配电自动化的现状和优化建议论文_王书哲

配电自动化的现状和优化建议论文_王书哲

(国网内蒙古东部电力有限公司满洲里市供电分公司)

摘要:配电自动化不断发展对于我国电网建设具有促进作用。总结了近年来配电自动化技术方面的发展现状,论述了配电自动化系统测试技术的重大突破,即通过模拟各种故障现象和场景,测试配电自动化系统的故障处理性能。对于配电自动化技术的进一步发展提出了若干建议。

关键词:配电自动化;现状;优化建议

配电网作为输配电系统的最后一个环节,其实现自动化的程度与供用电的质量和可靠性密切相关。配电网自动化是改进供电质量、提高供电可靠性、扩大供电能力、实现配电网高效经济运行的重要手段,同时也是实现智能电网、构建智能小区的重要基础之一。发展配电网自动化对于发展经济,全面提升供电质量,提高人民生活水平意义重大。

1 配电自动化系统及四种建设模式

1.1基于自动化开关设备相互配合的馈线自动化系统( FA)

其主要设备为重合器和分段器,其主要功能是在故障时通过自动化开关设备相互配合实现故障隔离和健全区域恢复供电。这一阶段的配电自动化技术,以日本东芝公司的重合器与电压时间型分段器配合模式和美国 Cooper 公司的重合器与重合器配合模式为代表。这种实施模式仅仅实现了配电自动化系统的馈线自动化功能,以达到提高供电可靠性的目的。

1.2 基于通信网络、馈线终端单元和后台计算机网络的实时应用系统 一般由主站系统、终端设备和通信系统组成,能承担配电运行监控( DSCA-DA) 、馈线自动化( FA) 、配电高级应用( DPAS) 、配电仿真培训 ( DDTS) 等功能。在配电网正常运行时,能对配电网运行状况进行监视并能遥控改变运行方式,故障时能够及时察觉,并由调度员通过遥控隔离故障区域和恢复健全区域供电。这种实施模式是配电自动化系统的主流模式之一,目前国内建设的配电自动化系统多采用此模式。

1.3只有配电管理功能,没有实时应用的配电自动化系统

其主要实现配电自动化的管理功能,主要包括自动成图/设备管理/地理信息系统( AM/FM / GIS) 、配电工作管理 ( DWM) 、停电管理系统( OMS) 、故障投诉管理( TCM) 等。这种实施模式的主要出发点是提高配电网的管理工作效率,对供电可靠性没有明显的作用,目前国内这种模式应用较少。

1.4集实时应用和管理应用于一体的配电自动化系统

覆盖了整个配电网调度、运行、生产的全过程,还支持客户服务。主要包括配电运行监控( DSCADA) 、馈线自动化 ( FA) 、配电高级应用( DPAS) 、配电仿真培训( DDTS) 、自动成图/设备管理/地理信息系统( AM/FM/GIS) 、配电工作管理( DWM) 、停电管理系统( OMS) 、故障投诉管理( TCM) 、负荷管理( LM) 、需求侧管理( DSM) 等功能。一般由若干系统的应用集成而成,通过这些不同系统的应用集成,达到一个完整意义上的集实时与管理为一体的配电管理系统。

2配电自动化技术的发展现状

2.1 配电自动化主站的进展

目前,配电自动化主站的最大进步在两个方面,建立了符合 IEC61968 标准的信息交互总线,与其他信息系统进行统一标准的信息交互;具有完备和实用的故障处理应用模块。实际应用中,配电自动化系统需要与上一级调度自动化、生产管理系统、电网地理信息系统、营销管理信息系统、95598等进行数据交互,在上一轮配电自动化建设中,采用“点对点”的私有协议实现配电自动化系统与其他应用系统的互联,不仅需要维护的接口众多,而且因采用的私有协议不标准,互换性差且扩展困难。在智能电网建设中,配电自动化系统依据“源端数据唯一、全局信息共享”的原则,采用符合 IEC61968 标准的信息交互总线,通过基于消息机制的总线方式完成配电自动化系统与其他应用系统之间的信息交换和服务共享。

2.2配电自动化终端的进展

与上一轮配电自动化建设相比,在智能电网建设中,配电自动化终端的进展除了终端在户外恶劣条件下工作的可靠性大幅提高以外,还表现在采用超级电容器作为其备用电源的储能元件。超级电容器是近年来发展成熟的一种大容量储能部件,其单体容量可达几百至上千法拉。与蓄电池相比,超级电容器具有很多优点。更高的功率密度,为蓄电池的几十倍,尤其适合作为开关的操作电源。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆充电速度快,可以采用大电流充电,能在较短的时间完成充电过程;使用温度范围广,低温性能优越;高可靠性,维护工作量极少。

2.3 配电自动化通信网络的进展

近年来,以太网无源光网络(EPON)、工业以太网、通用分组无线业务(GPRS)、WiMax、电缆屏蔽层载波等通信技术的飞速发展和成熟,使它们在智能电网建设中成为了配电自动化系统的主要通信方式。以光纤为传输媒介的 EPON和工业以太网技术,不仅支持网络通信协议,而且具有自愈性能,可以确保高效可靠的数据通信。WiMax 和电缆屏蔽层载波技术适合于实现光纤不便于敷设的部分(如直埋电缆等)的数据通信。GPRS 特别适合实现距离较远且分散的两遥终端(如故障指示器等)的数据通信。

3对配电自动化技术发展的建议

3.1继电保护与配电自动化协调配合

继电保护具有切除故障速度快和不会造成健全区域停电的优点。但在配电网中,由于开关级联个数多。分支多和供电半径短造成沿线短路电流水平相差不大等原因,使继电保护整定和配合比较困难。随着馈线主干线电缆化和绝缘化比例的提高,主干线发生故障的机会显著减少,故障大多发生在用户支线,采取上述配置后,支线故障就能自动切除而不影响主干线,而主干线上的故障可以依靠配电自动化系统处理,不仅可以提高供电可靠性,还可以降低建设与改造投资。

3.2借助配电自动化提高配电网供电能力

渭南市配电网与先进国家相比最大的差距之一就是设备利用率偏低。为了满足 N-1 准则,“手拉手”架空线路和单环或双环状电缆线路最大只能具有 50% 的负载率,多分段多联络、多供一备、互为备用和 4×6 等模式化接线方式有助于有效提高配电设备利用率,但是必须在故障处理过程中采取相应的模式化处理步骤才能得到发挥。在这个方面,设计、运行和管理人员的认识还不够充分,配电自动化系统目前的故障处理策略并不区分配电网的接线模式,不利于发挥各种典型接线模式的优点。

3.3借助配电自动化提高配电网应急能力

目前,配电自动化系统的故障处理策略,都是针对配电网发生馈线故障的情形,但是在一些情况下有时还会发生造成一条甚至多条 10KV 母线失压这类影响较大的故障。例如,自然灾害(如冰灾、雪灾、地震等),造成输电线路倒塔。外力破坏或输电线路故障、检修等。在上述情况下,有时在高压侧不能确保全部失压母线恢复供电,就会造成配电网大范围长时间停电。尽管造成 10KV 母线失压的故障发生概率较小,但其造成大面积停电的危害极大。

结束语

尽管全面发展配电自动化系统还有许多任务没有完成,但试点区域的成功经验让我们看到了希望。加快发展配电自动化系统,全面实现配电自动化,将有助于推动我国经济发展,提升供电质量,使我们的电网能更经济运行,让人们更能享受科技发展给生活带来的方便和美好。

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论文作者:王书哲

论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期

论文发表时间:2017/12/22

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