縣級配網(wǎng)自動化與配電管理系統(tǒng)_secret.doc

摘 要： 配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)中最后一個直接面向用戶供電的環(huán)節(jié)，用戶能否得到安全可靠經(jīng)濟優(yōu)質(zhì)的電能，配電網(wǎng)的建設水平起到極為重要的作用。本文根據(jù)縣局配電網(wǎng)的實際情況，闡述縣級配網(wǎng)自動化和配電管理系統(tǒng)建設的意義和必要性。關鍵字： 配電管理系統(tǒng) ，自動化一、 緒 論：1、配電系統(tǒng)自動化的的定義和功能配電系統(tǒng)自動化(DSA Distribution System Automation)或者是配網(wǎng)自動化,由中國電機工程學會城市供電專業(yè)委員會在配電系統(tǒng)自動化規(guī)則設計導則提出的關于配電系統(tǒng)自動化的定義為:“配電系統(tǒng)自動化是利用現(xiàn)代電子技術、通訊技術、計算機及網(wǎng)絡技術,將配電網(wǎng)在線數(shù)據(jù)和離線數(shù)據(jù)、配電網(wǎng)數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)、電網(wǎng)結構和地理圖形進行信息及廠集成,構成完整的自動化系統(tǒng),實現(xiàn)配電系統(tǒng)正常運行及事故情況的監(jiān)測、保護、控制用電和配電管理的現(xiàn)代化?！边@一定義包含的內(nèi)容相當廣泛,它指出了配電系統(tǒng)自動化是一個信息集成系統(tǒng),包含了配電網(wǎng)有關所有管理和控制功能。其具體功能可分為三類：(1)監(jiān)視：采集電壓、電流等模擬量和線路開關狀態(tài)等開關量，判斷配電系統(tǒng)的實時狀態(tài)。(2)控制：必要時可以自動控制斷路器等配電設備，改變當前配電系統(tǒng)的運行工況，使之更加適合用戶的需要，如無功/電壓控制和故障后網(wǎng)絡重建等。(3)保護：可以自動識別配電系統(tǒng)中的故障點，并進行故障隔離。2、縣級配電網(wǎng)的狀況和存在問題 近10年來，我國各城市普遍重視配電網(wǎng)特別是城市配電網(wǎng)的發(fā)展和改造工作，有目標地投入了大量地資金和人力，城市配電網(wǎng)建設地成績顯著。但是縣級供電企業(yè)由于經(jīng)濟、技術、資金投入等因素的影響，配電網(wǎng)的水平還處于比較落后的水平，很多縣局在配網(wǎng)自動化方面還是一片空白或者水平較低。3、 配電自動化的意義 一是提高供電可靠性提高配電設備的技術水平,這主要體現(xiàn)在: (1) 少故障停電次數(shù)和停電時間，縮小停電范圍，直至避免停電。(2) 減少和縮短設備檢修時間。(3) 優(yōu)化網(wǎng)絡結構和無功配置，降低電能損耗。(4) 有效調(diào)整負荷，有利于削峰填谷。(5) 共享電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源。 二是提高企業(yè)的現(xiàn)代化管理水平： (1) 提高城區(qū)供電設備的利用率，提高供電質(zhì)量。 (2) 更好地管理配電設備。 (3) 提高供電的經(jīng)濟性，包括降低經(jīng)常性的運行維修和推遲基本建設投資。 (4) 提高供電企業(yè)的全員勞動生產(chǎn)率。 (5) 提高為用戶服務的響應速度和服務質(zhì)量。4、縣級配電自動化和配電管理系統(tǒng)建設應遵循的原則縣級配電電自動化是一項先導工程,不是設備更新單方面的問題,而是使縣級電力企業(yè)從傳統(tǒng)管理方式中脫穎而出的全局性問題?？h級配電自動化和配電管理系統(tǒng)建設必須結合本縣的具體情況,從經(jīng)濟性、先進性、可靠性、易用性等方面綜合考慮,確定改造和實現(xiàn)縣城配網(wǎng)自動化的方案。 一是實施配網(wǎng)自動化的技術原則 ()可靠性原則、實施配網(wǎng)自動化的首要目標是 提高配電網(wǎng)的供電可靠性，因而要保證具有可靠的電 源點、網(wǎng)架、設備、通信、主站系統(tǒng)。 ()分散性原則、由于配電網(wǎng)的地域分布性特 點，建立配網(wǎng)自動化系統(tǒng)希望功能分散、危險分散。 采用具有智能的一次設備（如重合器），故障就地解 決；主站軟件內(nèi)核一體化設計、功能分散配置， 實時監(jiān)控功能獨立運行，在線管理功能獨立運行，電網(wǎng)分析計算功能獨立運行。 ()簡化性原則、無論是依靠智能開關設備保護 配合隔離故障還是通過通信、主站軟件隔離故障，均 希望簡化電網(wǎng)聯(lián)結的復雜性，對一般的城區(qū)尤其是縣 級城市，采用雙電源環(huán)網(wǎng)供電完全能滿足用戶的供電 可靠性要求二是效益原則、無論是綜合工程,或是單項工程,都應按著逐年工程的投入資金、售電成本、售電收入,考慮稅收、貸款利息和折舊,以及企業(yè)的利潤,進行可行性分析,效益顯著者先上,回收期過長和無效益者暫不上或緩上。二、 縣局配電自動化系統(tǒng)結構1、縣局配電自動化系統(tǒng)整體結構配電管理系統(tǒng)采用分層分布式結構，一般情況分為3層：配電主站層、配電子站層、配電終端層。在系統(tǒng)的各個層面之間通過通信介質(zhì)建立通信聯(lián)系，進行信息交換，實現(xiàn)對整個配電網(wǎng)的最優(yōu)管理。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)應具有“積木式”的可擴充性。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)是一個涉及面廣（一次設備、二次設備）、投資大的系統(tǒng)工程，需要分期分批逐年完善，因此要求配網(wǎng)自動化系統(tǒng)結構具有良好的可擴充性，把每期的配網(wǎng)子系統(tǒng)以“積木”的方式“填加”到整個配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中。因此整個系統(tǒng)須采用開放式設計，能接入不同廠家的不同設備，并能隨系統(tǒng)的發(fā)展逐步擴充，而不影響整個系統(tǒng)的性能。從功能上分為3層，即為基礎配電自動化層、配電管理層和基礎配電管理層。基礎配電自動化層主要是實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、運行工況監(jiān)視與控制、故障實時處理；配電管理層主要包括運行管理、停電管理、設備管理、工程管理、電能計量管理及配電高級應用。中型配電自動化系統(tǒng)見圖12、主站系統(tǒng)：配網(wǎng)控制中心主站它是整個系統(tǒng)的最高層，從整體上實現(xiàn)配電網(wǎng)的監(jiān)測和控制，分析配電網(wǎng)的運行狀態(tài)，協(xié)調(diào)配電子網(wǎng)之間的關系，對整個配電網(wǎng)絡進行有效的管理，使整個配電系統(tǒng)處于最優(yōu)的運行狀態(tài)。它是整個配電網(wǎng)監(jiān)控和管理系統(tǒng)的核心。它作為人機交互的窗口，可完成各種圖形顯示、系統(tǒng)維護、設備管理、報表打印、 與其它系統(tǒng)的信息交換功能，并具有對可控裝置的控制調(diào)節(jié)。 遠程配網(wǎng)控制分中心屬于整個系統(tǒng)中的某一地區(qū)的管理層，可設置在區(qū)供電局負責該區(qū)域配網(wǎng)的監(jiān)控。可以設置在縣區(qū)供電局配調(diào)中心。主要負責城鎮(zhèn)地區(qū)整個10KV及以下線路、設備的運行監(jiān)控和配電運行管理。主站系統(tǒng)應該留有與其他自動化系統(tǒng)的接口，如留有與負荷控制的接口、營業(yè)自動化系統(tǒng)的接口、自動抄表系統(tǒng)的接口及與客戶服務中心系統(tǒng)的接口，以實現(xiàn)信息共享，消除各種自動化信息孤島。3、子站層因為配網(wǎng)中監(jiān)控設備點多面廣，不可能把所有的站端監(jiān)控設備直接連到配電主站上，這樣一來必須增設中間一級，這稱為子站，它將RTU和FTU采集的各種現(xiàn)場信息中轉(zhuǎn)（上傳下達）給配網(wǎng)控制中心的通信處理機，監(jiān)控子站還具有所轄區(qū)域內(nèi)故障診斷、隔離、恢復的功能。子站一般設置在大型變電站內(nèi),可采用多種通信方式向下所屬饋線監(jiān)控終端,向下與配網(wǎng)自動化主站通信。子站作為配電自動化系統(tǒng)的中間層，其作用主要有兩個方面功能：通信子站功能，具有數(shù)據(jù)集中和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能，且可完成管轄區(qū)域內(nèi)的饋線自動化；監(jiān)控子站，具有監(jiān)控功能，實現(xiàn)變電站或大型開閉所內(nèi)的三遙功能，完成10kV饋線的自動化。子站除上述功能為還有下列功能： (1)、維護功能。在配網(wǎng)控制中心維護子站；通過筆記本維護終端遠程/本地維護子站；通過子站維護配電終端（FTU，TTU）。維護功能主要包括參數(shù)設定、工況顯示和系統(tǒng)診斷。 (2)、系統(tǒng)自診斷和遠方診斷。 (3)、通道監(jiān)視，監(jiān)視通信通道傳輸質(zhì)量，如通道的誤碼率。 (4)、故障錄波和諧波分析。 (5)、支持多種通信規(guī)約。4、 配電終端層它們是整個系統(tǒng)的底層，它完成柱上開關、環(huán)網(wǎng)開關、箱式變、配電變壓器、開閉所、集抄系統(tǒng)等各種現(xiàn)場信息的采集處理及監(jiān)控功能。配電終端層又分為配電監(jiān)控終端(FTU)層和配電監(jiān)測終端(TTU)層。配電監(jiān)控終端FTU主要應用于配網(wǎng)自動化，適用于35kV以下饋線、環(huán)網(wǎng)柜、開閉所的監(jiān)控?？紤]到城區(qū)配電線路多為同桿架設且路數(shù)不同，所以FTU應系列化滿足不同容量的要求。FTU還能滿足開閉所不同容量的要求。1、三遙功能：完成35kV以下饋線、環(huán)網(wǎng)柜、開閉所的遙測、遙信和遙控。2、故障信號捕捉：捕捉饋線的相間短路、單相接地故障。3、自動重合器：結合斷路器實現(xiàn)自動重合器功能。4、饋線自動化：配合子站和配網(wǎng)控制中心實現(xiàn)配電線路故障自動隔離和非故障區(qū)的恢復供電。5、諧波分析和故障錄波：為分析電壓質(zhì)量和線路故障提供可靠的追憶數(shù) 6、維護：通過維護終端進行本地維護，接受配網(wǎng)控制中心和子站的遠程維護。配電監(jiān)測終端TTU主要適用于配電網(wǎng)的配電變壓器的監(jiān)測和箱式變的監(jiān)控。和表計結合可組成具有計量功能的變壓器監(jiān)控裝置。1、監(jiān)控：實現(xiàn)饋線的監(jiān)控。 2、監(jiān)測配電變壓器運行工況：監(jiān)測U、I、P、Q、COS、KWH，并形成配變負荷曲線。 3、直流量采集：采集油溫、壓力等直流量的采集。4、維護功能：通過維護終端進行本地維護，接受配網(wǎng)控制中心和子站的遠程維護。 5、通信：通過通信端口和子站或配網(wǎng)控制中心通信6、無功自動補償三、 縣級配網(wǎng)自動化系統(tǒng)功能的實現(xiàn)形式配電網(wǎng)控制系統(tǒng)是在配電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)采集的基礎上實現(xiàn)配網(wǎng)故障的診斷 定位隔離和恢復處理的功能配網(wǎng)在運行中發(fā)生故障時配電終端監(jiān)測到故障電流，形成故障信息報告提交配電子站，配電子站根據(jù)一定時間段內(nèi)多個故障信息與網(wǎng)絡拓撲分析結合，對故障發(fā)生的位置進行定位并根據(jù)故障定位結果，對故障兩側的開關進行分閘操作把故障區(qū)域與非故障區(qū)域隔離開來。配電主站主要根據(jù)故障的信息及配電子站對故障隔離的情況和各種網(wǎng)絡結構，給出最佳的恢復供電的方案實施網(wǎng)絡重構或提供幾種恢復供電的方案供調(diào)度員參考，完成對非故障區(qū)域的供電在整個的故障查找、故障隔離、網(wǎng)絡重構的過程中，配電自動化的終端設備主要負責對開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、環(huán)柱上開關進行數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控，將信息上報網(wǎng)柜到子站或主站并執(zhí)行上級下發(fā)的控制命令。另外，還完成對10kV變壓器進行數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測，并可實現(xiàn)無功補償?shù)墓δ?。四?縣局配電管理方式配電網(wǎng)管理過程中，配調(diào)一體化系統(tǒng)實現(xiàn)對配網(wǎng)動態(tài)數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)控，大量的配電網(wǎng)靜態(tài)數(shù)據(jù)由AM/FM/GIS地理信息系統(tǒng)負責管理。配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)不參與配電網(wǎng)實時采集及控制，但可通過第三服務器的形式從SCADA系統(tǒng)中提取配電網(wǎng)的實時數(shù)據(jù)。而SCADA系統(tǒng)也可以通過這一通道從配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)中提取相關的靜態(tài)數(shù)據(jù)作為實時控制的基礎依據(jù)。配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)（GIS）是建設配電管理系統(tǒng)的基礎，配電網(wǎng)分布廣、數(shù)據(jù)量大，通過GIS軟件技術對電力系統(tǒng)基礎數(shù)據(jù)進行離線應用與SCADA系統(tǒng)中配網(wǎng)實時控制有機結合, 目的是形成一個具有空間概念(地理環(huán)境信息)和基礎信息(電網(wǎng)資料及用戶資料 )的分層管理基礎數(shù)據(jù)庫既能方便地進行查詢和管理,又為電力系統(tǒng)運行管理提供一個有效的、具有地理信息的網(wǎng)絡模型。并為配電管理系統(tǒng)提供基礎數(shù)據(jù)庫平臺，支持系統(tǒng)許多應用軟件的開發(fā)和其它功能的實現(xiàn)，如用戶電話投訴管理TCM用電營業(yè)管理系統(tǒng)、設計和施工檢修管理等。五、 結語 我國縣局電網(wǎng)目前的管理技術非常落后,在電網(wǎng)自動化高度發(fā)展的今天,形成了明顯的反差。但是隨著改革開放,人民的生活逐步提高,用電的需求迅猛增高,縣區(qū)配電網(wǎng)的結構越來越復雜,對可靠性的要求越來越高,如何快速排除配電網(wǎng)的故障、立即恢復非故障區(qū)的供電,成為配電網(wǎng)發(fā)展的當務之急。由于縣局電網(wǎng)建設相對落后,縣局配電自動化發(fā)展比較晚,相關技術的應用相對落后,而實現(xiàn)縣