10kV配網(wǎng)自動化配電系統(tǒng)設(shè)計研討

張焱昭

摘要：近年來，隨著我國經(jīng)濟社會的發(fā)展，工業(yè)及家庭用電設(shè)備的普及和增加使得對電力系統(tǒng)配電網(wǎng)的要求日益提高，對供電部門如何保證配電網(wǎng)的安全、可靠運行提出了更高的要求。現(xiàn)階段而言，大多數(shù)城市配電網(wǎng)主要以架空線路為主，同時隨著信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)的飛速發(fā)展，一些全新的設(shè)備以及技術(shù)的使用對配電網(wǎng)設(shè)計提出了挑戰(zhàn)。只有不斷改進、提高配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的設(shè)計工作，為提高配電網(wǎng)絡(luò)運行管理水平提供保證，進而實現(xiàn)供電可靠性的不斷提高。

關(guān)鍵詞：10kV配網(wǎng);自動化;系統(tǒng)設(shè)計

一、推動10kV配網(wǎng)自動化配電系統(tǒng)設(shè)計的重要性

1.1信息技術(shù)10kV配網(wǎng)自動化配電系統(tǒng)設(shè)計中的意義

現(xiàn)代電力系統(tǒng)運行的主要目的是提高供電網(wǎng)絡(luò)的安全性，因此，為了更好的提升電力系統(tǒng)的安全，就需要借助信息技術(shù)對其運行的各個環(huán)節(jié)進行有效的監(jiān)測和控制。如絕緣系統(tǒng)，其在一定程度上決定了相關(guān)設(shè)備的運行壽命。在運行過程中，電力設(shè)備的絕緣系統(tǒng)由于長期遭受機械等各類不確定因素的影響，導(dǎo)致其老化速度不斷加快，對于相對較薄弱的系統(tǒng)極易出現(xiàn)絕緣缺陷故障。此時就需要采用與之對應(yīng)的信息技術(shù)系統(tǒng)來做好故障的檢測工作，對發(fā)現(xiàn)的故障采取有效的措施給予解決，保證其能夠正常的運行。

1.2在10kV配電網(wǎng)中配電監(jiān)控終端的應(yīng)用意義

在10kV配網(wǎng)自動化配電系統(tǒng)設(shè)計中，配電監(jiān)控終端起到了決定性的作用，其主要包括開閉所有開關(guān)終端及聯(lián)絡(luò)開關(guān)終端兩大部分，其具體的功能包括執(zhí)行遙控命令、信息采集處理、參數(shù)設(shè)定、時間記錄上報、診斷恢復(fù)、電源失電保護及通訊等功能。在10kV配網(wǎng)自動化運行過程中，配電監(jiān)控終端可以實現(xiàn)對電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、電能等的檢測，而且還擁有較為強大的通訊功能，可以支持多種通訊規(guī)約，保證了配電系統(tǒng)的運行效果。

1.3在10kV配電網(wǎng)中智能開關(guān)的應(yīng)用意義

在10kV配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中，智能開關(guān)不僅可以在沒有通訊線路的情況下實現(xiàn)電網(wǎng)故障的自動隔離、診斷及恢復(fù)，而且還能實現(xiàn)與通訊系統(tǒng)的有效連接，并借助系統(tǒng)主站與子站的控制單元來對其進行有效的遙控。分段模式開關(guān)具有的基本功能包括時限閉鎖、延時合閘、閉鎖自動解除及脈沖閉鎖等。遙控接口不僅可以實現(xiàn)對開關(guān)裝置的有效監(jiān)測遙控，而且還能實現(xiàn)對開關(guān)分、合等位置的有效操作。

1.4在10kV配電網(wǎng)中通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用意義

一個優(yōu)秀的電網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)該具備少量的通訊端口設(shè)備，以確保整個系統(tǒng)的可靠性和管控能力。通常情況下，可以將10kV配電網(wǎng)系統(tǒng)劃分為不同多個子群，并且每個子群包括幾十個監(jiān)控終端，他們都需要統(tǒng)一的通訊管理。而通信控制器是這些子群的主要管理設(shè)備，其主要功能是對后臺發(fā)出的控制命令給予接收，并對電網(wǎng)運行的相關(guān)數(shù)據(jù)進行收集，完成對其他系統(tǒng)的操作指令。通信網(wǎng)絡(luò)主要負責對FTU和RTU等監(jiān)控終端的通信通道實施有效地監(jiān)控，一旦主通道被切斷，10kV

配網(wǎng)自動化就可以實現(xiàn)備用通道的自動切換，并且能夠在網(wǎng)絡(luò)接入時，做好相關(guān)的監(jiān)控功能。

二、10kV配網(wǎng)自動化配電系統(tǒng)設(shè)計分析

2.1 10kV配網(wǎng)自動化配電系統(tǒng)對一次網(wǎng)架和設(shè)備的要求：實施配網(wǎng)自動化區(qū)域的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)應(yīng)布局合理、成熟穩(wěn)定，其接線方式應(yīng)滿足相關(guān)標準要求;一次設(shè)備應(yīng)滿足遙測和（或）遙信要求，需要實現(xiàn)遙控功能的還應(yīng)具備電動操動機構(gòu);實施饋線自動化的線路應(yīng)滿足故障情況下負荷轉(zhuǎn)移的要求，具備負荷轉(zhuǎn)供路徑和足夠的備用容量。實施配網(wǎng)自動化區(qū)域的站所應(yīng)提供適用的配電終端工作電源;網(wǎng)架建設(shè)時，考慮同步建設(shè)通信通道。

2.2信息交互平臺構(gòu)建

信息交互是基于消息傳輸機制，實現(xiàn)實時信息、準實時信息和非實時信息的交換，支持多系統(tǒng)間的業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)和功能集成，是實現(xiàn)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)與其它相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)之間的信息共享基礎(chǔ)，因此如何實現(xiàn)信息交互對配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)設(shè)計的是否滿足低壓配電網(wǎng)絡(luò)安全可靠運行要求非常重要。

信息交互的內(nèi)容來源分析：由地區(qū)調(diào)度自動化系統(tǒng)提供的35kV、110kV高壓配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲、相關(guān)設(shè)備參數(shù)、實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)等;由生產(chǎn)管理系統(tǒng)（PMS）提供的10kV、20kV中壓配電網(wǎng)（包括）的相關(guān)設(shè)備參數(shù)、配電網(wǎng)設(shè)備計劃檢修信息和計劃停電信息等;由生產(chǎn)管理系統(tǒng)（PMS）或電網(wǎng)GIS平臺提供的中壓配電網(wǎng)的饋線單線圖、網(wǎng)絡(luò)拓撲圖等;由營銷管理信息系統(tǒng)或生產(chǎn)管理系統(tǒng)（PMS）提供的低壓配電網(wǎng)（380V/220V）的網(wǎng)絡(luò)拓撲、相關(guān)設(shè)備參數(shù)和運行數(shù)據(jù);由客服系統(tǒng)或營銷管理信息系統(tǒng)提供的用戶故障信息;由營銷管理信息系統(tǒng)提供的低壓公變和專變用戶相關(guān)信息。

信息交互的內(nèi)容去向分析：能夠為關(guān)聯(lián)系統(tǒng)提供配電網(wǎng)圖形（主要包括：系統(tǒng)圖、站內(nèi)圖等）、網(wǎng)絡(luò)拓撲、數(shù)據(jù)實時傳遞、歷史數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)分析等信息。

信息交互的方式的選擇：使用面向服務(wù)結(jié)構(gòu)（SOA），在各個系統(tǒng)信息交換的前提下，實現(xiàn)對跨系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程的綜合應(yīng)用的服務(wù)及支持。所選用的接口標準應(yīng)該滿足IEC61968-1中信息交換模型（IEM）的規(guī)定。

信息交互的一致性：采用統(tǒng)一編碼，確保各應(yīng)用系統(tǒng)對同一個對象描述的一致性。電氣圖形、拓撲模型的來源（如上一級調(diào)度自動化系統(tǒng)、配網(wǎng)自動化系統(tǒng)、電網(wǎng)GIS平臺、生產(chǎn)管理系統(tǒng)等）和維護應(yīng)保證交互對象的唯一性。

2.3對通信系統(tǒng)的要求

結(jié)合配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)變動頻繁的實際，綜合其他系統(tǒng)，對其整體進行統(tǒng)一規(guī)劃保障通訊基礎(chǔ)設(shè)備利用效率最大化。骨干層面的通信網(wǎng)絡(luò)可以設(shè)置為專用網(wǎng)絡(luò)或者公共網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建配電主站和配電子站的通信渠道，接入層通信網(wǎng)絡(luò)為配電主站（子站）至電網(wǎng)配電終端的通信渠道。其中骨干層面通信網(wǎng)絡(luò)具有路由迂回能力以及良好的生存性，優(yōu)先使用光纖傳輸網(wǎng)，同時還要采用一些專網(wǎng)通信方式對其進行補充。接入層通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該依據(jù)實際情況選擇，使用綜合光纖專用網(wǎng)絡(luò)、配電線載波、無線等通訊方式。在接入過程中，無論采用幾種通訊方式，都應(yīng)該對其進行統(tǒng)一連接、統(tǒng)一接入以及共同管理，同時，還要滿足以太網(wǎng)以及標準串行接口的需求。

2.4配網(wǎng)自動化系統(tǒng)設(shè)計

按照先進性、可靠性、經(jīng)濟性、實用性原則，充分利用已有設(shè)備資源，綜合考慮多種通信方式并合理選用。硬件配置：采用主要設(shè)備采用雙機、雙網(wǎng)冗余配置，滿足可靠性和系統(tǒng)性能指標要求，具有擴展性、通用性。軟件配置：服務(wù)器與工作站采用Unix/Linux操作系統(tǒng);采用成熟可靠的支撐和應(yīng)用軟件。根據(jù)社會經(jīng)濟發(fā)展水平采用遞進功能配置：首先應(yīng)該具有良好的功能，依據(jù)實際情況的需要，對擴展功能進行合理分配;某些區(qū)域存在網(wǎng)絡(luò)拓撲的條件，應(yīng)該配置饋線事故分析處理功能;在相關(guān)信息完整的情況下，應(yīng)該配置數(shù)據(jù)分析功能。

三、結(jié)束語

綜上所述，在進行10kV配網(wǎng)自動化配電系統(tǒng)設(shè)計過程中，要對其各個環(huán)節(jié)進行科學、有效的設(shè)計，這樣一來不僅可以確保配電網(wǎng)運行的安全性和可靠性，而且還能為用戶提供更好的服務(wù)，提高供電企業(yè)的經(jīng)濟效益。

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