相應的配電開關設備的相互配合,配電系統可以實現故障區域的隔離以及維護,從而保證了對用戶供電的正常以及穩定。在自動化開關設備的相互配合下,配電系統自動化具有十分積極的作用,但值得注意的是這種自動化也存在一定的局限性,主要體現在:在實現維護自動化的過程中,需要定期進行設備維護,同時這種維護缺乏安全和穩定的自動化特點。


  2. 2配電通信網絡在該階段中,最突出的特點是:應用了配電系統通信網絡以及后臺計算機網絡;它對于配電系統的自動化功能而言是質的飛躍。在配電系統正常運行的情況下,后臺計算機網絡應用依然能夠實現自動化控制,它在很大程度上保證了配電系統的安全運行。除此之外,應用通信網絡還有助于配電系統的遙控維護等。


  2. 3配電系統自動控制在配電系統的自動控制階段,主要是實現了相應的自動控制功能的添加;在計算機技術不斷發展的背景下,在開關設備配合自動化和后臺計算機網絡應用的基礎上實現的自動控制功能的添加。它不僅實現了配電系統正常運行的自動化,同時也實現了遠程遙控的自動化。


  3配電自動化改造內容


  作為一項系統而龐大的工程,配電網系統的自動化改造涉及到以下三個方面的內容。


  3. 1 主站自動化系統改造在主站系統中,主要包括三個子系統,分別為:配電SCADA主站系統。在該系統中,主前置服務器是RTu服務器中的一臺;當這臺服務器出現故障時,系統將會自動的為系統配置一臺服務器替代出現故障的主前置服務器,從而有力的保證了系統的正常運行。這些功能都是通過nap來實現的。在子站服務器中,通過相應的交換機,可以實現將數據信號發送給主前置機服務器,這些數據信號通過dater進行接收,并相應的存入到本地,實現數據的實時共享。通過datsrv的接受,子前置服務器能夠接受這些數據信息,實現實時數據的共享。配電應用軟件子系統DAS。通常情況下,當配電網自動化改造完成以后,為了滿足系統的技術要求,需要進行系統故障恢復診斷功能的聯機調試,即:配電網的自動化功能;在進行調試之前,需要保證相應條件的正確,包括:主站配置庫已經完成、系統主站和子站之間的通信正常、FTU中相應的功能正常。配電管理系統DMS。就配電系統來說,其最為主要的功能是:AM/FM/GIS功能。它有效結合了空間數據處理、計算機技術以及電力系統技術等,主要應用于對電力設備空間定位資料的分析和顯示,同時也可以對相應的屬性資料進行分析,屬于數據庫管理系統。其中,AM表示自動繪圖系統,FM表示設備管理系統,GIS為地理信息系統;將三者結合起來就形成了DMS基本平臺,并建立了相應的DMS數據庫,它可以提供共享資料給子系統;分析其主要優點,包括:資料的冗余度更小,資料具有統一性,具有人性化操作界面。另外,應用GIS系統,電力系統得到了一種新的表達形式,具有直觀的特點,空間管理能力更強。


  3. 2子站自動化系統改造配電網中很多設備需要監控,涉及到的范圍較廣,較難將監控設備直接聯系配電主站,因此,需要中間級,即:配電子站系統。配電子站能夠實現數據的采集和監控功能。另外傳輸到配電主站的通信處理器中的實時數據也能得到實時監控,這樣一來不僅能夠節省主干通道,對于配電自動化主站而言,還可以順利繼承自動化成果。


  3. 3 終端系統自動化改造就城市配電網而言,其自動化終端的主要任務是:實現各類設備的實時監控,如:柱上開關、開閉所以及配電變壓器等,它不僅要完成遙測、遙控和遙調的功能,同時還要完成故障的識別和控制,與主站和子站相配合實現對電網運行情況的檢測和優化,對網絡進行重構,隔離故障。在變電站的開閉所自動化終端中,采用的是光纖雙以太網;而在柱上自動化終端中,則是采用R2485/232等無線方式,或者是采用光纖等接入到D25數據集中器中。這種配置有效結合了D25多功能電子裝置,實現了配置的靈活化,十分適宜應用于未來可能大規模擴展的場合。在該系統中,按照相關的功能要求,其系統的改造方案有以下幾種:數據集中器。開閉所自動化終端。柱上自動化終端。


  4電網配電自動化可靠性及改造效益


  作為一項高新技術工作,實現配電網的自動化運行不僅要注意到配電網點多面廣的特點,同時也應該注意人員和線路的不穩定因素;此外,由于計算機的軟件和硬件更新快,管理和維護配電網自動化的過程十分復雜。依靠眾多的數字終端設備以及通訊網絡的傳輸通道等,配電網自動化系統實現了對數據的統計、分析以及更新等功能。為了保證其穩定運行,需要定期進行科學合理的維護工作。具體而言包括:終端設備的運行及維護、通信光纜的運行及維護、計算機等硬件的運行及維護。


  實現配電網自動化改造以后,電網的運行狀態可以進行實時的監控,這就大大提高了電網調度的安全穩定性,可以有效防止由于信息傳遞不暢通而造成的盲調狀態;另外,電網自動化運行的其他功能也得以實現,如;線路故障的自動化診斷、確定故障點的自動化隔離,故障區域供電的自動化恢復。經過電網的配電自動化改造以后,配電搶修的工作量得到了大大減輕,相應的反應速度也得到了大大提高。經過初步核算,經過配電自動化改造之后的區域,其平均故障停電時間減少了 0.07h/戶每年,供電的可考慮高達99.9%;社會經濟效益都得到了極大的提高,另外,還由此培養出了一批專業素質高的電網維護人員,為全面實現堅強的智能電網打下堅實的基礎。


  5結束語


  本文闡述了配電自動化系統的結構和技術指標,分析了智能電網配電自動化的發展,重點對改造進行了研究,包括:主站改造、子站改造以及終端改造,最后對改造效率進行了分析。通過智能電網配電自動化的改造,電網的電能質量得到了提高,故障停電時間減少了,恢復速度也提高了,電網企業社會責任得到了落實。


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