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淺談配電自動(dòng)化的控制及管理
配電通信系統是配電自動(dòng)化系統的一個(gè)重要環(huán)節,下面是小編搜集整理的一篇探究配電自動(dòng)化控制及管理的論文范文,供大家閱讀參考。
[摘 要] 通過(guò)對城網(wǎng)配電自動(dòng)化系統的功能分析,介紹了系統配置、與其它相關(guān)設備的功能接口等,指出配電自動(dòng)化系統應形成一套適合我國配網(wǎng)國情的綜合配電自動(dòng)化管理系統。
[關(guān)鍵詞] 配電自動(dòng)化 配電管理 負荷控制 管理
一、電力自動(dòng)化系統
電力自動(dòng)化系統是利用先進(jìn)的計算機技術(shù)、現代電子技術(shù)、通訊技術(shù)和信息處理技術(shù)等實(shí)現對變電站二次設備(包括繼電保護、控制、丈量、信號、故障錄波、自動(dòng)裝置及遠動(dòng)裝置等)的功能進(jìn)行重新組合、優(yōu)化設計。對變電站全部設備的運行情況執行監督、丈量、控制和協(xié)調的一種綜合性的自動(dòng)化系統。通過(guò)變電站綜合自動(dòng)化系統內各設備間相互交換信息,數據共享,完成變電站運行監督和控制任務(wù)。變電站綜合自動(dòng)化替換了變電站常規二次設備,簡(jiǎn)化了變電站二次接線(xiàn)。變電站綜合自動(dòng)化是進(jìn)步變電站安全不亂運行水平、降低運行維護本錢(qián)、進(jìn)步經(jīng)濟效益、向用戶(hù)提供高質(zhì)量電能的一項重要技術(shù)措施。
二、配電自動(dòng)化與配電管理系統
配電自動(dòng)化系統的功能基本有五個(gè)方面,即配電SCADA、故障管理、負荷管理、設備管理/地理信息系統、配網(wǎng)應用分析同輸電網(wǎng)的調度自動(dòng)化系統一樣,配電網(wǎng)的SCADA也是配電自動(dòng)化的基礎,只是數據采集的內容不一樣。目的也不一樣,配電SCADA針對變電站以下的配電網(wǎng)絡(luò )和用戶(hù),目的是為DA/DMS提供基礎數據。但是,僅僅是配電SCADA的三遙功能,并不能稱(chēng)為配電自動(dòng)化系統,必須在配電SCADA基礎上增加饋線(xiàn)自動(dòng)化(FA)功能。饋線(xiàn)自動(dòng)化的基本功能應包括饋線(xiàn)故障的自動(dòng)識別、自動(dòng)隔離、自動(dòng)恢復。配網(wǎng)故障診斷是一個(gè)復雜的問(wèn)題,根據配網(wǎng)實(shí)際情況和故障情況的差別,診斷的步驟與方法不同。診斷方案應適用于單相接地故障、相間故障、相間接地故障和三相故障。使用范圍為中性點(diǎn)不接地或小電流接地系統。
為了完成DA的功能,配電SCADA除了可以采集正常情況下的饋線(xiàn)狀態(tài)量,還應對故障期間的饋線(xiàn)狀態(tài)進(jìn)行準確的捕捉;除可進(jìn)行人工遠程控制,還應對饋線(xiàn)設備進(jìn)行自動(dòng)控制,以便實(shí)現故障的自動(dòng)隔離和自動(dòng)恢復。
三、GIS與面向電力系統的實(shí)時(shí)GIS平臺
由于配電網(wǎng)供電設備點(diǎn)多面廣,并且按地理分布,因此,對其管理離不開(kāi)地理信息。常規的地理信息系統(GIS)由GIS軟件包、數據庫和計算機硬件組成?梢酝瓿梢话愕膱D形制作、編輯與管理功能,以及空間數據分析和關(guān)聯(lián)分析。建立在GIS基礎上的設備系統通常稱(chēng)為AM/FM/GIS系統(自動(dòng)制圖/設施管理/地理信息系統)。
這種由常規G1S構成的設備管理系統,包括了許多電力系統分析所不需要的地質(zhì)地貌信息,必然導致資源的浪費,而電力系統分析又對實(shí)時(shí)性要求極高,因此,需要一種面向電力系統的實(shí)時(shí)GIS平臺作為配電自動(dòng)化/配電管理系統的基礎平臺。
這種平臺應具有以下特點(diǎn):(1)良好的實(shí)時(shí)性;(2)對電力系統模型的良好描述;(3)對其它系統的開(kāi)放接口。
四、負荷控制與負荷管理
調度自動(dòng)化系統的主要任務(wù)是電網(wǎng)的安全經(jīng)濟運行,而負荷的管理和控制則是配電自動(dòng)化系統的主要目的。隨著(zhù)電力系統的發(fā)展,以往那種以限電為主要目的的負荷控制系統已經(jīng)不適應當前形勢,電力供應的不平衡關(guān)系已倒置,現在的問(wèn)題是如何將電用好,最大限度地滿(mǎn)足用戶(hù)需要。
因此,傳統的負荷控制系統應向負荷管理層次上發(fā)展,成為配電管理系統的一部分。目前許多電力局都有一套負荷控制系統,如何在新投運的配電自動(dòng)化系統中借用負荷控制系統的資源以及如何將負荷控制功能升級為負荷管理功能,將原有負荷控制系統的硬件設備與新建的配電自動(dòng)化系統有機結合、信息共享將是一個(gè)十分有意義的課題。
五、通信方式的選擇
配電通信系統是配電自動(dòng)化系統的一個(gè)重要環(huán)節,由于配電網(wǎng)終端節點(diǎn)數量巨大,給通信方案的選擇帶來(lái)困難,配電系統可選用有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)、光纖、載波等多種通信方式。對于通信方式的選擇應根據各地的具體情況選擇一種性?xún)r(jià)比最高的方式。下面簡(jiǎn)要分析各種通信方式的利弊:
1.有線(xiàn)方式有電話(huà)線(xiàn)和專(zhuān)線(xiàn)兩種。
電話(huà)線(xiàn)方式設備投資較低,可靠性和實(shí)時(shí)性也較低,由于電話(huà)線(xiàn)架設非常方便,廣泛適用于實(shí)時(shí)性要求不高的配電終端。專(zhuān)線(xiàn)方式可靠性和實(shí)時(shí)性都很好,適合實(shí)時(shí)性要求較高的配電終端設備,缺點(diǎn)是需要架設專(zhuān)用通信線(xiàn)。
2.無(wú)線(xiàn)方式有普通電臺和高速智能數傳電臺兩種。
普通電臺已廣泛應用于負荷控制系統中,優(yōu)點(diǎn)是投資少,缺點(diǎn)是可靠性較低,頻點(diǎn)申請無(wú)委會(huì )控制較嚴。高速智能數傳電臺通信速率高,頻點(diǎn)可復用,支持x.25協(xié)議,有路由選擇功能和主動(dòng)上報功能,適合配電自動(dòng)化系統應用,缺點(diǎn)是價(jià)格較高。
3.光纖通信方式有光端機方式和光接口板方式兩種。
光纖通信的主要優(yōu)點(diǎn)是通信容量大、抗干擾能力強、損耗小;缺點(diǎn)是價(jià)格較高。光端機方式適合容量大的站點(diǎn),成本也較高。光接口板的方式將光電轉換器直接置人配電終端內,并可以利用編碼復用方式多個(gè)配電終端設備公用一對光纖,有效地降低了成本。另外,如果多膜光纜能夠滿(mǎn)足配電系統的距離要求,選用多膜光纜也比單膜光纜通信成本低得多。因此,光纖通信方式在配電自動(dòng)化通信系統中有著(zhù)廣泛的應用前景。
六、開(kāi)關(guān)設備與FTU的配合
配電開(kāi)關(guān)設備是配網(wǎng)自動(dòng)化的主體設備,用于配電自動(dòng)化的智能開(kāi)關(guān)與傳統的開(kāi)關(guān)有很大區別,主要表現在其控制回路上,傳統的開(kāi)關(guān)設備往往不能滿(mǎn)足自動(dòng)控制的需要。為了滿(mǎn)足配電自動(dòng)化所必須的故障識別和隔離等功能,開(kāi)關(guān)設備必須具備故障的識別能力和控制能力。
用于配電自動(dòng)化系統的開(kāi)關(guān)設備有兩種。一種是自動(dòng)重合器,它本身具有故障電流的識別能力和操作順序控制能力。另一種是與FTU一體化的智能負荷開(kāi)關(guān)。
采用依靠重合器時(shí)序整定的方法實(shí)現饋線(xiàn)自動(dòng)化功能,好處是不需要通信系統配合,但是對一次設備要求高,沖擊電流大,特別是對于小電流接地系統故障自動(dòng)識別無(wú)法實(shí)現。與FTU一體化的智能負荷開(kāi)關(guān),通過(guò)FTU采集故障信息,與通信設備和計算機一起實(shí)現饋線(xiàn)自動(dòng)化。其好處是對線(xiàn)路沖擊小,適用于小電流接地方式,但需要通信系統與之配合。從衡水配網(wǎng)實(shí)際出發(fā),這種方式更適合衡水配網(wǎng)的具體情況。
以下是衡水配電自動(dòng)化系統的rrU與負荷開(kāi)關(guān)的接口要求:
(1)遙測采用三表法交流采樣,計量TA(Ia,Ib,Ie)3個(gè),保護TA(Ia,Ib,Ie)3個(gè),以及TV(Uab,Ube分別列于開(kāi)關(guān)兩側);
(2)遙控接口,合閘:常開(kāi)接點(diǎn),驅動(dòng)合閘110V直流中間繼電器;分閘:常開(kāi)接點(diǎn),直接驅動(dòng)分閘線(xiàn)圈;開(kāi)關(guān)失電,用電容器驅動(dòng)分閘操作機構;
(3)遙信狀態(tài)分為開(kāi)關(guān)狀態(tài)(分、合)和儲能狀態(tài)2種;
(4)電源取自TV。
七、相關(guān)系統的信息交換與系統集成
配電網(wǎng)在整個(gè)電力系統中的范圍是中低壓網(wǎng)及深入到其中的高壓網(wǎng),分界點(diǎn)在高壓,中壓變壓器的高壓側,但不包括高壓側的斷路器和隔離開(kāi)關(guān)。配電網(wǎng)的保護控制系統分界點(diǎn)也相同。由于配電網(wǎng)是一個(gè)龐大復雜的系統,各種電力設備呈地理分布,對其應分層控制,同時(shí)對于配電網(wǎng)的供電質(zhì)量和運行費用來(lái)看,配電自動(dòng)化又是一個(gè)統一的整體。
在配電系統中包含以下接口與其它系統聯(lián)系:
(1)同上級調度自動(dòng)化系統的接口;
(2)同用電管理系統的接口;
(3)同信息中心MIS系統的接口。
八、結束語(yǔ)
提高配電自動(dòng)化系統的應用水平,可以實(shí)現:優(yōu)化配電網(wǎng)結構,提高供電可靠性;快速查找、排除電力故障,盡快恢復供電,提高優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平;合理分配電力負荷,降低線(xiàn)路損耗,提高電壓水平;大大縮短停電時(shí)間,減少人工操作次數;實(shí)時(shí)記錄配電網(wǎng)運行狀態(tài),為配電生產(chǎn)運行提供決策支持。
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