配电网络的自动化技术现状和发展方向_10

2019-07-10 11:41

随着配电自动化实施进程的深入,要进入配电自动化的高级阶段,对配电网络的调度、生产、运行、维护进行全过程的计算机智能管理,就必须依靠通信手段实时地收集网络运行情况和设备参数,建立数学模型,并以此为基础实现高级人工智能软件的实用化。因此,在任何一个供电企业中,制定切实可行的配电自动化通信规划都是不容忽视的。

配电线路,遍布城市的大街小巷。由于大多数城市正处于高速发展中,大规模的城市建设使得配电网络整体上具有不确定的拓扑结构,装载容量几乎每天都在变化,设备异动频度比输变电高出几个数量级。

配电自动化在世界发达国家中开始较早,发展也较快,经历了从各种单项自动化林立,号称为多岛自动化的配电系统,向开放式、一体化和集成化的综合自动化方向发展的过程,目前已经具有相当的规模,并且从提高配电网运行的可靠性和效率,提高供电质量,降低劳动强度,充分利用现有设备的能力,缩短停电时间和减少停电面积等方面,均带来了可观的经济效益和社会效益。

一、配电自动化系统(DAS)的设计

配电自动化系统(DAS)是一个面广量大、投资巨大的工程,各地必须分期投入、分期实施,且必须适应配电网的特点,因此要求DAS必须遵循以下原则:

(1)系统必须具有开放性,支持以后的继续开发。

(2)系统必须具有先进性,系统设计必须采用先进的技术,以保证系统有较长的生命周期。

(3)系统必须高度模块化,用户有选择的余地,可选急需的模块。

(4)系统必须设计标准化,尽可能采用国家标准,最大限度地保证产品的兼容性。

二、城区配网自动化系统结构体系

城区配网自动化系统按分层分布式体系结构设计,为二层结构,即:

第一层:主站。主要负责城区配网设备的运行监控和配电运行管理。通过外设的工作站用来实现基地所管辖范围内配网设备的运行监视与控制。

第二层:配电终端。城区配网自动化工程中的故障定位解决措施。通过安装在各配电室(电缆小室)的终端装置判别故障区段(或通过电缆故障指示器发出电缆故障信号,此信号经过终端装置采集后),通过光纤(无线)通信方式发送到基地站和主站的运行值班人员。各电缆分界小室、环网柜等的终端配置功能上要为下一步故障隔离与供电恢复预留控制功能。对于开闭站全部按照遥信、遥测、遥控三遥考虑。对于配电室、电缆分界室按照遥信、遥测两遥考虑。高压用户电源侧实现开关信号(或电压信号)采集。配网设备运行监视。通过大量安装在配网设备现场的终端设备,将配网设备运行的中低压开关位置信号、保护信号、负荷、母线电压、低压无功补偿等简要信息采集后,通过各种通信方式传送到城区配网自动化系统主站。

三、配电自动化通讯系统

城区配电网中配电自动化系统的数据通信以光纤为主。根据配电自动化的体系结构,通信系统主要结合采用三种结构形式:点对点结构、星形结构及环形结构。主要由下列三个层次组成:

第一层次为配电自动化主站至分控中心之间,通信上为点对点或环形连接。第二层次是配电自动化分控中心与设备层FTu光纤环网之间,通信上采用星形或环形。分控中心与设备层FrU之间可以采用问答式的数据传输规约进行数据通信,也可直接通过网络方式以TcP,qP协议进行通信,通信带宽为10M以上,则通过FrU加装光卡予以实现。第三层次为设备层VrU之间的连接及FXU与配变采集装置TTu之间的通信连接。Fru与分控中心的通信方式应在满足系统功能及指标前提下,综合考虑地理位置、F1u支持功能、系统实时性要求、投入资金等各方面因素进行选择。

四、配电自动化系统设备的要求

为满足故障隔离、负荷转移和恢复对非故障区段的供电,实施配电自动化功能的一次配电网设备应根据具体应用条件,选择可靠性高、免检修、少维护、可电动操作的无油化开关设备,其技术指标除满足相关10KV一次设备的技术条件外,还具备以下性能:

1.应提供反映开关位置及开关近控/远控状态的辅助节点(常开,常闭)。

2.用于就地控制的开关设备,在失去交流电源的情况下,除能手动合闸和手动分闸外,至少能进行自动分、合闸各一次。

3.提供必要的、反映开关异常状态的信号接口。

4.用于电压信息检测时,应内置或外接电压互感器。

5.至少内附一组电流互感器,用于故障电流和负荷电流的检测,其等级为保护级互感器。同时电流互感器的二次侧额定电流应与Fru相匹配。

6.失去交流电源后,仍需进行控制和数据通信的开关、设备,应配备足够容量的蓄电池和充电设备。

配电自动化及管理系统具有实时性好、自动化水平高、管理功能强之特点,能提高供电可靠性和电能质量、改善对用户的服务,具有显著的经济优越性和良好的社会综合效益。因此,我们需要根据城区配电网发展的实际情况,充分运用当代科技手段,提高配电网的管理水平。

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