電力自動(dòng)控制系統(tǒng)在低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

蔣鎮(zhèn)宇，王榆

(國網(wǎng)江蘇省電力有限公司海門市供電分公司，江蘇 海門 226100)

0 引言

現(xiàn)代輸電系統(tǒng)大部分都是應(yīng)用低壓配電來進(jìn)行電力傳輸?shù)模淠軌虺浞譂M足民眾對(duì)電力的使用需要，對(duì)整體能源供應(yīng)情況進(jìn)行檢測(cè)，建立起全面自動(dòng)能源管理系統(tǒng)智能控制低壓配電。電力自動(dòng)控制應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)中，如果出現(xiàn)電源故障，能夠及時(shí)檢測(cè)到并修復(fù)，且電源管理中也會(huì)自動(dòng)檢查，如此，不但能節(jié)省人力、物力資源，還能降低能耗，一舉多得。

1 電力自動(dòng)控制系統(tǒng)分析

電力自動(dòng)控制系統(tǒng)是電力行業(yè)不可或缺的系統(tǒng)，一般用于自動(dòng)化管理，其主要由工控機(jī)、數(shù)字化電力測(cè)控、電力儀表等部分組成，都具有各自不可替代的作用。簡(jiǎn)單而言，電力自動(dòng)控制有分布和分層兩結(jié)構(gòu)劃分，低壓配電系統(tǒng)應(yīng)用，可借助串口通信，來保證信息的可靠輸送，有效控制低壓配電系統(tǒng)。

1.1 工控機(jī)

該結(jié)構(gòu)的功能主要是依靠處理信息，在后臺(tái)控制、測(cè)量、存盤保存現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)；依靠將打印記錄下來和顯示出畫面，來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行分析；通過遙信，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障缺漏，避免因?yàn)槭鹿识L時(shí)間停電；以遙控的方式，來對(duì)負(fù)荷進(jìn)行科學(xué)調(diào)節(jié)配置，保證運(yùn)行順暢[1]。

1.2 數(shù)字測(cè)控裝置

數(shù)字測(cè)控裝置的用途在于對(duì)低壓配電系統(tǒng)電流、電壓、功率值進(jìn)行測(cè)量，并測(cè)試頻率，嚴(yán)格監(jiān)控電力控制系統(tǒng)不同開關(guān)量，假如負(fù)荷量不符合要求，立刻報(bào)警，提示相關(guān)人員來進(jìn)行維修處理。此外，數(shù)字電力測(cè)試系統(tǒng)能管控繼電設(shè)備出口和設(shè)備，保證系統(tǒng)的安全性。

1.3 多功能電力儀表

多功能儀表能精確測(cè)量電量、電能，保證準(zhǔn)確測(cè)量結(jié)果，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化配網(wǎng)。依靠現(xiàn)場(chǎng)儀表顯示來確保通訊接口的可用性，保障電力自動(dòng)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的高效率傳輸。LED現(xiàn)場(chǎng)顯示，供給串行異步半雙工RS-485通信接口，應(yīng)用MODBUS—RTU通信協(xié)議，以通信線路為基礎(chǔ)，各數(shù)據(jù)信息通暢傳輸。以每字節(jié)的位傳輸方式：1個(gè)起始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位(奇偶校驗(yàn)位)、1個(gè)停止位(有奇偶校驗(yàn)位時(shí))或者2個(gè)停止位(無奇偶校驗(yàn)位時(shí))。儀表內(nèi)電量信息表里保存有所有測(cè)量參數(shù)，借助儀表數(shù)字通信接口，便能夠?qū)@些數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和訪問。也可分析實(shí)際需要，對(duì)儀表進(jìn)行重編，統(tǒng)一配電系統(tǒng)需求參數(shù)和儀表參數(shù)[2]。

1.4 DMC—NP縱向設(shè)備

該設(shè)備是基于原縱向集結(jié)設(shè)備發(fā)展起來的，新增電源補(bǔ)給功能，能夠和現(xiàn)場(chǎng)總線遠(yuǎn)距離傳輸。在現(xiàn)場(chǎng)總線與設(shè)備直接相連的時(shí)候，能夠取代DMC—M管理模塊，供給電源。DMC—NP總線集結(jié)設(shè)備的傳輸方式是透明的，主要采用DMC產(chǎn)品，極大程度拓展通行網(wǎng)絡(luò)，依靠單元化處理方式來實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜所有產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)連接，開關(guān)柜是低壓電抽屜式，通信網(wǎng)絡(luò)靈活度更高，可靠性強(qiáng)。

1.5 模塊的轉(zhuǎn)換

計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)間，計(jì)算機(jī)與設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸都被歸屬于同一串口通信技術(shù)，用來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、信息的發(fā)送接收。處于新型配電室內(nèi)部的低壓柜內(nèi)的ABB開關(guān)，是通過RS232方式來通信的。不過，自動(dòng)控制中心與低壓柜間的距離一般>20 m，因此傳輸實(shí)際要求難以通過這一通信方式來達(dá)到。需要依靠接口轉(zhuǎn)換設(shè)備，RS232接口與總線間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

2 電力自動(dòng)控制系統(tǒng)在低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 發(fā)揮工控機(jī)、測(cè)控裝置功用

低壓配電系統(tǒng)中電力自動(dòng)控制的應(yīng)用，須對(duì)通信信息予以關(guān)注，著重處理、搜集數(shù)據(jù)信息，并結(jié)合顯示出的畫面來完成電力控制系統(tǒng)情況評(píng)估、分析工作。以電力測(cè)控裝置連續(xù)測(cè)量低壓配電系統(tǒng)三向回路電流、電壓、功率等參數(shù)，保證各個(gè)開關(guān)量處于監(jiān)視中，兩級(jí)過負(fù)荷越限警告，保證整個(gè)配電系統(tǒng)能夠安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、高效的運(yùn)作[3]。

2.2 通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)把控

低壓配電系統(tǒng)中電力自動(dòng)控制的應(yīng)用，要把控好通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，以分層方式建立網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。一般在抽屜式開關(guān)柜中選擇分層樹形通信網(wǎng)絡(luò)，有總線集線器、通信管理模塊，加上通信電源自帶的現(xiàn)場(chǎng)總線，能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，通信質(zhì)量也得到優(yōu)化，通常優(yōu)選RJ45與SPT5雙絞線，安裝簡(jiǎn)單，維護(hù)輕松。設(shè)置時(shí)，自建繼電器的出口要能與中央型號(hào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定連接，且保護(hù)與控制裝置須安全高效運(yùn)作。此外，對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需考慮IEC61850協(xié)議，該協(xié)議具有多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，如高帶寬、維護(hù)簡(jiǎn)單、兼容性優(yōu)、成熟技術(shù)支撐等，還十分有影響力，能夠?qū)MC231和中高壓系統(tǒng)保護(hù)控制裝置更好地聯(lián)合，從而建立起整體數(shù)字化變配電系統(tǒng)。在該系統(tǒng)基礎(chǔ)上，考慮與外部系統(tǒng)的連接方法。以IEC61850協(xié)議來數(shù)字化、智能

化改變電力自動(dòng)控制，讓其在低壓配電系統(tǒng)中的作用得到最大優(yōu)化。

2.3 選擇適宜LED顯示屏和電源模塊

在對(duì)LED顯示屏與電源模塊進(jìn)行挑選時(shí)，要確保LED顯示屏能適應(yīng)電力自動(dòng)控制系統(tǒng)的需要，與液晶顯示屏LCD相比，LED這一圖形顯示屏有著更長的壽命，且不需要屏保來保持常亮，有更廣的溫度范圍，也不用調(diào)節(jié)對(duì)比度來對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行適應(yīng)，可視距離約10 m，以其，指針式儀表可被真正取代[4]。LED顯示可以反映系統(tǒng)實(shí)際情況，維修人員通過查看LED顯示屏，可以更好地發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的問題，從而保證系統(tǒng)維修的高效率。

3 電力自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)的保障措施

為有效監(jiān)控低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)有效預(yù)警和控制，保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定安全運(yùn)作，降低故障發(fā)生概率，需要采取可靠的保障措施，主要分為以下方面。

1)材料優(yōu)化選擇。材料選擇的時(shí)候要考慮合理性和性能是否良好，以保證在使用過程中降低設(shè)備的損耗，發(fā)揮節(jié)能效果，材料選擇的時(shí)候可以考慮新型材料，對(duì)配電變壓器進(jìn)行節(jié)能改造，最大程度降低消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能性。

2)操作系統(tǒng)完善。管理者需要參考系統(tǒng)運(yùn)行的現(xiàn)實(shí)情況，建設(shè)符合實(shí)際需求的自動(dòng)化控制框架，保證操作的有效性，提升配電項(xiàng)目的完整性。操作系統(tǒng)對(duì)于電力自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用十分重要，在建設(shè)完善的過程中，要突出簡(jiǎn)便性，依靠簡(jiǎn)便性操作系統(tǒng)來簡(jiǎn)化操作，以更簡(jiǎn)單地處理低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行故障問題。另外，可將操作系統(tǒng)放在電網(wǎng)的中心位置，使遠(yuǎn)程操作更簡(jiǎn)便。

3)電網(wǎng)合理規(guī)劃。低壓配電系統(tǒng)應(yīng)用電力自動(dòng)控制系統(tǒng)，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行合理的規(guī)劃，可以降低低壓分支線路運(yùn)用，避免線路過多的損耗。合理規(guī)劃電網(wǎng)，還能保證電能供應(yīng)無憂，使近電遠(yuǎn)送等問題得到切實(shí)解決。另外，合理規(guī)劃電網(wǎng)可減少供電過程的損耗，滿足電網(wǎng)區(qū)域民眾供電需要。

4 結(jié)語

電力自動(dòng)控制在低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用，能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和排除電力系統(tǒng)故障，提高系統(tǒng)故障排查維修效率。電力自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)智能化和自動(dòng)化，更好地滿足民眾的供電需求，在應(yīng)用過程中，要發(fā)揮工控機(jī)、電力測(cè)控裝置作用，把控通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，及科學(xué)選擇LED顯示屏和電源模塊，并通過材料優(yōu)化選擇，操作系統(tǒng)完善，電網(wǎng)合理規(guī)劃等措施來保障低壓配電系統(tǒng)運(yùn)作的穩(wěn)定、安全，降低損耗。