配電系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)實(shí)踐和探索

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摘要：介紹了濟(jì)寧局城區(qū)配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)施情況、功能及實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。

  關(guān)鍵詞：配電系統(tǒng)　自動(dòng)化　實(shí)踐1　城區(qū)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)概況目前濟(jì)寧城區(qū)共有7座變電所，即市中所、東郊所、西郊所、南郊所、北郊所、后鋪所和高新所，城區(qū)10kV主干線路46條。結(jié)合城網(wǎng)建設(shè)改造和標(biāo)準(zhǔn)化工作，以市中變?yōu)橹行?，城區(qū)全部實(shí)現(xiàn)了多電源點(diǎn)供電和"手拉手"供電，供電符合"N-1"準(zhǔn)則，滿足配電自動(dòng)化對(duì)手拉手線路供電電源的要求。整個(gè)配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理，各種電力設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)，為配電自動(dòng)化的實(shí)施打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2　配電自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)施范圍"上規(guī)模才能出效益"，本著高起點(diǎn)、高標(biāo)準(zhǔn)、高度代表性的原則，我公司的配電自動(dòng)化系統(tǒng)覆蓋整個(gè)濟(jì)寧城區(qū)，包括主站系統(tǒng)一套，子站系統(tǒng)7套，戶外配電設(shè)備計(jì)118臺(tái)柱上開關(guān)，10座開閉所，實(shí)現(xiàn)42條架空線路、4條地纜線路的饋線自動(dòng)化。3　配電自動(dòng)化系統(tǒng)簡(jiǎn)介實(shí)踐證明，建設(shè)DA與基于GIS的DMS一體化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在線系統(tǒng)與離線系統(tǒng)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與地理圖形、電網(wǎng)信息與用戶信息的有機(jī)結(jié)合，給我們構(gòu)建了完整的、時(shí)間與空間一體的現(xiàn)代化數(shù)字配電網(wǎng)概念，在配電調(diào)度、運(yùn)行、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、業(yè)擴(kuò)、搶修、營(yíng)銷、客戶服務(wù)等多方面將發(fā)揮重要的作用，應(yīng)是我國(guó)配電自動(dòng)化及配電管理的基本模式，它也是當(dāng)今世界配電管理現(xiàn)代化的發(fā)展方向，是數(shù)字化供電公司的最重要的組成部分。我公司的配電自動(dòng)化系統(tǒng)即是上述DA與基于GIS的DMS一體化系統(tǒng)。傳統(tǒng)意義上的DA系統(tǒng)有兩種模式，即電壓型和電流型。兩種模式在理論上均能實(shí)現(xiàn)，主要應(yīng)考慮本地區(qū)的實(shí)際情況。電流型開關(guān)由于需要直流電源做為操作電源，運(yùn)行維護(hù)工作量大，故障處理和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)高度依賴通信系統(tǒng)和后臺(tái)系統(tǒng)支持，具有較大的風(fēng)險(xiǎn)性，配電線路供電半徑和縮短和分段數(shù)量的增加以及線路上負(fù)荷情況的變化，給各級(jí)開關(guān)的動(dòng)作時(shí)間的配合帶來了整定難題，且開關(guān)需切斷故障電流，造價(jià)高昂推廣受限，基于上述原因，根據(jù)我市配電網(wǎng)現(xiàn)狀，我公司選用電壓型DA系統(tǒng)。3.1　概況配電自動(dòng)化設(shè)備采用日本東芝公司開發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的電壓型自動(dòng)化設(shè)備，包括：柱上自動(dòng)真空開關(guān)、電源變壓器、一體型遙控終端單元和站內(nèi)故障指示設(shè)備。配電自動(dòng)化系統(tǒng)由配電主站系統(tǒng)、配電子站系統(tǒng)和系列戶外測(cè)控終端及通信系統(tǒng)組成，能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全面的計(jì)算機(jī)監(jiān)視、控制和管理。位于配電調(diào)度中心的配電主站系統(tǒng)具有配電SCADA、配電GIS、配電仿真、在線維護(hù)、大屏幕顯示和高級(jí)應(yīng)用分析等功能。配電子站系統(tǒng)分布于市區(qū)變電所，負(fù)責(zé)各變電所管轄的戶外測(cè)控終端RTU(FTU、TTU、DTU等)的信息轉(zhuǎn)發(fā)和監(jiān)控，并可轉(zhuǎn)發(fā)站內(nèi)RTU和保護(hù)信息。戶外測(cè)控終端分布于廣闊的配電網(wǎng)絡(luò)各個(gè)節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)采集配電線路的信息及轉(zhuǎn)發(fā)，并執(zhí)行配電線故障的就地保護(hù)和配電線路的遙測(cè)、遙控、遙信功能。3.2　配電主站系統(tǒng)配電主站是整個(gè)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的核心，主站系統(tǒng)采用日本東芝技術(shù)的TOSCAN－D3000C系統(tǒng)，其硬件和軟件遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。配電主站的設(shè)備包括分布于兩層開放型LAN網(wǎng)上的服務(wù)器、工作站、TCM和外設(shè)等。服務(wù)器和工作站選用的是UNIXEWS生產(chǎn)廠家SunMicrosSystem制造的SunUltra60。系統(tǒng)主要功能：(1)　配電SCADA功能：配電SCADA不僅包括數(shù)據(jù)采集(遙信、遙測(cè))、報(bào)警、事件順序記錄、事故追憶、遠(yuǎn)方控制(遙控)、計(jì)算、趨勢(shì)曲線、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和制表打印、事件記錄等常規(guī)SCADA功能，還包括線路的動(dòng)態(tài)著色、地理接線與GIS集成等功能。它主要包括數(shù)據(jù)采集、處理、顯示和控制功能。(2)　故障處理功能：自動(dòng)查找配電網(wǎng)、變電所發(fā)生的故障并自動(dòng)恢復(fù)故障區(qū)間以外停電區(qū)間的正常供電。當(dāng)配電網(wǎng)、變電所發(fā)生故障時(shí)，根據(jù)發(fā)生故障引起的配電線開關(guān)、保護(hù)、柱上開關(guān)的狀態(tài)變化判斷故障的發(fā)生區(qū)間及原因，并通過畫面顯示、警報(bào)鳴響、打印等來通知操作人員。(3)　DMS功能：配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)(GIS)是建設(shè)DMS的基礎(chǔ)，它與AM/FM結(jié)合，形成AM/FM/GIS系統(tǒng)，把配電網(wǎng)圖形資料和非圖形參數(shù)建立于地理圖形的基礎(chǔ)上，真實(shí)反映配網(wǎng)線路的實(shí)際走向、電力設(shè)備地理位置和屬性、所屬電力用戶的屬性等各種信息。為監(jiān)視配電網(wǎng)的運(yùn)行和電力系統(tǒng)運(yùn)行管理提供具有地理信息的網(wǎng)絡(luò)模型，支撐系統(tǒng)應(yīng)用軟件的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)圖形處理、線路工程輔助設(shè)計(jì)、查詢統(tǒng)計(jì)、設(shè)備運(yùn)行臺(tái)帳管理、用戶報(bào)修、用戶業(yè)擴(kuò)輔助設(shè)計(jì)等功能。(4)　與其他系統(tǒng)的接口：配電自動(dòng)化系統(tǒng)具有開放分布的特點(diǎn),網(wǎng)絡(luò)通信采用TCP/IP國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,因此系統(tǒng)可直接通過LAN、或經(jīng)網(wǎng)橋與其他自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行集成。其中包括與公司MIS系統(tǒng)、用電MIS系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)和大屏幕顯示等系統(tǒng)的接口。(5)　高級(jí)應(yīng)用軟件：包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹顟B(tài)估計(jì)、在線仿真、負(fù)荷管理、潮流計(jì)算、短路電流計(jì)算、可靠性分析、運(yùn)行管理、工程管理等軟件(6)　三大指標(biāo)計(jì)算：包括配網(wǎng)可靠性分析、網(wǎng)損計(jì)算、電壓合格率統(tǒng)計(jì)。3.3　配電子站系統(tǒng)(TCR)配電子站主要采集變電所內(nèi)RTU和戶外各種RTU(FTU、DTU、TTU等)的信息，并進(jìn)行數(shù)據(jù)匯集和轉(zhuǎn)發(fā)。由于配電子站管理的RTU數(shù)量眾多(是變電所監(jiān)控系統(tǒng)的3～5倍),因此配電子站的高可靠性和靈活配置的設(shè)計(jì)是必不可少的。配電子站的主要功能包括：(1)　變電所內(nèi)RTU數(shù)據(jù)的匯集和轉(zhuǎn)發(fā)。(2)　戶外RTU(包括FTU、DTU、TTU等)數(shù)據(jù)的匯集和轉(zhuǎn)發(fā)。(3)　數(shù)據(jù)預(yù)處理。(4)　規(guī)約轉(zhuǎn)換。(5)　當(dāng)?shù)鼐S護(hù)功能。(6)　自我診斷功能。3.4　配電終端設(shè)備遙控終端單元RTU分布于復(fù)雜的配電網(wǎng)上且數(shù)目眾多，運(yùn)行環(huán)境惡劣，因此要求產(chǎn)品具有高度的可靠性和免維護(hù)的特點(diǎn)。遙控終端單元TOSDAC-D21P11具有智能化故障查尋、就地隔離功能，并帶有遠(yuǎn)方通信功能。TOSDAC-D21P11產(chǎn)品設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)，工業(yè)化程度高，結(jié)構(gòu)具有全免維護(hù)特點(diǎn)，采用全密封鍍金航空接插頭，性能優(yōu)越。3.5系統(tǒng)通信系統(tǒng)通信采用以光纖通信為主，雙絞線通信和載波通信為輔的模式。配電子站及主站之間的信息傳送量大，對(duì)通信速率要求較高，光纖通信具有容量大、傳輸速率高、可靠性強(qiáng)的特點(diǎn)，同時(shí)光纖雙環(huán)網(wǎng)還具有"自愈"功能，因此配電系統(tǒng)自動(dòng)化的主干通信通道全部設(shè)計(jì)為光纖通信；子站與終端通訊數(shù)據(jù)量相對(duì)較少，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)架設(shè)場(chǎng)地和設(shè)備實(shí)際，設(shè)計(jì)為光纖與雙絞線混合模式，部分處于城區(qū)邊緣、需架設(shè)線路較長(zhǎng)且下步無商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的需要，則采用配電載波的形式。4　配電自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)(1)　完成適用于開閉所DTU、柱上開關(guān)FTU及部分配變TTU的功能，監(jiān)視配電設(shè)備運(yùn)行工況，準(zhǔn)確及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷，減少人員的現(xiàn)場(chǎng)操作，提高配網(wǎng)安全運(yùn)行水平。(2)　優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方式，提高設(shè)備利用程度，減少備用容量，降低電網(wǎng)建設(shè)投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，實(shí)施分區(qū)線損考核，減少電能損失，提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。(3)　提供業(yè)擴(kuò)工程輔助設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)各類統(tǒng)計(jì)報(bào)表的自動(dòng)生成，提高工作效率。(4)　提高供電可靠性，改善電能質(zhì)量，加快業(yè)擴(kuò)報(bào)裝速度，縮短故障搶修時(shí)間，為用電管理提供科學(xué)依據(jù)，提高優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平，樹立良好的社會(huì)形象。(5)　初步建立起主站系統(tǒng)基本的軟硬件系統(tǒng)平臺(tái)和配電子站系統(tǒng)，為系統(tǒng)的擴(kuò)展留有余地。(6)　在現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建滿足配電系統(tǒng)需要的ATM通信網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)為以后參與社會(huì)化信息服務(wù)打下基礎(chǔ)。