淺談配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)建設(shè)以及實(shí)施中應(yīng)注意的問題

1、    淺談配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)建設(shè)以及實(shí)施中應(yīng)注意的問題    柯靖摘要: 配網(wǎng)自動化及管理系統(tǒng)具有實(shí)時性好、自動化水平高、管理功能強(qiáng)之特點(diǎn)，能提高供電可靠性和電能質(zhì)量、改善對用戶的服務(wù)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性和良好的社會綜合效益，因此開發(fā)出技術(shù)先進(jìn)、功能實(shí)用的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)是大家共同的目標(biāo)。本文主要對配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)進(jìn)行探討，并提出配網(wǎng)自動化實(shí)施中的注意問題等，供大家參考。關(guān)鍵詞: 配網(wǎng)自動化；系統(tǒng)建設(shè)；實(shí)施問題；分析探討abstract: for the favorable real-time, high automation level and hig

2、h management performance, the distribution automation and management system can make a contribution to the improvement of power supply reliability and power quality, the users service. due to the significant economical superiority and social comprehensive benefits, it is the common goal for us to de

3、velop a distribution automation system with advanced technique and practical functions. this paper makes an exploration of the distribution automation system and puts forward the precautions of it, for your reference.key words: distribution automation; system construction; implementation issues; ana

4、lysis and exploration中圖分類號：u665.12   文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a 文章編號：2095-2104（2012）1配網(wǎng)自動化的實(shí)施目的配網(wǎng)自動化在我國的興起主要是緣于城網(wǎng)改造工程。長期以來配網(wǎng)建設(shè)不受重視,結(jié)構(gòu)薄弱,供配電能力低，國家出臺的城網(wǎng)改造政策,提出要積極穩(wěn)步推進(jìn)配網(wǎng)自動化。配網(wǎng)自動化實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)可以歸結(jié)為:提高電網(wǎng)供電可靠性,切實(shí)提高電能質(zhì)量,確保向用戶不間斷優(yōu)質(zhì)供電，提高城鄉(xiāng)電力網(wǎng)整體供電能力，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)管理自動化,提高管理水平和勞動生產(chǎn)率，減少運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用和各種損耗,實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等。配網(wǎng)自動化是減少故障停電時間，提高供電可

5、靠性的有效途徑之一 配網(wǎng)主站系統(tǒng)是配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的核心和大腦中樞，其能否穩(wěn)定是整個配網(wǎng)自動化系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵。在主站系統(tǒng)建設(shè)過程中，面臨各種獨(dú)立的系統(tǒng)，如配網(wǎng)sacad、配網(wǎng)gis、營銷mis 等，這些系統(tǒng)之間存在著不同緊密程度的耦合關(guān)系，需要互聯(lián)互通，進(jìn)行信息交換和相互操作。而各系統(tǒng)基于不同的硬件平臺，采用不同的操作系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)，基本上是信息孤島，數(shù)據(jù)和功能不能共享，加大了維護(hù)工作量，系統(tǒng)升級和擴(kuò)展困難，更談不上綜合利用信息并產(chǎn)生新的應(yīng)用。所以，需要將各應(yīng)用系統(tǒng)的信息進(jìn)行整合，形成一個不僅能提供統(tǒng)一、通用、標(biāo)準(zhǔn)、開放式的接口，而且能將系統(tǒng)集成能力提高到一個新高度的公共信息集成平臺。因此，必須通過

6、一種技術(shù)方案來接口、存儲、歸類、管理、分析多個系統(tǒng)的綜合數(shù)據(jù)，形成統(tǒng)一的綜合數(shù)據(jù)平臺，并提供數(shù)據(jù)接口、手段靈活的查詢和數(shù)據(jù)挖掘及高層決策分析。2配網(wǎng)自動化的功能范疇目前對于配網(wǎng)自動化還沒有嚴(yán)格的定義,各個系統(tǒng)的功能也差異很大。習(xí)慣上把屬于配電調(diào)度管理方面的自動化稱為配網(wǎng)自動化，一般可包含以下功能:2.1基本功能配網(wǎng)scada:中壓以下配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視控制。配網(wǎng)故障處理:中壓饋線的故障定位、隔離和恢復(fù)供電。配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)分析:包括配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)建模、網(wǎng)絡(luò)結(jié)線分析和動態(tài)跟蹤著色、負(fù)荷預(yù)報、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視、配電網(wǎng)潮流、短路電流、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和操作票管理等。2.2增強(qiáng)功能（1）電能計(jì)量與計(jì)費(fèi):它可能是一個分離的系統(tǒng),

7、但也可作統(tǒng)一的考慮,如電量采集的集中器可以單獨(dú)設(shè)置,也可以和配電scada系統(tǒng)中的ftu,dtu,ttu合并起來,通訊通道也可以綜合考慮。主站功能也可以綜合進(jìn)scada系統(tǒng)中,節(jié)約投資而且可靠。（2）投訴電話管理:它本身是一個相對獨(dú)立的系統(tǒng),但是由于它要用到配電自動化系統(tǒng)中的圖形接口、網(wǎng)絡(luò)分析、故障診斷等功能,同時它也可以為調(diào)度提供故障處理的補(bǔ)充信息,特別是在饋線自動化還未實(shí)現(xiàn)的地區(qū),因此是dms的一個有機(jī)組成部分。（3）地理信息系統(tǒng)在配網(wǎng)自動化中的應(yīng)用主要是指在網(wǎng)絡(luò)分析,故障定位,網(wǎng)絡(luò)著色,網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)等實(shí)時功能以及在用戶服務(wù)中的應(yīng)用。在整個配電管理中,配網(wǎng)自動化系統(tǒng)是實(shí)時信息系統(tǒng),它和配電管理

8、信息系統(tǒng)的綜合和一體化將構(gòu)成配網(wǎng)信息系統(tǒng)。3配網(wǎng)自動化應(yīng)具備的條件配網(wǎng)自動化的內(nèi)容是對所管轄的全部柱上開關(guān)、配電變壓器進(jìn)行監(jiān)控和協(xié)調(diào),既要有實(shí)現(xiàn)ftu的三遙功能,又要具備對故障的識別和控制功能，從而配合配網(wǎng)自動化主站實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行中的工況監(jiān)測、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、優(yōu)化運(yùn)行。作為系統(tǒng)自動化的一部分,直接面向用戶且信息量大,故要求它必須具備先進(jìn)的適應(yīng)性和強(qiáng)大的多系統(tǒng)接口能力。與其它自動化系統(tǒng)比,特點(diǎn)是協(xié)調(diào)和集成,在充分?jǐn)?shù)據(jù)共享的基礎(chǔ)上發(fā)揮集成后系統(tǒng)整體的性能,以支持和帶動電力企業(yè)業(yè)務(wù)和管理水平的提高。配網(wǎng)自動化的內(nèi)容和特點(diǎn)決定了配網(wǎng)自動化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)是一個分層、分級、分布式的監(jiān)控管理系統(tǒng),應(yīng)遵循開放系統(tǒng)的

9、原則,按全分布式概念設(shè)計(jì)。按照一個城區(qū)全部實(shí)施設(shè)計(jì),系統(tǒng)必須將變電站級作為一個完整的通信、控制分層。4配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)我國和世界上多數(shù)國家一樣,把終端變電站的饋線及其以下劃歸配電系統(tǒng)。這樣劃分的好處是,具有遠(yuǎn)動終端rtu的變電站,不管是樞紐變電站或是終端變電站統(tǒng)屬于輸電系統(tǒng),便于遠(yuǎn)動化管理。和用戶有關(guān)的饋線納入配網(wǎng)系統(tǒng),便于商業(yè)化運(yùn)營。因此,配網(wǎng)系統(tǒng)大多為中壓和低壓兩級。配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,測量點(diǎn)較多,如果按照傳統(tǒng)scada的集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu),一個系統(tǒng)只設(shè)置一個中心站(主站),所有測控終端(rtu,ftu)都與中心站通訊,這樣使得中心站容量過大,造成維護(hù)量大而且冗余數(shù)據(jù)多。合理的系統(tǒng)應(yīng)采用分層結(jié)

10、構(gòu),即分為主站層、子站層和終端層。在配網(wǎng)自動化系統(tǒng)管轄區(qū)域下分為幾個子區(qū)域,每個子區(qū)域設(shè)立一個區(qū)域控制中心,或者稱為子站。在區(qū)域范圍內(nèi)的測控終端與子站通訊,子站再與主站通訊。采用這種分層結(jié)構(gòu),首先有效減輕了主站負(fù)荷,提高了系統(tǒng)效率,測控終端采集的數(shù)據(jù)先經(jīng)過子站的處理,子站可以只上送重要信息,主站可以只處理它所關(guān)心的數(shù)據(jù)；其次,它使我們可以合理構(gòu)筑系統(tǒng)的通訊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),從而節(jié)省通訊資源并提高利用率。下面我們分別討論這幾個層次。4.1終端層常見的配電終端設(shè)備有:配合柱上開關(guān)的饋線終端單元(ftu)、配電變壓器監(jiān)控終端單元(ttu),環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)的終端單元(dtu)等。實(shí)現(xiàn)功能各有側(cè)重,但主要功能是電量采

11、集和設(shè)備控制。終端層一般傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量較小,可采用傳統(tǒng)的串行通訊協(xié)議。對于具有多條出線的配電室等場所,可采用分布式結(jié)構(gòu),即在每個間隔或開關(guān)柜內(nèi)安裝測量模塊,常采用現(xiàn)場總線如rs-485方式。rs-485采用半雙工通訊,距離可達(dá)1000米,只需用2芯或3芯(含地線)普通電纜即可組網(wǎng)。這種方式投資省,易于實(shí)現(xiàn)。4.2子站層子站層在系統(tǒng)中起到承上啟下的作用。一方面接收主站的命令并發(fā)送給終端,另一方面接收終端的數(shù)據(jù)并發(fā)送給主站。子站的功能根據(jù)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì),有兩種不同的考慮。一種是集中式的系統(tǒng)饋線自動化方式,即在主站完成,而子站僅對終端的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理或者起路由轉(zhuǎn)發(fā)的作用；一種是分布式饋線自動化方式子站

12、,即當(dāng)故障在一個子站管轄范圍內(nèi),則由子站處理，而屬于兩個以上子站范圍的故障,則由主站處理。此時子站具有故障處理功能。子站一般設(shè)置在變電站中,但子站與主站的通道(即使在主站采用調(diào)度自動化系統(tǒng)和配電自動化系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)時)應(yīng)與變電站rtu的通道分別設(shè)置,以免相互影響。子站作為中間層必須提供多種形式的通訊接口。子站與終端層通訊:如果距離近(<1000米),可采用rs-485連接方式；如果距離遠(yuǎn),可以考慮用光纖或無線方式。由于終端數(shù)量較大,子站與終端的通訊網(wǎng)絡(luò)一般不采用點(diǎn)對點(diǎn)方式,而選用總線型或環(huán)型結(jié)構(gòu)。子站與主站通訊:由于數(shù)據(jù)量較大,往往采用光纖網(wǎng)絡(luò)方式。4.3主站層它是整個配網(wǎng)自動化監(jiān)控和管

13、理系統(tǒng)的核心,主要負(fù)責(zé)采集、管理整個系統(tǒng)中區(qū)域中心(子站)傳上來的數(shù)據(jù)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的處理、存儲、事故的報警、遠(yuǎn)方的控制、事故的隔離、無故障區(qū)域的供電恢復(fù)等功能。并負(fù)責(zé)管理多個子系統(tǒng)的接口,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,完成配電信息的管理和維護(hù)。主站與子站距離相對較遠(yuǎn),如果與子站之間傳送數(shù)據(jù)量大,則可選擇傳輸tpcöip協(xié)議；如果數(shù)據(jù)量較小,則可以選擇傳統(tǒng)的載波、電纜等方式。5配電自動化系統(tǒng)的gis5.1采用gis的模式配網(wǎng)自動化系統(tǒng)使用地理信息將提高系統(tǒng)性能，它能給予調(diào)度員以直接的地理概念,提高運(yùn)行操作的準(zhǔn)確性,定位處理故障和恢復(fù)正常的正確性。幾乎所有的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)均要求配置gis功能。因此如果可能

14、,應(yīng)盡量考慮采用統(tǒng)一的系統(tǒng)平臺。目前在配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中,采用gis有以下的模式:（1）分離模式:配網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)和gis系統(tǒng)是完全分開的兩個系統(tǒng),在配網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中僅用到地理圖形作為顯示實(shí)時信息的背景畫面；（2）數(shù)據(jù)共享模式:兩個系統(tǒng)共享空間數(shù)據(jù)、實(shí)時數(shù)據(jù)，最好能共享拓?fù)浣Y(jié)果。但各有自己的圖形平臺,包括圖形編輯器、顯示管理和人機(jī)交互；（3）一體化模式:達(dá)到數(shù)據(jù)共享、應(yīng)用共享和圖形共享。有統(tǒng)一的人機(jī)界面。在gis的畫面上可以直接生成或修改系統(tǒng)接線圖。目前,國內(nèi)的系統(tǒng)集成商,多能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)共享模式,并正在開發(fā)一體化模式,但尚不夠成熟。根據(jù)我們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),gis功能最好與scada系統(tǒng)構(gòu)成統(tǒng)一的配電管理系

15、統(tǒng)的平臺。而且最好能由一個廠商集成。因?yàn)閲鴥?nèi)兩個廠商很少能配合得很好的,責(zé)任不易分清。最好能采用國外成熟的通用gis平臺,開發(fā)面向電力系統(tǒng)gis平臺。6 配網(wǎng)自動化實(shí)施中應(yīng)注意的問題配網(wǎng)自動化的實(shí)施涉及的部門多，投資大，是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，因此配網(wǎng)自動化的規(guī)劃是必不可少的，必須結(jié)合當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃，制定詳細(xì)的配網(wǎng)自動化的實(shí)施計(jì)劃，整體考慮，分期分批實(shí)施，同時要和供電企業(yè)內(nèi)部信息化建設(shè)相協(xié)調(diào)。另外，從供電部門的實(shí)際需要和發(fā)展需求出發(fā)技術(shù)上統(tǒng)一平臺，管理上易于維護(hù)，經(jīng)濟(jì)上節(jié)約資金。在實(shí)施過程中，注重已有的調(diào)度自動化的升級改造與建設(shè)配網(wǎng)自動化統(tǒng)一考慮，新上調(diào)度自動化與建設(shè)配網(wǎng)自動化統(tǒng)一考慮。配電線路

16、設(shè)備的戶外運(yùn)行環(huán)境，對開關(guān)設(shè)備、配電終端設(shè)備等提出了更高的要求，必須考慮雷擊過電壓、低溫和高溫工作、雨淋和潮濕、腐蝕、風(fēng)沙、振動、電磁干擾等因素的影響，在開關(guān)的外絕緣材料、電子設(shè)備的設(shè)計(jì)、元器件的篩選等方面應(yīng)綜合考慮其性價比。此外，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的站端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)方控制的頻繁程度比輸電網(wǎng)自動化系統(tǒng)要高得多，因此要求配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的站端設(shè)備具有更高的可靠性。配電終端設(shè)備中的電源用于控制開關(guān)動作，正常情況下從線路中取得，線路失電后的后備電源應(yīng)具有較高的可靠性。在實(shí)施配網(wǎng)自動化后，降低了運(yùn)行人員的勞動強(qiáng)度，提高了勞動效率，使運(yùn)行人員對網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況掌握得更全面更快捷，為供電企業(yè)創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。配網(wǎng)自動化的實(shí)施，改變了配電網(wǎng)傳統(tǒng)的運(yùn)行管理方式，但對運(yùn)行人員提出了較高的要求6結(jié)束語經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對配網(wǎng)自動化提出了更高的要求，配網(wǎng)