提高配電網(wǎng)管理水平的配電自動化系統(tǒng)

改造者：王興財 石 鑫

提高配電網(wǎng)管理水平的配電自動化系統(tǒng)

改造者：王興財 石 鑫

配電自動化以一次網(wǎng)架和設(shè)備為基礎(chǔ)，綜合利用計算機(jī)、信息及通信等先進(jìn)技術(shù)，實現(xiàn)對配電網(wǎng)的監(jiān)測與控制，并通與過相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)的信息集成，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的科學(xué)管理。葫蘆島供電公司在總結(jié)現(xiàn)有配電設(shè)備管理經(jīng)驗基礎(chǔ)上，分析研究有必要為配電網(wǎng)開發(fā)一套“配電自動化系統(tǒng)”，緊跟國家電網(wǎng)公司設(shè)計原則“統(tǒng)一規(guī)劃、優(yōu)先設(shè)計、因地制宜、分步實施、合理聯(lián)網(wǎng)、信息共享”。大大提高配電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和效率，提高電能的供應(yīng)質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度和充分利用現(xiàn)有設(shè)備的能力，從而給用戶和葫蘆島供電公司均能帶來可觀的收益。

葫蘆島供電公司配電線路事故跳閘后，仍采用人工手動操作，送電時間長，給用戶造成極大的不便，另外對于配電線路上的運(yùn)行設(shè)備，如隔離開關(guān)、真空斷路器等，不具備遠(yuǎn)方操作功能，配調(diào)人員無法實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測、實時采集運(yùn)行數(shù)據(jù)，另外葫蘆島沒有配調(diào)自動化主站系統(tǒng)，無法滿足對配電網(wǎng)的管理要求。目前這種運(yùn)行管理模式，浪費(fèi)了人力和物力，配電網(wǎng)自動化水平?jīng)]能體現(xiàn)出來，另外實現(xiàn)配網(wǎng)自動化，是國網(wǎng)公司提出的建設(shè)智能電網(wǎng)的需要，也是配電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢。因此，葫蘆島公司需要結(jié)合電網(wǎng)改造實現(xiàn)配網(wǎng)自動化，建立與配調(diào)自動化主站系統(tǒng)，提高配電網(wǎng)的管理水平。

工作原理

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)是實現(xiàn)配網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)視和控制的自動化系統(tǒng)，具備SCADA處理、數(shù)據(jù)采集和控制、故障處理、高級應(yīng)用等功能，主要由配電自動化主站系統(tǒng)、配電自動化終端和通信網(wǎng)絡(luò)等部分組成，調(diào)度人員通過監(jiān)視配電網(wǎng)運(yùn)行工況，可以優(yōu)化配電網(wǎng)運(yùn)行方式，另外當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障或異常時，調(diào)度人員可以迅速查出故障區(qū)段，快速對故障區(qū)段進(jìn)行隔離，減少停電面積，縮短停電時間，并可以對配電網(wǎng)電壓進(jìn)行監(jiān)視，合理控制無功負(fù)荷和電壓，達(dá)到改善供電質(zhì)量，降低電網(wǎng)線損目的。

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的建設(shè)

配網(wǎng)終端及配網(wǎng)一次設(shè)備建設(shè)

配調(diào)自動化建設(shè)的重點是，更換線路真空斷路器，安裝智能配電終端控制器，安裝配電線路視頻監(jiān)控以及無線通信終端設(shè)備等。確保配調(diào)人員實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測、實時采集運(yùn)行數(shù)據(jù)，進(jìn)行遙控操作，并能通過視頻監(jiān)控線路上的斷路器，滿足配電網(wǎng)的運(yùn)行管理需求。如圖1。

配電通信設(shè)備建設(shè)

通信方面，葫蘆島配網(wǎng)自動化系統(tǒng)建設(shè)采用光纖通信和無線通信結(jié)合的方式。對于市區(qū)光纜覆蓋的變電站，采用光纖通信，每個配網(wǎng)終端通過光纜將通道信信息匯聚到與它最近的變電站，再通過變電站站內(nèi)的調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備與調(diào)度主站系統(tǒng)進(jìn)行通信，光纖通信方式可靠性較強(qiáng)，對較偏遠(yuǎn)區(qū)域由于通信光纜沒有覆蓋，葫蘆島公司使用無線GPRS通信方式對這個問題進(jìn)行了解決。配電網(wǎng)終端通過GPRS與葫蘆島供電公司調(diào)度主站的GPRS服務(wù)器進(jìn)行通信，這樣完成了對配網(wǎng)信息的傳輸。

圖1　配網(wǎng)自動化系統(tǒng)一次開關(guān)設(shè)備

圖2　配網(wǎng)自動化系統(tǒng)通信拓?fù)鋱D

配電自動化主站建設(shè)

葫蘆島配網(wǎng)自動化主站系統(tǒng)包括、SCADA服務(wù)器、前置采集服務(wù)器、報表服務(wù)器和工作站，前置采集服務(wù)器完成對配網(wǎng)數(shù)據(jù)的采集，SCADA服務(wù)器對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并實現(xiàn)對開關(guān)的控制功能、報表服務(wù)器可以為配調(diào)人員提供報表數(shù)據(jù)，并方便查詢。配網(wǎng)自動化主站通過配電線路圖，展示線路運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)。提示線路運(yùn)行異常情況。方便配調(diào)人員對配電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)視。

圖3　配網(wǎng)自動化系統(tǒng)主站界面圖

創(chuàng)新點

葫蘆島配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的建設(shè)按照統(tǒng)籌規(guī)劃、分步實施的原則，在規(guī)劃初期便充分考慮系統(tǒng)的安全可靠、實用和易于擴(kuò)展。按照遼寧省電力有限公司的遠(yuǎn)期規(guī)劃，葫蘆島公司建設(shè)大配調(diào)、實現(xiàn)調(diào)控合一，下一階段逐步將葫蘆島市連山區(qū)、龍港區(qū)、南票區(qū)、楊家杖子區(qū)、興城市所轄66kV變電站10kV側(cè)信息接入配調(diào)自動化主站系統(tǒng)中，與地調(diào)主站系統(tǒng)66kV變電站信息共享并且通過CDMAGPRS獨(dú)立接入連山地區(qū)、龍港地區(qū)、楊杖子地區(qū)、南票地區(qū)、興城地區(qū)10kV變臺及相關(guān)10kV配線柜電網(wǎng)信息，從而為配電調(diào)度人員提供監(jiān)視、控制、高級電網(wǎng)分析服務(wù)，實現(xiàn)的創(chuàng)新功能如下：

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的實現(xiàn)，完成了對配電網(wǎng)設(shè)備包括開關(guān)狀態(tài)，保護(hù)動作信息、運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集，使調(diào)度人員能夠?qū)崟r掌握電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，解決了長期以來“盲調(diào)”的現(xiàn)狀。

可以實現(xiàn)對10kV環(huán)網(wǎng)開關(guān)、分歧線路的監(jiān)視，當(dāng)配網(wǎng)發(fā)生故障時，通過配調(diào)自動化主站能夠快速完成對故障區(qū)域的定位，極大的縮短事故的處理時間。

與配電地理信息系統(tǒng)（GIS）進(jìn)行集成：使調(diào)度人員對配電線路所處的地形地貌有了直觀的了解。3.4配電網(wǎng)的高級應(yīng)用功能如網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹顟B(tài)估計、潮流計算、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、無功優(yōu)化、仿真培訓(xùn)等。

為調(diào)度員提供輔助決策。

經(jīng)濟(jì)效益分析

縮小停電面積，減少負(fù)荷損失，經(jīng)濟(jì)效益明顯

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)建成后，調(diào)度人員能夠?qū)ε渚W(wǎng)分歧線路進(jìn)行監(jiān)控，能及時準(zhǔn)確地找到故障點，縮小停電范圍，減少用戶停電時間，減少了用電負(fù)荷的損失，一般一條10kV線路平均有4條分歧線路，一條線路上至少有用戶為40戶，平均每條10kV線路每年停電5次，恢復(fù)時間平均大約需要3h，沒有配網(wǎng)自動化系統(tǒng)時，10kV分歧線路故障，需要將整條線路停電，大約造成160戶用戶停電，每年停電15h，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)建成后，分歧線路故障時，直接將該分歧切除，其余用戶不需要停電，極大的提高了供電可靠性，取得了極其可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

實現(xiàn)了配電網(wǎng)的精益化管理，提高了配電網(wǎng)設(shè)備的管理水平

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)建成后，葫蘆島供電公司能夠?qū)φ麄€配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)測，通過對負(fù)荷的監(jiān)測，可以了解到負(fù)荷分配情況，為電網(wǎng)規(guī)劃提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過對配網(wǎng)的電壓的監(jiān)測，可以了解配電網(wǎng)的電壓情況，從而控制無功補(bǔ)償設(shè)備的投、切，達(dá)到減少線損，提高電壓水平的目標(biāo)。

能夠?qū)崟r監(jiān)視配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)事故隱患，有效地保證了配電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)建成后，通過在配電自動化主站系統(tǒng)設(shè)置過負(fù)荷告警、主變油溫告警等信息，有效的避免了事故的發(fā)生，葫蘆島供電公司將每條10kV線路的最小載流量輸入到系統(tǒng)中，當(dāng)10kV線路的電流超過最小載流量時，系統(tǒng)自動報警，通過這種手段有效的避免了電網(wǎng)中最小在流元件的損壞，通過對主變設(shè)置油溫高告警信息，使主變溫度控制在合理區(qū)間，保障了變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行，避免了主變燒毀的事故發(fā)生、達(dá)到增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目的。

結(jié)束語

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的建設(shè)提高了葫蘆島地區(qū)的供電可靠性，帶來了巨大的社會效益。拉動了經(jīng)濟(jì)發(fā)展，促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)提升。實現(xiàn)配網(wǎng)自動化后，葫蘆島地區(qū)的電能質(zhì)量得到了極大的改善，有效地降低了線損，產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

實現(xiàn)配網(wǎng)自動化后，葫蘆島公司的工作效率得到了提高。調(diào)度人員可以利用配網(wǎng)自動化系統(tǒng)各個應(yīng)用功能，自動分析和處理各項管理事務(wù)，如報表統(tǒng)計、缺陷統(tǒng)計、停電管理等等，大大減少了人工參與量，極大地提高了工作效率，具有廣泛的應(yīng)用前景。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.21.035