配電網絡自動化技術研究范文

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隨著社會、經濟的發(fā)展，智能電網建設的推進，智能配電網建設迫在眉睫，而配網自動化是推動智能電網建設的關鍵環(huán)節(jié)，可有效強化配網營配調綜合管控能力，提升電網供電質量，由此，配電自動化技術在現代電網中的應用與發(fā)展已經成為必然。配電自動化是集計算機技術、數據傳輸、控制技術、現代化設備及管理于一體的綜合性系統(tǒng)，主要由配電自動化主站系統(tǒng)、子站系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、配電遠方終端組成，同時結合地理信息系統(tǒng)（GIS）應用，為供電部門實現配網運行維修合理化、故障處理快速化、電能優(yōu)質化、管理科學化提供一套完整的解決方案，從而提高了整個電網的運行效率和供電安全。本文結合當前佛山智能配電網建設的需求，從配電自動化系統(tǒng)的總體規(guī)劃、結構、功能等方面對配電網絡自動化技術在佛山城網中的實用化進行了剖析和探討，并以此來實現佛山市三水區(qū)城網的安全、高效運行。

1城網配電自動化總體規(guī)劃和原則

1.1城網配電自動化總體規(guī)劃當前，配電系統(tǒng)自動化已經成為三水城網規(guī)劃建設的重要內容，其總體規(guī)劃目標是利用配電自動化技術進行城網智能化建設，在構建配電網網架的基礎上，最大限度的實現配電網絡的調度、生產、運行、維護進行全過程的智能化管理，從而實現供電可靠性達到99.96％-99.98％，滿足N-1準則，切實提高電能質量，確保向用戶提供不間斷優(yōu)質電力，提高三水區(qū)城網整體供電能力。城網配電自動化總體規(guī)劃的關鍵在于配電網結構的優(yōu)化和完善，其直接影響著整個配電系統(tǒng)的安全運行，是城網的重要支撐，城網配電網架應達到以下目標：（1）合理設置供電范圍及半徑，選擇輻射形網絡時，設定為3-5公里供電半徑比較適宜，以保證電能質量即使在線路最大符合條件下也能達到良好狀態(tài)；（2）不同線路之間可以實現相互聯接，以保證負荷轉帶，實現導線利用率的提升；（3）合理設置線路的分段數量和分段點，設以2-3段最為適宜，保證配電自動化線路的供電可靠性；（4）基于饋線自動化系統(tǒng)的相關技術要求，合理配置操作與終端電源、開關及相關設備應。

1.2城網配電自動化的實施原則配電自動化是整個電力系統(tǒng)與分散的用戶直接相連的部分，電力的商品性質也是在配電網這一層得以充分顯現。配電網自動化應面向用戶并適應經濟發(fā)展水平。配網自動化系統(tǒng)的規(guī)劃和設計，應綜合考慮經濟條件、負荷需求、技術水平，以及經濟效益等因素，遵循下面幾項原則進行：（1）配網自動化系統(tǒng)設計應在配電網規(guī)劃的基礎上，結合當地的實際供電條件、供電水平、電網結構和用戶類型，因地制宜地選擇方案及其設備類型。（2）配網自動化的建設關鍵在于能夠實現自動化基本功能，并根據具體實施條件擴展管理功能。（3）配網自動化通訊建設應該與主站系統(tǒng)、子站系統(tǒng)的數據實時傳輸相結合，并充分考慮智能化發(fā)展方案。（4）配電自動化系統(tǒng)的整體結構設計應該遵循各項國家和行業(yè)標準，保證系統(tǒng)的安全性、適用性、擴展性、可靠性等特征，能夠滿足城網改造、升級的要求，并能夠實現經濟效益。

2配網自動化系統(tǒng)的整體設計

一個合適的配電自動化系統(tǒng)應當是一個分層、分級、分布式的監(jiān)控管理系統(tǒng)，遵循開放系統(tǒng)原則；按照全分布式概念設計運行?；谶@樣的設計原則，三水區(qū)配電網自動化系統(tǒng)的結構主要由三部分構成：配網自動化主站系統(tǒng)、配電網子站系統(tǒng)和配電終端構成，即系統(tǒng)整體設計分為主站層、子站層和終端設備層三層結構。具體的結構如圖1所示。城網配電自動化系統(tǒng)的三層結構并不是相互割裂的，其相互之間存可通過通信系統(tǒng)實現聯接，協作完成配電網自動運行過程中的數據的采集、傳輸，控制指令的接收、傳輸和執(zhí)行，具體到該三層的主要功能如下分析：（1）主站層是城網配電自動化系統(tǒng)監(jiān)控、調配和管理中心，負責整個電力系統(tǒng)信息的匯總，并對故障配電網及時進行處理，實現城網配電系統(tǒng)的有效運行；（2）子站層主要置于變電所或開閉所內，具體負責實現變電站的10kv出線的饋線自動化功能，負責所轄區(qū)域內故障檢測、隔離、轉移和恢復；同時，還可實現信息的分流，使主站層的負荷減輕；（3）終端層主要是進行數據的搜集，接收上層的控制指令，并在特定情況下幫助處理配電網故1配電主站系統(tǒng)。

3城網配電自動化系統(tǒng)結構

3.1配電主站系統(tǒng)配電主站系統(tǒng)是城網配電自動化系統(tǒng)的核心部分，其負責整個配電自動系統(tǒng)的監(jiān)控和管理，其具體包括以下幾部分：配電SCADA子系統(tǒng)；配電故障診斷恢復和配網應用軟件子系統(tǒng)DAS；配電AM/FM/GIS應用子系統(tǒng)DMS。（1）配電SCADA子系統(tǒng)是主站系統(tǒng)的中心，是DAS和AM/FM/GIS的應用基礎和數據來源，是系統(tǒng)設計中的重要平臺支撐，應該具備較高的可靠性、安全性和實時性，主要負責實時監(jiān)控配電網的運行狀態(tài)，數據的搜集、存儲和處理，系統(tǒng)故障預警，維護數據庫。（2）配電DAS子系統(tǒng)，能夠實現配電網應用軟件各功能的計算處理，并對不同饋線終端設備（FTU）所采集的故障信息進行收集，并及迅速定位、判定故障性質，及時的隔離故障。該子系統(tǒng)中的故障檢測、定位、隔離以及非故障區(qū)域的供電恢復。（3）配電AM/FM/GIS應用子系統(tǒng)DMS，是集地理學空間數據處理、計算機技術與電力系統(tǒng)于一體的數據庫管理系統(tǒng)，通過AM/FM/GIS集成DMS系統(tǒng)，建立統(tǒng)一的DMS數據庫，為各子系統(tǒng)提供共享資料，從而減少資料的冗余度，保證資料的一致性，提供良好的全圖形化的人機界面。

3.2配網自動化子站系統(tǒng)由于配網監(jiān)控設備分布多而復雜，配電SCADA子系統(tǒng)的系統(tǒng)測控對象不僅涉及容量較大的環(huán)網柜、開閉所，而且還涉及較大數量，分布較廣的柱上開關，不可能實現配電主站與所有監(jiān)控設備的連接，由此必須設置配電子站，來承擔一部分以更好的實現“數據采集器”、饋線監(jiān)控、饋線重合閘、當地監(jiān)控的功能。配網自動化子站系統(tǒng)，多置于變電站內，結合配電網情況進行區(qū)域劃分，盡量選取一個合理的距離位置以更好監(jiān)測所有測控對象。

3.3配網自動化終端（1）城市配電網自動化終端城市配網自動化終端的設置主要是為了監(jiān)控成語所轄的出線開關、開閉所、環(huán)網柜，以及配變、電所和電容器組，既要實現遙測、遙信和遙控等功能，也要，又要實現認定、控制故障的功能，從而配合配網自動化主站及子站實現城區(qū)配網運行中的故障檢測、網絡重構、優(yōu)化運行以及網故障時的故障隔離和非故障區(qū)域的恢復供電。城網配電自動化終端可采用集散式設計模式，強大的軟、硬件組態(tài)配置功能既滿足了DTU實時性要求，也實現了數據存儲記錄功能，同時又可實現線路微機保護獨立配置功能，成功解決了測控、保護、通訊兼容共存問題，達到了簡化站端設備種類的目的。三水區(qū)配電網可選用環(huán)網結構，電源取自饋線的不同母線，依閉環(huán)方式運行。配電網絡的構成有電纜和架空線路兩種方式，其中架空線路雙電源“手拉手”供電，一旦某個變電站出現事故，鄰近的變電站將通過自動調整開關，同正常的電網拉起手來，使電力輸送不受阻滯，保證城區(qū)正常用電。（2）四配電自動化通訊系統(tǒng)城區(qū)配電網中的通信系統(tǒng)是主站、子站和現場終端之間實現數據傳輸的關鍵。一般配電自動化系統(tǒng)都選用光纖通訊網，結合配電自動化系統(tǒng)的結構，通信系統(tǒng)主要結合采用三種結構形式：點對點結構、星形結構及環(huán)形結構。并由以下三層次構成：第一層次為配電自動化主站至分控中心之間，通信上為點對點或環(huán)形連接；第二層次是配電自動化分控中心與設備層FTu光纖環(huán)網之間，通信上采用星形或環(huán)形。分控中心與設備層FrU之間的數據通信可以問答式的數據傳輸規(guī)約形式實現，或是以TcP，qP協議的網絡方式進行，若存在10M以上通信帶寬，則以FrU加裝光卡予以實現；第三層次為設備層VrU之間的連接及FXU與配變采集裝置TTu之間的通信連接。Fru與分控中心的通信方式應在滿足系統(tǒng)功能及指標前提下，綜合考慮地理位置、F1u支持功能、系統(tǒng)實時性要求、投入資金等各方面因素進行選擇。

4結語

配電網作為電網供應鏈的終端環(huán)節(jié)，直接面向社會和電力終端用戶供電，是電網的重要組成部分，當前，隨著我國城網的不斷深化改造，配電網自動化發(fā)展勢在必行，其能夠提高供電可靠性和供電質量、擴大供電能力，并實現配電網的高效、經濟運行。由此，本文根據某城網升級、改造的具體需求，引入了配電自動化技術，并就其實用化進行了深入研究，從而提高城網的運行效率、優(yōu)化電力服務，為智能電網的實現打下堅實的基礎。

作者：劉紹敏 單位：廣東電網有限責任公司佛山三水供電局