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淺析配電網自動化系統

10-04 19:48:18  瀏覽次數:939次  欄目:建筑電氣
標簽:建筑電氣工程技術,建筑電氣與智能化, 淺析配電網自動化系統,http://www.nvlbio.live

  摘要:經濟的發展對配電網自動化提出了更高的要求,配電網自動化也是電力系統現代化發展的必然趨勢。技術在發展,需求也在提高,應參照發達國家和地區的經驗,結合實際情況,綜合考慮近期與遠期、全局與局部、主要與次要的關系,進一步設計開發出先進、通用、標準的配電網自動化系統,對電力市場的發展具有重要意義。文章主要對配電網自動化系統進行探討,并提出配網自動化實施中的注意問題等。

  關鍵詞:配網自動化;線損;技術;供電質量;配電管理系統

  一、配網自動化的基本問題

  盡管中國的配網自動化工作已進入了試點實施階段,但對于配網自動化的認識仍然眾說紛紜,下面僅對配網自動化的概念、范圍、任務、可靠性原則進行闡述。

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  配網自動化:利用現代電子技術、通訊技術、計算機及網絡技術與電力設備相結合,將配電網在正常及事故情況下的檢測、保護、控制、計量和供電部門的工作管理有機地融合在一起,改進供電質量,與用戶建立更密切更負責的關系,力求供電經濟性最好,企業管理更為有效。

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  110kV及以下電力網絡屬于配電網絡,它包括高、中、低壓配電網絡,要討論的配網自動化特指10kV中壓配電網自動化。

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  1.使整個配電網線損降至最小,提供優質的供電質量。

  2.在整個配電網事故情況下,系統能適時分析確定事故原因,排除因瞬間故障造成的不必要的停電事故;對于永久性故障,系統將及時分隔故障段,進行電網重構,保障非事故線路段盡快恢復供電。

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  實施配網自動化的首要目標是提高配電網的供電可靠性,實現高度可靠的配網自動化系統要遵循原則:

 。1)具有可靠的電源點;

 。2)具有可靠的配電網網架(規劃、布局、線路);

 。3)具有可靠的設備(一次智能化開關、二次戶外FTU、TTU等);

 。4)具有可靠的通信系統(通信介質、設備);

 。5)具有可靠的主站、子站系統(計算機硬件、軟件、網絡)。

  二、配網自動化系統的基本構成

  配網自動化系統是一項系統工程,它大致可分為三個子系統:配網自動化主站系統;配網自動化子站系統;配網自動化終端。

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  主站系統由三個子系統組成:配電SCADA主站系統;配電故障診斷恢復和配網應用軟件子系統DAS;配電AM/FM/GIS應用子系統DMS構成

  1.配電SCADA主站系統由前置機服務器(RTU服務器)、SCADA服務器、調度員工作站(MMI)、報表工作站、DA服務器、GIS服務器等組成。前置機服務器:它包括若干臺前置機服務器。其中一臺為主前置機服務器,當服務器出現故障時,從前置機服務器中的一臺自動成為主前置機服務器,以保證系統的正常運行,這是由nap來完成的。主前置機服務器通過dater接收子站通過交換機發送來的數據,由vcterm經過規約解釋存入當地內存,形成生數據實時共享內存。主前置機服務器通過rawd向若干從前置機服務器發送生數據,各從前置機服務器通過datsrv接收主前置機服務器發送來的生數據形成自己的生數據實時共享內存。

  SCADA服務器:它包括若干臺SCADA服務器。其中一臺為主SCADA服務器,當服務器出現故障時,從SCADA服務器中的一臺自動成為主SCADA服務器,以保證系統的正常運行,這是由nsp來完成的。主SCADA服務器通過datsrv接收主前置機服務器發送來的生數據,經過處理形成熟數據。將形成的熟數據存入內存,形成實時庫。同時將形成的熟數據存入硬盤,形成歷史庫,歷史庫全系統唯一只有一個。需要歷史數據時,從歷史庫取數據。取數據的方式有:polling方式;stream方式;sql方式。整個主站系統為一個局域網,通過交換機或HUB連接在一起。

  2.為保證配網自動化系統投運后,能夠完全滿足本系統的技術要求,必須對本系統起至關重要作用的配電故障診斷和恢復功能(即DA功能)進行聯調測試。在進行DA聯調測試前,必須保證以下條件完整無誤:

 。1)主站置庫完畢并經反復檢查無誤;

 。2)主站、子站和FTU之間的通訊正常;

 。3)對要進行DA測試的FTU進行遙測、遙控、遙信調試,并保證其功能正常;

 。4)恢復無故障區段的供電時,必然涉及到變電站出口斷路器,因此要對變電站的出口斷路器進行遙控測試。另外,在DA測試中采用繼電保護測試儀模擬故障引起開關跳閘的方式啟動配電自動化系統的DA功能,完成一次設備的實際動作。實現故障的自動隔離、非故障區段的恢復可以采取多種方法,取決于自動化裝置的技術特點和整體方案。一般有就地控制和主站遠方控制兩種方式。就地控制以饋線終端單元(FTU)之間的配合為主,不需要通信通道,通過對線路過流或過壓的檢測,以及對開關分合閘的邏輯控制實現故障區段的隔離和非故障區段的供電恢復;主站遠方控制方式需要有可靠的通信通道,通過主站軟件對FTU上傳信息的分析判斷,制定合理的隔離策略和網絡重構策略,遠方控制配電開關實現故障區段的隔離和非故障區段的供電恢復。

  3.配電管理系統DMS。

 。1)從輸電系統自動化的發展來看,中國目前已普及了以SCADA功能為主的地調自動化系統,但作為更高層次的能量管理系統(EMS)卻尚未全面達到,盡管如此,輸電系統SCADA已經發揮了巨大的作用。由于配電系統較輸電網更復雜、更分散,實現綜合管理系統水平的配電管理系統(DMS)的難度也就更大。因此,應當學習輸電系統自動化發展經經驗,在使用中不斷提高系統自動化水平。

 。2)DF9100配電主站系統中的AM/FM/GIS是配電管理系統的重要功能之一。它是將地理學空間數據處理、計算機技術與電力系統相結合,為獲取、存儲、檢索、分析和顯示電力設備的空間定位資料和屬性資料而建立的計算機化的數據庫管理系統。其中AM為自動繪圖,FM為設備管理,GIS是地理信息系統,AM/FM/GIS是配電管理系統DMS的基本平臺。利用AM/FM/GIS集成DMS系統,建立統一的DMS數據庫,為各子系統提供共享資料,從而減少資料的冗余度,保證資料的一致性,提供良好的全圖形化的人機界面。地理信息系統GIS的引入為電力系統應用提供了全新的表達形式,更具有現實性,更直觀易用,并對現有應用進一步擴展,使其具備空間管理、運用能力,實現更高一級的管理。

 。3)配電地理信息系統GIS與配電SCADA系統互聯,使實時數據在地理信息圖上顯示并為GIS的空間分析子過程提供數據,該局配網GIS與SCADA實時數據同步。配網GIS系統本身就支持SCADA實時數據的顯示,但由于GIS系統運行在該局辦公自動化10網段上,而SCAD系統運行在191網段上,目前為了實現GIS系統的實時顯示,利用WEBSRV(雙網卡設置191和10段IP)機器作為CADA實時數據轉發服務器,10段的GISSRV(10網段的SCADA服務器)作為SCADA實時數據接受服務器,利用轉發程序實現兩個不同網段的實時數據同步。

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  因為配網監控設備點多面廣,配電SCADA系統的系統測控對象既包含較大容量的開閉所、環網柜,又包含數量較多、分布較廣的柱上開關,不可能把所有的站端監控設備直接連接到配電主站,因此必須增設中間一級,稱為配電子站(SUB-STATION),由其管理其附近的柱上開關、開閉所、配電站端監控設備,完成“數據采集器”、饋線監控、當地監控及饋線重合閘的功能;并將實時數據轉送配電主站通信處理器,這樣既能節約主干通道又使得配電自動化主站SCADA網絡可以繼承輸電網自動化的成熟成果。

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  城市配網自動化終端負責對城域所轄的柱上開關、開閉所、環網柜、配電變壓器等進行監控,既要實現FTU、TTU等的三遙功能,又要實現對故障的識別和控制功能,從而配合配網自動化主站及子站實現城區配網運行中的工況檢測、網絡重構、優化運行以及網故障時的故障隔離和非故障區域的恢復供電。

  為本系統配套的WPZD-110型FTU,其容量為9路遙測量,8路遙信量,4路遙控量,具有與上級站通訊的RS-232接口,也有與下級站通訊的RS-485接口。其主要功能有:數據采集和處理,遠方控制與當地控制,故障識別、故障隔離和負荷轉移,接受遠方指令及轉發采集的數據信息,具備相適應的通信功能等。該市城局配電網采用環網結構,電源取自饋線的不同母線,按閉環方式運行。配電網絡的構成有電纜和架空線路兩種方式。其中架空線路雙電源手拉手供電是以往最基本的形式。線路主干線分段的數量取決于對供電可靠性要求的選擇。理論上講,分段越多,故障停電的范圍越小,但同時實現自動化的方案也越復雜。那么要實現系統對各段的故障能夠自動準確識別并切除,且最大限度縮短非故障區域的停電時間的愿望,也就更有難度。

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