城市配网综合自动化应用技术初探

引言    随着电力供应从卖方市场走向买方市场，电力用户对电能质量和供电可靠性也提出了更高的要求，国家电力公司为了规范公司的运作，真正体现“人民电业为人民”的宗旨，对电能质量也提出了较高的要求，尤其对供电可靠性作出了明文规定：一般城市地区为99．96％，使每户平均停电时间不大于3．5h；重要城市中心区应达 99．99％，每户平均停电时间不大于53min。而要实现这一目标，传统的城市配网结构及保护、运行和管理方式已经不适应电力市场发展的需求，迫切需要新的配电模式来解决这个矛盾。 1  城市配网综合自动化 1．1  配网综合自动化的提出    配电系统自动化，是利用现代电子、计算机、通信及网络技术，将配电网在线数据和离线数据、配电网和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成，构成完整的自动化系统，其中运行及控制部分功能的自动化由配电自动化系统 (DAS)实现，又可具体分为SCADA系统、电压／无功控制、保护的协调管理及控制、馈线控制、故障处理(故障检测、定位、隔离后故障区供电)、自动抄表和负荷管理等。    配电综合自动化系统称为DMS／DA系统。其中DMS是配电管理系统,DA是配电自动化。DMS其实涵盖了电力MIS、电力调度、变电站综合自动化、出线管理、负荷管理、供用电管理等供、配、用电多个环节，是一个包含多学科技术的综合性大系统。    单元设备，涉及多层次、多流程的操作程序，电能使用的方便性、灵活性、可靠性和电能质量是用户最为关心的问题，而配网又是电力部门向用户售电的渠道，因此，实用性、安全性、经济性、开放性、发展性和灵活性等都是电力部门发展配网自动化尤为重视的问题。    要满足以上要求，在系统开发时，一般采用最新的面向对象(OOP)的设计方法，对单元设备采用模块化的方式，即根据对象(实际的设备对象和操作流程对象)分别进行配网结构的设计，然后象搭积木一样将组件通过标准的管理机制和现定模式构造成完整的系统，模块间采用标准规约进行联系，能有助于配网综合自动化建成后的调度、管理、运行与控制等的实现。 2．1．1  环网配电    常用的配网接线有树状、放射状、网状、环网状等形式，其中环网接线是城市配网最常用的一种形式。这是因为环网配电供电能力强、范围广、形式方便灵活，稍加变化即能适应不同负荷等级的要求，并且可靠性高，网络潮流计算方便，有利于系统的保护、控制、管理、运行和维护，特别是其节省变电站出线回路，减少占地、少占路由等优点在城市基础设施建设中尤为突出。    因此，配网综合自动化技术在环网中的实施，应该是首先考虑的问题。 2．1．2  环网结构的划分    环网配电有单环、多环之分，还有开环、闭环的区别。按照使用功能的不同，单环、开环运行的配网系统一次部分可分为：    (1)变电站出线断路器：用于配电环网线路及环网开关枢的保护以及作为用户1OkV的配电装置、变压器的后备保护。    (2)网线路：用于电能的输送。可以是架空线路、电缆线路以及架空、电缆线路。    (3)环网开关柜：用于电能的分配与计量，并与智能化控制器一起完成配网故障隔离与恢复供电、网络优化等。在用户变压器容量较小、无特殊供电要求的情况下，可在其馈线回路加装熔丝，直接作用户变压器保护，取消用户1OkV配电装置，以简化网络结构和减少电能损失。    (4)用户站1OkV配电装置：在用户变压器容量较大、数量较多、保护要求高，或者有中压负荷，需加中压无功补偿等特殊情况下，用户根据自己的需要，增加相应的配电柜，以实现相应的保护功能。    (5)用户变压器：为用户提供正常的工作电源。在双台变压器同时投入、低压母线分段运行情况下，母联应设电源互投闭锁装置。    这样，可将配电环网分成5个不同模块，根据环网开关柜、用户1OkV配电装置和用户变压器单元的不同组合，可以组成环网开关站、用户变电站和环网用户变电站三种不同的模式。一方面，保证了技术方案实施的灵活性；另一方面，电力部门可根据不同的调度、管理、控制和通信要求，对应于不同的模块，设定不同的功能要求，从而达到电力部门同用户之间建设与管理界面清楚、功能设置合理。 2．2  配网综合自动化系统 2．2．1  系统结构：主要由主站系统、变电站监控系统、配电网监控系统、通信系统以及单项接地故障选线定位系统组成。 2．2．2  配网综合自动化的主要功能：①电能质量最优控制；②微机监控(“四遥”功能大)③故障分析及处理、网络优化；④自动读表，负荷控制；⑤用户服务与地理信息系统。 3  配网综合自动化预计效果及效益分析 3．1  减少发现和检修故障的时间。配电管理系统快速分析故障，可减少每个用户停电的时间，这对供电企业来讲相当于多供电，提高供电可靠性，进而提高经济效益。 3．2  降低设备的运行维护成本。根据对系统元件参数的监控，将检修工作从计划检修向状态检修过渡。 3．3 减少新建变电站的控制线路的投资。配电自动化设备的应用大大提高数据采集设备的利用度，可以有效地防止重复投资。 3．4  最大限度地减少了停电对用户的影响。配电自动化设备自动隔离故障，并对非故障线路恢复供电，缩短了用户停电时间，缩小了停电区域，对用户来讲，得到了更高质量的服务。 3．5  提高运行效率，增强可靠性。评估以往的事故处理方法，确定正确方案，可以在将来发生类似事故时进一步减少损失，降低运行维护费用。 3．6  推迟新的一次设备投资。通过配电自动化，在保障供电可靠性的前提下最大限度地发挥系统供配电能力，从而推迟新的一次设备投资。 4  结论    通过以上的分析可以看出，城市配网综合自动化技术具有自动化水平高、供电可靠性高、功能强、实时性好、适应电力计量市场化需要、免维护等技术特点，同时又具有维护费用低、节能、节资等显著的经济优越性；另外，在提高能源可供条件，降低社会能耗指标，保障社会安定等方面，具有潜在而又巨大的社会综合经济效益，所以，积极采用、推广配网综合自动化技术具有十分重要的现实意义。              信息来源于：东方自动化