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摘要:配网自动化建设应用了电子自动化技术、计算机网络技术、通讯技术及人工智能技术等,其对简化配电网布局、提高电网运行效率及满足供电需求等具有重要作用。据此,本文笔者首先介绍几种配网自动化模式,然后再深入探讨其对供电可靠性产生的影响。
关键词:配电自动化;供电可靠性;影响
引言
为了满足电力用户对可靠供电的要求,配网自动化技术应运而生,即其对快速定位故障区、完成开关分合操作、隔离故障、恢复非故障区供电、缩短停电时间及减小停电面积等具有重要作用。目前,配网自动化的典型模式包括调配一体化平台、集中馈线、就地馈线自动化模式及故障定位模式,且每一种模式对供电可靠性的影响不尽相同。据此,本文笔者主要探究配网自动化模式及其对供电可靠性产生的影响。
一、配网自动化模式
(一)故障定位模式
配网故障定位模式是先安设故障指示器、报警器等,再在配电线路故障时,依据装置上报信息或人工巡视结果来定位故障区。一般而言,故障定位模式仅有故障指示功能,但可延伸出故障信息上报、配网运行监控功能。应用表明,配网故障定位模式可快速定位故障,但要求检修人员在小范围内进行现场勘探,以隔离操作故障区临近的故障开关。
(二)就地馈线自动化模式
就地馈线自动化模式是通过配合使用自动化开关或运用光纤网络式等手段,在配电线路故障时自动判断、隔离故障区及自动恢复故障影响区内非故障区的供电。据此,就地馈线自动化模式具备自动处理故障的功能,且可延伸出配网运行监控功能。
(三)集中馈线自动化模式
集中馈线自动化模式是先装设主站计算机系统、数据采集终端,再在配电网运行时,运用通信手段监控配电网的实时运行状态,并进行远程遥控,同时在配电网故障时,自动判断和遥控隔离故障区,以恢复故障影响区内非故障区的供电。集中馈线自动化模式的功能包括故障处理、配电网运行监控、变电站馈线监控功能,且通过功能扩展,可实现Web浏览、变电站馈线遥控、故障指示、地理信息系统及高级应用功能。
(四)调配一体化平台自动化模式
调配一体化平台自动化模式是运用融合了调度、配网自动化的实时应用系统,以实现营配一体化系统、计量自动化系统、GIS系统、集约化调度系统及生产信息管理系统的数据共享,从而提高配电网生产管理水平及保证其经济运行。据此,调配一体化平台自动化模式的功能包括故障处理、配电网运行监控及变电站监控功能,同时亦可实现地理信息系统、Web浏览、故障指示及高级应用功能。
二、配电网可靠性的评估
目前,配电网可靠性一般采取面向负荷节点或元件的评估算法。在本章节,笔者选取网络等值法,以降低复杂配电系统可靠性的计算难度。
(一)配电网的可靠性参数、指标
在评估配电系统的可靠性时,元件的可靠性参数便是原始数据,具体包括年故障率λ、平均故障修复时间r、年检修率λ’及平均检修持续时间r’。负荷节点的可靠性指标是配电系统内每一负荷节点供电能力的衡量尺度,一般通过计算元件的可靠性参数可得出,具体包括年停电率λi、年停电时间ui及平均停电时间ri。配电系统的可靠性指标是对检修或故障引起供电中断的反映,一般通过计算负荷节点的可靠性指标可得出,具体包括配电系统的停电频率平均值SAIFI、停运持续时间平均值SAIDI、用户停电持续时间平均值CAIDI及供电可靠性ASAI,具体表现如下:
1、SAIFI
SAIFI指的是在1a内,配电系统中用户的平均停电次数,具体可按下列公式进行估算:
(二)网络等值法的计算
网络等值法的原理是先以等效元件部分替换网络分支馈线,再运用等效的简单辐射网,算出配电系统的可靠性指标,然后再评估其对配电网可靠性的影响,具体计算流程如下:输入配电网原始数据→按层分类数据→以替代等值法对复杂的分支馈线向上等效→替代等值法向上等效→算出馈线层负荷节点的可靠性指标→以串联等值法对主馈线的复杂分支线向下等效→算出复杂分支线层负荷节点的可靠性指标→算出配电系统的可靠性指标与停电损失→计算结算。
以IEEE-RBTS母线W6的主馈线为例,其包括分段开关1个、断路器4个、配电变压器23个、熔断器23个、负荷节点23个及线路30条,相关数据见表1。
结合表1,在故障定位模式下,故障线路、断路器的修复时间调至3h,而其他配网自动化模式则调至2h;在集中馈线、调配一体化平台的自动化模式下,分段开关操作时间调至10min;在调配一体化平台自动化模式下,切换至备用变压器时间调至30min。综上,根据网络等值法的思想,并运用MATLAB编程,可得到配电系统的可靠性指标,具体结果如下:在四种配网自动化模式下,SAIFI=1.7847[次/(户•a)];SAIDI与CAIDI存在较大差异,并呈递减趋势;ASAI都>99.79%,并呈递增趋势。
结语
故障定位模式、就地馈线自动化模式可缩短故障定位与隔离的时间,且两者的ASAI都>99.79%,基本满足了农村、中小城镇对供电可靠性的要求。但为了满足大城市对配网供电可靠性的要求,建议在配网自动化建设中运用集中馈线、调配一体化平台的自动化模式。
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作者简介:
凌世伟(1984-12),男,壮族,广西防城港市人,学历:在西南交通大学远程与继续教育学院进行专升本教育,职称:无,研究方向:铁道电气工程及其自动化。
论文作者:凌世伟
论文发表刊物:《电力设备》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/25
标签:可靠性论文; 故障论文; 模式论文; 馈线论文; 系统论文; 功能论文; 配电网论文; 《电力设备》2017年第12期论文;