配电网自动化现状及发展分析论文_王二浩

配电网自动化现状及发展分析论文_王二浩

(国网福建省电力有限公司三明供电公司 福建三明 365000)

摘要:随着各地区城市化进程不断加速,工业生产中对于电能需求量逐渐增多,于此同时,农业生产也逐渐进行自动化阶段,其对电能的需求也呈逐年增多的趋势,另外作为居民用电量也在当下逐渐增多,所以当前对电能的需求量远大于从前,其配电工作以及对应的管理工作难度也越来越大。当前,随着信息技术的不断发展,网络技术不断更新,通信技术逐渐发达,在这些高科技技术的不断发展的前提下,电力系统配电网自动化应用已经越来越广。自动化控制下的电力系统电网稳定性高、安全性高、经济效益好。因此,作为电力系统的科研人员,需要进一步探索自动化应用,为电力系统的发展提出更好的解决方案。

关键词:配网自动化;发展;现状;分析

1配电网自动化的内涵和功能

1.1配电网自动化的内涵

配电网自动化主要是对现代化技术的应用,将计算机网络技术和电子通信等技术加以综合性的应用。通过这些技术的应用对配电网的运行状态以及事故进行监护和保护等,主要是对配电网系统正常化运行的保障。以往在配电网的管理和故障维修过程中,需要投入大量的人力、财力、物力,并且在效率上也比较低。但是在自动化的配电网作用下,就能对故障进行自动监测,管理的效率也有着大幅度提升,这样对整体的电力系统发展有着促进意义。

1.2配电网自动化的功能

从当前配电网自动化的要求层面来看,自动化的要求是要能够对配电网运行中的实时数据进行收集传输以及有效的处理,从而保证电力系统的正常运行。在电力系统配电网自动化作用下,能够对用户的电力计量装置运行状况进行实时的监测,从而就有效避免了窃电行为的发生。配电网的自动化,在扩充性以及开放性的特征上比较鲜明,能够有效满足配电网运行要求。同时,还能准确地找出故障电流,能对恶劣环境中的电网故障加以有效控制,确保线路的正常运行。

2配电网自动化的现状

2.1现有的馈线故障处理方案

方案一:基于FTU的集中监控方案;方案二:基于重合器的就地控制方案;方案三:基于馈线系统保护的快速保护方案。方案一的集中监控完全依赖于通讯和主站系统,未能将配网自动化的正常运行和紧急控制相分离;方案二、三具有故障处理的相对独立性,但考虑的网络都比较简单,本文从配电网的复杂拓朴结构入手,将馈线终端作为通用控制节点,在二维平面上讨论如何更好地组织、管理馈线控制节点。通过控制节点之间的快速通讯与协调工作实现面向区域性故障快速隔离的配电网控制技术。

2.2配电网馈线保护的技术现状

输电网的保护集中在输电线路的保护,其首要目的是维护电网的稳定。配电环节的保护集中在馈线保护上,配电网不存在稳定问题,一般认为馈线故障的切除并不严格要求是快速的。不同的配电网对负荷供电可靠性和供电质量要求不同。许多配电网仅是考虑线路故障对售电量的影响及配电设备寿命的影响,尚未将配电网故障对电力负荷(用户)的负面影响作为配电网保护的目的。

2.3通信系统现状

一般配网通信系统结构为三级通信网络,包括后台主站计算机网络层、主站到变电站子站的主干通信网层、子站到各类终端的支线网层。后台系统采用计算机双网冗余结构,具有良好的稳定性;主站到变电站子站通过采用局方调度自动化系统的SDH、ATM等主干网实现通信,已有相对成熟的应用基础。其中终端层的通信网是整个配电网自动化系统建设中工作量最大的一部分,是以往工作中没有遇到且是一个难点问题。

2.4配电网自动化后台系统现状

(1)主站建设面对的问题

作为配电网自动化系统的大脑中枢,主站系统是否稳定是整个配电网自动化系统成败的关键。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆国内配电网自动化的快速发展,使得配电网自动化系统主站技术储备不足问题逐步突出,因此,一些系统盲目地借用调度自动化系统技术、结合商用GIS系统简单地向配电网自动化主站系统过渡。在配电主站的建设中,如果在配电一次设备、户外各类终端单元,终端层通信系统的三个层面上有了好的方案选择、优良的施工保障,子站、主站系统的建设相对要容易一些,并且不管是在资金投入还是施工周期上工作量相对要少一些。

(2)主站系统对配网的管理体系

以配电网自动化系统如何监控变电站为例,它不需要像调度那样了解全部变电站信息,但同时又要方便、及时、全面地掌握出线开关的情况并对其进行控制,因此,好的系统设计就看是否合理协调并方便地实现这个功能。

3配电自动化应用面临的问题

3.1电能质量的制约

由于电网环境的不同,如电压波动范围和中性点接线方式等,无论是进口的是仿制或自行开发的重合器,分段器,某些品种在试运行过程中都曾不同程度地出现过问题,没有达到预期目标,又反过来影响了产品的使用,电网的污染至今还很严重,同时三相不平衡度及无功稳定性较差,线路转换时的过电压和高频波也很严重,所以在配电网电能质量没有改善之前进行配电网自动化是不易成功的。

3.2环境的制约

配电网自动化系统中的设备基本上安装在室外,如测控馈线分段开关的馈线RTU就必须安放在户外,因为其工作环境恶劣,通常要求温度在-25℃-75℃,湿度高达95%的环境下工作,这样设备的关键部件就必须采用工业级芯片,还要考虑防雨、散热、防雷等因素,因此不仅设备制造难度大,造价也较户内设备高同时设备的可靠性也被大打折扣。

3.3控制电源和工作电源难设

在配电网自动化系统中,还面临与输电网自动化中难以遇见的问题,其中最重的是控制电源和工作电源的提取问题,故障位置判断,隔离故障区段,恢复正常区域供电,是配电网自动化最重要的功能之一,为实现这项功能必须确保在故障期间能够获取停电区域的信息,并通过远方控制跳合一部分开关,可是由于该区域停电,无论是计算机系统工作所需的电源或者是通信系统所需的电源以及跳闸或合闸所需的操作电源,都和逆变器有着很大关系,然而长期运行的蓄电池不进行深放电性能往往发生很大改变,可蓄电池的充放电不易控制,因此急需要寻找一种轻便、易维护、价格低的蓄电池替代产品。

4配电网自动化的发展前景

配电网自动化目标的实现是系统性的工程,并且涉及到的内容也比较多,需要很高的技术性。所以在对电力系统配电网自动化的目标实现方面要阶段性进行,在每个发展阶段都要有不同的方案加以应对。例如在初级阶段的发展中要充分重视变电站自动重合闸的保护工作以及线路的自动开关设置的相关工作,并要进行有效完善。到了第二阶段就要在通信控制等相关的设备方面进行增设,然后对电力负荷进行科学的调配等。到了第三阶段就要完善和强化配电管理中心方面的建设工作。随着我国的科技以及经济方面的进一步发展,电力系统的配电网自动化成为发展的热点。城市化进程的加快也使得配电网自动化战略有了相应的优化,在实际的发展过程中,要充分重视配电网自动化建设中的资金及技术等方面的保障。并要按照循序渐进的原则实施技术,科学地制定发展规划,将电能的质量不断提升。

5结束语

对于当前我国电力系统配电网自动化的发展,要从多方面进行目标的制定,将自动化发展目标分阶段的实现。处在当前的发展阶段,加强对电力系统的配电网自动化发展,是时代发展的需求,也是未来的发展趋势。通过此次对电力系统配电网的自动化功能以及现状的分析,希望对这一理论有进一步的认识。

参考文献:

[1]简析配电网自动化技术的应用[J].何润东,张欣.山东工业技术.2017(16)

[2]配电网自动化建设及运行管理问题探究[J].蒙斌.科技创新导报.2017(18)

[3]电力系统配电网自动化实现技术分析[J].许开熙.中国高新技术企业.2017(06)

[4]电力系统中的配电网自动化技术应用与分析[J].王家杰.智能城市.2017(01)

论文作者:王二浩

论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期

论文发表时间:2018/1/10

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