配網(wǎng)自動化在電力系統(tǒng)的應用

黎紹輝

摘 要：配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的三大系統(tǒng)之一，它可以通過用電地區(qū)的發(fā)電網(wǎng)將電力就近或逐級分配給各個用戶。研究和總結(jié)了自動化的配電網(wǎng)系統(tǒng)，希望能為配電網(wǎng)的發(fā)展提供理論支持。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動化；電力系統(tǒng)；SCADA系統(tǒng)；市場經(jīng)濟

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）17-0030-02

1 配網(wǎng)自動化概述

1.1 配電網(wǎng)自動化在電力系統(tǒng)中的作用

電力系統(tǒng)由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電五個環(huán)節(jié)組成。能量管理系統(tǒng)EMS負責監(jiān)視、控制和管理發(fā)電、輸電和變電環(huán)節(jié)，具體包括監(jiān)視控制、自動發(fā)電控制AGC、數(shù)據(jù)采集、管理信息系統(tǒng)MIS以及其他EMS高級應用軟件。配電管理系統(tǒng)負責監(jiān)視、控制和管理配電和用電環(huán)節(jié)，具體包括數(shù)據(jù)采集、負荷管理LM/負荷控制、自動繪圖AM、設(shè)備管理、故障管理和投訴電話等一系列的高級應用軟件的功能。EMS和DMS均基于SCADA系統(tǒng)，由于電力具有發(fā)、供、用一次性完成的特點，所以，兩者之間具有明確的分工。但是，在較小的電力系統(tǒng)中可將這兩項合二為一。配網(wǎng)自動化DA和配電管理系統(tǒng)DMS具有緊密的聯(lián)系。從供電的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中可以看出，配網(wǎng)自動化主要包括變電站自動化和饋電線自動化，饋電線自動化又可以分為柱上饋電線自動化和電纜饋電線自動化。柱上開關(guān)、分段器和重合器負責完成柱上饋電線的監(jiān)控控制、數(shù)據(jù)采集、故障定位、隔離和自動恢復供電等工作。另外，可以用“遙信”“遙控”“遙測”“遙調(diào)”來描述監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集功能。配電管理系統(tǒng)DMS平臺會與“四遙”配合管理通訊方式和通訊規(guī)約等問題。

1.2 配電網(wǎng)自動化的發(fā)展趨勢

1.2.1 信息一體化

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展和科技水平的不斷提高，信息在企業(yè)之間日益激烈的競爭中顯得尤為重要。各行業(yè)都試圖通過信息的一體化來提高市場競爭力，而作為為人類的生產(chǎn)、生活提供基本保障的電力系統(tǒng)，更應該盡早實現(xiàn)信息一體化，從而適應社會的發(fā)展需要。

1.2.2 穩(wěn)定性和經(jīng)濟效益

電力系統(tǒng)實現(xiàn)信息一體化是其發(fā)展的必然趨勢。要想保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，就要與其他行業(yè)進行大量的信息交流，以提高電網(wǎng)的工作效率。但是，配電網(wǎng)系統(tǒng)還存在一些不足，需進一步優(yōu)化。在市場競爭日益激烈的情況下，企業(yè)應以實現(xiàn)自身的經(jīng)濟效益作為首要經(jīng)營目標。電力企業(yè)要想實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化，就必須保證配電網(wǎng)系統(tǒng)實現(xiàn)自動化，保證供電的可靠性和穩(wěn)定性，這需要企業(yè)不斷優(yōu)化配電網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，不斷降低電能損耗，減少浪費，最終提高電力企業(yè)的整體經(jīng)濟效益。

1.2.3 集中化管理

以往，電力企業(yè)因受到科技水平的限制，加之電力系統(tǒng)的各部門之間缺少必要的交流和溝通，導致電力系統(tǒng)的各項工作進展緩慢。為了提高電力系統(tǒng)的工作效率，企業(yè)應加強供電系統(tǒng)的信息集中化管理，從而提高各部門之間的信息交流，保證各部門之間交流和溝通的順暢，進而提高排除系統(tǒng)故障的效率。

2 配網(wǎng)自動化設(shè)計

2.1 配網(wǎng)自動化設(shè)計的前期工作

2.1.1 科學制訂設(shè)計規(guī)劃

在設(shè)計電力系統(tǒng)之前，應本著全局觀念，用發(fā)展的眼光進行系統(tǒng)的設(shè)計和實施。要在工程建設(shè)的初期對變電站自動化進行綜合改造，例如，將110 kV和10 kV的網(wǎng)架進行聯(lián)網(wǎng)，從而建立城區(qū)光纖通訊網(wǎng)絡(luò)。準備工作完成之后，要對城區(qū)之間的10 kV線路進行環(huán)網(wǎng)供電連接，使多電源互為備用，從而實現(xiàn)供電遙控和配電信息的實時監(jiān)測。

2.1.2 聯(lián)系實際選擇設(shè)計方案

要從眾多的設(shè)計方案中選擇出可行的方案，就必須進行詳細的調(diào)查和反復的論證，以保證設(shè)計方案的可行性和準確性。在選擇設(shè)計方案時，考慮到配電網(wǎng)長期發(fā)展的建設(shè)需求，應選取較為成熟的研發(fā)技術(shù)和可以節(jié)約資源、投資的設(shè)計方案，以達到提高經(jīng)濟效益的目標；在功能需求方面，應實現(xiàn)多電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)供電和自動隔離故障的系統(tǒng)電網(wǎng)的建設(shè)，以保證遠程和通訊終端能滿足配電網(wǎng)用戶分散、多點和數(shù)據(jù)傳輸量大等要求。對配電網(wǎng)的建設(shè)應本著實時監(jiān)控的目標，以保證電力系統(tǒng)與其他地理信息和應用系統(tǒng)接口的互通。綜上所述，自動化配網(wǎng)系統(tǒng)的選取要滿足少停電、停電面積小和容易控制等技術(shù)要求，從而實現(xiàn)配網(wǎng)系統(tǒng)的實時監(jiān)控、信息數(shù)據(jù)和及時交換，促進信息的全面共享和數(shù)據(jù)指令的正確傳送，最終實現(xiàn)配電系統(tǒng)的全面自動化建設(shè)。

2.2 合理選擇施工設(shè)備

在選定施工方案后，要科學、合理地選擇施工中所使用的設(shè)備。在選擇施工設(shè)備時，應本著創(chuàng)新和高科技要求的目標，在廣泛借鑒國外成功范例的同時，加大對設(shè)備的投入和建設(shè)，盡量選用在國外得到技術(shù)驗證的成熟設(shè)備，從而在設(shè)備的選擇上進一步提升配網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性和持久性。例如，在選擇配電一次設(shè)備時，柱上開關(guān)可以選擇永磁結(jié)構(gòu)的12 kV的真空斷路ZW32-12/T630-20，以此來實現(xiàn)配電系統(tǒng)的自動重合功能。

2.3 配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)的設(shè)計

在設(shè)計通信系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)時，應遵循分層、分步和分路的設(shè)計思想。分層是將整個電力系統(tǒng)分為兩個結(jié)構(gòu)，一層在主站與FTU之間，另一層在FTU與TTU之間。此外，應按照電力系統(tǒng)實際的線路走向和功能需求進行柱上開關(guān)的電氣連接和環(huán)網(wǎng)光纖連接。

3 提高配網(wǎng)自動化的措施

3.1 建立硬件支持系統(tǒng)

因硬件設(shè)備的支持，配網(wǎng)自動化才能保證整個配電網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性和安全性。在配電網(wǎng)系統(tǒng)中，硬件設(shè)備除了能夠保證供電系統(tǒng)的正常運行之外，還能收集和處理供電數(shù)據(jù)。在硬件系統(tǒng)的支持下，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動收集和綜合分析，以此判斷供電區(qū)域負荷的變化情況，并采取有針對性的措施，以保證供電系統(tǒng)能夠滿足人們的用電需求。因此，要保證供電系統(tǒng)的順利實施，必須具備高質(zhì)量的硬件設(shè)施作為保障。

3.2 加強對配電系統(tǒng)的改造

為了適應社會的發(fā)展，在配電網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)過程中應加強對供電系統(tǒng)的改造。應改造不合理的供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減少和消除配電網(wǎng)中的電能損耗和安全隱患；應將使用年限已久的供電設(shè)備替換為新型的智能供電設(shè)備；應及時地檢驗配電網(wǎng)中的計算機設(shè)備和更換較陳舊的設(shè)備。

4 結(jié)束語

電力系統(tǒng)使用配網(wǎng)自動化設(shè)備能有效提高供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，并且能提高供電系統(tǒng)的供電效率，為人們的生產(chǎn)和生活提供基本的電力保障。所以，我國相關(guān)部門和電力企業(yè)應加強對配網(wǎng)系統(tǒng)的研究，不斷完善配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的性能，并將最新的科學技術(shù)應用到電力系統(tǒng)的設(shè)計和實施中，以促進我國電力系統(tǒng)的發(fā)展。

參考文獻

[1]周建強.配網(wǎng)自動化在電力系統(tǒng)的應用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2013（04）：61-62.

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〔編輯：張思楠〕

Distribution Automation Applications in Power Systems

Li Shaohui

Abstract： The distribution network is one of the power systems of the three systems； it can send the electricity grid electricity nearby regions will be assigned to individual users or step by step. Research and summarizes the distribution network automation system， hoping to provide theoretical support for the development of distribution grid.

Key words： distribution automation； power systems； SCADA system； market economy