淺談配網自動化系統的建設

羅俊平

摘 要:配網自動化指利用現代計算機、通信與信息技術,將配電網的實時運行、電網結構、設備、用戶以及地理圖形等信息集成,構成完整的自動化系統,實現配電網運行監控及管理的自動化、信息化。

關鍵詞:配網自動化配電終端

中圖分類號:TM6 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)07(a)-0033-01

配網自動化指利用現代計算機、通信與信息技術,將配電網的實時運行、電網結構、設備、用戶以及地理圖形等信息集成,構成完整的自動化系統,實現配電網運行監控及管理的自動化、信息化。

1配網自動化的介紹

配電網直接面對廣大電力用戶、是供電企業與電力用戶聯系的紐帶。配電網的特點是:網絡深入城市中心和居民密集點;傳輸功率和傳輸距離一般不大;用戶性質、供電容量、供電質量和網絡可靠性要求各不相同。配電網內設備點多且涉及的面較廣,這導致了整個配網自動化系統的建設和維護的成本都比較高。目前,各類配電設施的管理主要依賴人工巡視,缺乏必要的信息化與智能化技術支持。

配網自動化指利用現代計算機、通信與信息技術,將配電網的實時運行、電網結構、設備、用戶以及地理圖形等信息集成,構成完整的自動化系統,實現配電網運行監控及管理的自動化、信息化[1]。

在南方電網公司配網自動化建設研討會上,明確提出了配網自動化的建設目標是:(1)減少停電時間,提高供電可靠性;(2)實現配網運行可視化,全面提高配網技術水平;(3)從可測可控及自愈、降低事故及大面積停電風險、提高設備利用率、降低維護成本、提高電能質量、經濟運行等方面,提升配網運維水平;(4)逐步實現與其他系統間的數據交互共享,提高系統信息化應用水平;(5)提高客戶服務水平,提升供電企業的社會形象。

2配網自動化系統的組成

配網自動化系統主要由系統主站、各類現場配電終端和通信網絡等組成[2]。

配網自動化系統主站是配網系統運行和管理的中心,通常由服務器、工作站、網絡設備、安全防護設備、時鐘同步裝置等硬件設備及配套軟件構成。其中服務器包括數據采集服務器、數據庫服務器、Web服務器等部分組成。數據采集服務器主要對各個運行中的現場監控終端進行數據的定時輪召,并將各類數據存儲于數據庫服務器中,工作人員通過Web服務器提供的服務可對各個終端進行數據的查詢以及統計分析功能。

根據功能配置和安裝位置不同,配電終端分為站所終端(DTU)、饋線終端(FTU)、配電變壓器監測終端(TTU)及電能質量監測終端等。

通信網絡提供現場終端與系統主站之間的通信通道。一般來說,變電站、開閉所的RTU或變電站自動化系統直接與主站系統通信,由主站系統定時輪流召測各種電量數據。目前較為常用的通信方式為:(1)Modem通訊方式;(2)無線通訊(GPRS/CDMA);(3)載波通信;(4)光纖通訊方式。

以實際使用情況來看,光纖的鋪設費用最為昂貴,但是也是最為可靠的通訊方式;GPRS/CDMA通信方式的投資相對較少,但是可靠性一般。所以配網自動化系統的通信網絡一般使用多種方式相結合,對于重要性不同的終端使用不同的通信方式。在需要遙控的場合,一般需要使用光纖通信,不可采用GPRS/CDMA通道。

3配網自動化系統與其他系統的交互

配網自動化系統可以通過IEC61968的中間件的服務實現與調度自動化、計量自動化、配網GIS等系統的數據交互與共享,一方面為配電自動化系統自動生成配網單線圖,補充了采集數據來源;另一方面為其他管理信息系統提供了設備運行的實時信息,實現了系統間的數據共享,降低了信息采集投資費用,提高了信息化應用水平。

各個系統之間的數據交互發展方向是采用面向對象的分布式開放系統與組件技術,建設類似于計算機硬件總線的供電企業信息軟總線(MB-MessageBus),使各自動化系統以及應用程序(組件)之間能夠像計算機硬件模塊一樣,很方便地互插互聯,實現互操作。近年來,國際電工委員會(IEC)TC57委員會提出了IEC61970、IEC61850、IEC61968三個系列的標準。其中IEC61968系列標準就是為了規范電力企業多種分布式系統的應用集成。

4某地配網自動化系統建設及使用情況

某地配電自動化主站系統集中采集處理該市范圍內配電網運行信息,配網采集終端的數據統一集中到設在市局配電自動化主站系統的中心數據庫中,下屬各區局客戶端在管轄權限范圍內可以遠程訪問和使用,實現各個區局配電網的運行、維護、監控和管理。

該市配網自動化系統的層體系結構由主站層、終端層組成。

(1)主站層:設在市供電局,配備基于交換式以太網的高檔配電自動化后臺系統和大型數據庫,由計算機網絡服務器、各種工作站、輸入輸出設備,通信服務器交換機、網關機、多媒體等設備組成。配網采集終端的數據集中到設在市局的中心數據庫中,各區局客戶端可以通過遠程工作站的方式,在管轄權限范圍內進行操作和維護工作,該結構有效地實現了業務與數據的分離。

(2)配網終端層:主要包括安裝在各配電房、配變(箱變)、柱上開關、環網柜等地點進行數據采集和控制的配電終端設備。

兩層結構優點有:(1)實現業務與數據分離各區局通過遠程工作站方式實現對相應業務的數據進行瀏覽查詢,在業務應用的過程中,市局服務器端的數據對于區局客戶端來說是透明的。(2)減少投資成本可以充分利用現有的該市局的城域網,不用專門建設終端到所在區局的通信信道,減少通信投資以及相應的維護工作。

該市的配網自動化系統實現了對配網線路、配變的負載情況、開關狀態的實時數據采集,初步實現了配電網運行可視化。2011年該系統的主要運行指標統計如下:主站系統可用率100%、遙控操作正確率100%、遙測準確率90.13%。全局配電終端在線率:GPRS終端數2491個,上線2043個,上線率82%;載波終端數305個,上線231個,上線率76%;光纖終端數728個,上線647個,上線率89%。在該試點區域,快速復電故障定位水平得到大幅提升。故障查找定位平均時間從1.5h下降到10min以內。2010年配網自動化系統共成功定位故障122次,故障定位準確率90%,減少停電時戶數2684時戶;完成983臺柱上自動化開關安裝,2010年共動作595次,隔離故障成功率84%,快速隔離故障段及恢復非故障段供電,有效縮小故障停電范圍;調度員通過采集配網自動化終端上傳的各項數據檢測配網的實時運行情況,在故障情況能迅速通過報警信號判斷故障區間,大大縮短了故障查找及恢復送電的時間,提高了供電可靠性。

5結語

配網自動化系統的建設提高了電網智能化水平,并為下一階段開展智能、綠色電網的建設奠定了基礎。

參考文獻

[1] 李天友,金文龍,徐丙垠.配電技術[M].北京:中國電力出版社,2008:281-284.

[2] 李景祿.實用配電網技術北京中國水利電力出版社,2006:26-31.