配电自动化系统在智能电网中的应用论文_任禹琳,曹欣勇,任帅

配电自动化系统在智能电网中的应用论文_任禹琳,曹欣勇,任帅

(国网天津市电力公司东丽供电分公司 天津市 300000)

摘要:智能电网是建立在高速集成的双向网络的基础上的,通过利用先进的传感、测量、设备技术、控制方法和科学的决策支持着智能系统技术的应用,从而实现可靠、高效、经济的运行电网的目标。智能电网的使用成为了推动我国经济复苏的重要条件,并且成功地带动了电力系统整体的技术进步和更新换代。配电自动化作为智能配电网的重要环节之一,在整个智能配电网的使用中也实现了应用和发展。

关键词:配电自动化;智能电网;应用;发展

1智能电网的特点

(1)自愈:针对智能电网来讲,其所具有的能力有很多,诸如在线、实时及连续的实施系统安全评估及分析,其还具有功能强大的预警空置系统,以及强劲的预防控制能力,对故障进行自动诊断,将故障给与隔离,并对系统进行自我恢复,以此达到减少停电时间的效果,并最大限度挽回经济损失;(2)安全:包括电网物理构架安全和信息网络安全,重视基于数字化、信息化平台的防火墙建设,根据电网的发展建设不断地升级;(3)顽强:在电网发生大的故障的时候,仍旧可以对用户进行供电,不会像以前一样造成大面积的停电,有确保电力安全运行的能力;(4)协调:实现了电力系统的标准、规范、精细化的管理,从而进一步促进电力市场化的推广;(5)高效:对于智能电网的合理使用来讲,其不仅能够起到对资源给与优化配置的作用,还可最大限度的降低电力损耗,对于能源的使用效率具有有效的提升效果;(6)兼容:智能电网可以容纳集中式、分布式等多种不同类型的发电电源,会尽量满足用户的电力需求;(7)优化:智能电网优化了资源利用,降低了投资、运行维护成本,节约了资源。

2智能电网配电自动化系统建设的必要性

从配电自动化的所需配电量和配电规模角度分析,可将智能电网的配电自动化的系统分为:大型配电自动化系统、中型配电自动化系统、以及小型配电自动化系统。无论大型配电自动化系统还是小型配电自动化系统,都需要根据实际需要配电的目标、配电范围、以及适应配电发展来考虑,并且需要遵循安全配电、适应经济发展、适合拓展等规律。从智能电网配电自动化系统的特点来看,其具有很好的拓展性。我国在智能电网的发展历程中,以往工作的重点放在了输电电网的发展上,致使配电系统方面较为薄弱,不能够满足我国智能电网的整体建设需求。因此加强智能电网配电自动化建设具有一定的必要性。(1)配电自动化可以通过各种技术对配电网及其它关联设备实时运行状态的监控和管理,改变“盲管”现象,能够及时发现并消除运行中的故障隐患,从而降低故障的发生率。(2)由于用电扩装、设备检修等原因,配电网经常会安排计划停电,这时就需要进行负荷转供操作。一般情况下都是安排电力人员到现场对环网柜或柱上开关进行逐一倒闸操作,这种人工操作的做法不可避免地会造成部分用户的停电时间较长,而在建设好配电自动化系统以后,我们可以应用配电自动化系统进行遥控控制,可避免直接的人工手动操作,从而缩短倒闸操作的停电时间。(3)在电力抢修过程中,依靠人工巡线的方法进行故障隔离,往往要耗费几个小时的时间,但配电自动化系统能够在几分钟以内完成故障隔离,从而显著地减少故障影响范围与停电时间,节省抢修人力物力。

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3配电自动化系统在智能电网中的应用

3.1自动化系统的组成和作用

自动化系统主要有主站、监控系统、系统管理、通讯接口等部分。主站一般都是由服务器、通讯仪、工作站以及各种技术应用软件构成,实施对整个自动化系统的监管;监控系统,主要是对自动化系统进行的一个监测行为,为了能够及时的发现问题,减少损失;系统管理主要由就是在有监控系统的基础上,对出现问题的环节进行有效的调整管理,保障设备的正常运行;通讯接口:是指对现场监控设备和系统管理的主机系统进行数据交换的设备和链路,具有确保各个设备之间能够即时通讯的功能。

3.2IDS系统的发展应用

IDS系统就是我国自行研发的一种比较成熟的系统形式,现以中小城市的配电自动化为例进行分析,其在具体结构上,主要有FTU单元多级网络控制,此外,还具有子站和主站。主站、子站及IDS系统终端之间所存在的关系,即针对配电自动化各个环节所存在的特征,将配网的智能终端单元在各个结点上均予以运用,以此实现对数据的采集及检测目的,利用光纤对配网终端的单元之间进行连接通信,在所有的配网终端单元的体系框架下,形成相应的单环网,并且将其连接子站。针对子站在整个配电自动化系统当中的作用来讲,可将现场的工业计算机作为其实现运转的基础形式,或者可将嵌入式系统的子站终端作为根本给与建立,子站可利用用户界面开展相应的查询及操控。现以IPDS智能配电系统为实例,对其应用效果进行分析,针对IPDS智能配电系统来讲,其在具体的实际运行当中,能够实现为整个电力系统提供形式多样的通信方式,诸如利用RS485/422/232的串行通信,以此来实现对管理系统的DCS、PLC及计算机等进行控制。

IPDS智能配电系统的中央监控管理站和分区的IPDS_LCU之间,建立数据通信网络,通过分析设施在运行当中的实际状况,采用与实际需要相符合的通信介质,此外,并依据实际需要,将网络的具体结构及所应变化进行调整。

IPDS的智能配电系统具体的控管对象主要有大功率电源、变压器、发电机及各开关柜等。IPDS系统在建筑行业、矿山和石油及冶金业等当中被广泛应用,IPDS系统可对重工业领域的设备运行的管理效率及用电设施具有重要的提升效果,至此,达到企业的运营成本降低的目的,节能减排;从该系统的基础设计建设来考量,针对飞机场、火车站及交通枢纽等基础设施,电作为其相应运转能力的主要来源,所以,设施投入的最大运营成本当中,这些设施的电能消耗以及供电设施首当其冲,如果采用IPDS,可实现对上述设施在整体运行管理效率方面得以最大限度提升,至此,促进设施能源损耗成本的减低及减少。

4配电自动化的发展趋势

配电网的自动化发展属于电力发展的必然产物,随着我国国民的用电水平的不断提高,配电网也不断面临着新的挑战。目前,我国配电网的自动化仍然属于一项因发展新出的技术,我国需要科学的态度,来实事求是地分析它对于我国电力实业的作用,进而有针对性地加强对我国的配电网自动化的研究和改造。配电网自动化系统现在已经朝着数字化、网络化的方面快速高效的发展,随着科学技术的不断进步,建设基于IEC61850(电力系统自动化领域的全球唯一一个通用标准)的配电自动化系统一定会成为自动化发展的必然趋势。根据IEC61850将物理的设备和二次逻辑的功能来进行抽象,建立起一次系统以及二次设备的功能相互关系的参数模型,全景式形象的将配电网自动化系统给描述出来,从而为配电的自动化系统提供完整准确的数据资料。并且,IEC61850可以给不同的电力企业设备设定成相同的配置语言,其参数模型有统一的扩展以及一致的测试方式,都有效地提高了配电网自动化的系统原有的兼容性,给我国的配电网自动化系统迈向统一提供了坚定的技术基础,为企业的运行管理也提供了新的思路。

5结束语

综上所述,配电网是城市的基础设施,是智能电网的重要环节。我国的配电自动化的技术已经较为完善,目前正在向着开放、兼容的方向高速发展。相信随着科学手段的不断进步,各个电力企业只要能够坚持充分发挥IEC61850的功能特点,在不久的将来,一定可以构建出面向世界、面向未来的配电网的自动化系统。

参考文献:

[1]智能配电网建设中配电自动化技术的研究与应用探讨[J].邓雄.电子技术与软件工程.2015(06)

[2]智能电网高适应性发展建设模式与政策[J].刘小杰.科技与创新.2017(20)

论文作者:任禹琳,曹欣勇,任帅

论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期

论文发表时间:2018/4/27

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