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關(guān)于配網(wǎng)自動(dòng)化的工作研究
摘要：配網(wǎng)自動(dòng)化就是利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)正常運(yùn)行及事故情況下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制和配電管理的現(xiàn)代化。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和改革開(kāi)放的深入推進(jìn)，電力用戶對(duì)電能質(zhì)量和供電可靠性的要求越來(lái)越高，電壓波動(dòng)和短時(shí)的停電都會(huì)造成巨大的損失。因此，需要結(jié)合電網(wǎng)改造在配電網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化，以提高配電網(wǎng)的管理水平，為廣大電力用戶不間斷地提供優(yōu)質(zhì)電能。
關(guān)鍵詞：配電、優(yōu)質(zhì)、電能、技術(shù)
一、前言
近年來(lái)，伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的騰飛，電力行業(yè)、電力系統(tǒng)的建設(shè)也處于一個(gè)蓬勃發(fā)展的新階段。相關(guān)的電力技術(shù)也不斷地發(fā)展，從最初的時(shí)限順序送電裝置、自動(dòng)隔離故障區(qū)、加快查找線故障地點(diǎn)，到后來(lái)應(yīng)用電子自動(dòng)控制技術(shù)。這些進(jìn)步及時(shí)地填補(bǔ)了電力企業(yè)在信息化建設(shè)中的不足。再到后來(lái)伴隨著計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)的發(fā)展，逐步地形成了包括遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障自動(dòng)隔離及恢復(fù)供電、電壓調(diào)控、負(fù)荷管理等實(shí)時(shí)功能在內(nèi)的配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)。當(dāng)這些技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中日益被完善，便形成了高級(jí)自動(dòng)化技術(shù)，高級(jí)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用使得原本被占用的企業(yè)的大量人力、物力和財(cái)力資源得到了進(jìn)一步的合理分配，大大提高了電網(wǎng)調(diào)度的運(yùn)行和管理效率。同時(shí)，配網(wǎng)調(diào)度的信息自動(dòng)化也在供電企業(yè)以外的廣泛領(lǐng)域中產(chǎn)生了積極的影響，既而推動(dòng)了相關(guān)行業(yè)向著管理自動(dòng)化的階段邁進(jìn)。由于配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的逐步應(yīng)用，有效地促進(jìn)了配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的科學(xué)化，也為企業(yè)和部門(mén)的高效管理提供了必要保障。
二、配網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀
配網(wǎng)技術(shù)迅猛發(fā)展的同時(shí)，存在的問(wèn)題也相對(duì)突出。一方面，由于我國(guó)配電網(wǎng)的建設(shè)長(zhǎng)期以來(lái)一直未被重視，使得我國(guó)的配網(wǎng)自動(dòng)化進(jìn)程遠(yuǎn)落后于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，嚴(yán)重影響了人民的生活質(zhì)量并一定程度上制約了國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。隨著電力行業(yè)的迅速崛起，陳舊的配電網(wǎng)絡(luò)所暴露出的不足愈加明顯，這種局面急需得到改進(jìn)。另一方面，電力作為一種商品，其使用價(jià)值必須滿足消費(fèi)者的需求，不僅要保證供電的持續(xù)性，對(duì)于一些對(duì)電能質(zhì)量有更高要求的高精密設(shè)備還須保證供電的可靠性。在今天這個(gè)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的大背景下，只有實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化，才能保證行業(yè)的健康發(fā)展。
現(xiàn)階段我國(guó)的電網(wǎng)自動(dòng)化才剛剛起步，這就要求我們必須格外注重當(dāng)前配電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，因?yàn)楹玫碾娋W(wǎng)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化的基本前提。在初期的建設(shè)中我們必須保障配電網(wǎng)綜合實(shí)施改造的質(zhì)量和進(jìn)程，以優(yōu)質(zhì)的電網(wǎng)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)為根本目標(biāo)，做好統(tǒng)籌規(guī)劃，要從裝備上符合現(xiàn)代城市的發(fā)展要求，對(duì)配電網(wǎng)的改造要力爭(zhēng)達(dá)到高自動(dòng)化的目標(biāo)。
隨著我國(guó)各地用電量的大幅攀升和配電線路的增加，配網(wǎng)調(diào)度的工作量明顯增加。手工填寫(xiě)不僅占據(jù)了大量的工作時(shí)間，與信息自動(dòng)化辦公要求不符，而且紙質(zhì)資料不易保存，同時(shí)相關(guān)數(shù)據(jù)也不方便查閱。原本可以用信息化手段處理的工作占用了企業(yè)大量的人力、物力和財(cái)力資源。對(duì)此，部分電力企業(yè)開(kāi)始了配網(wǎng)自動(dòng)化的探索，這種探索和創(chuàng)新在一定程度上簡(jiǎn)化了企業(yè)的運(yùn)行和工作流程，在節(jié)約成本的同時(shí)也充分地利用了人力資源，提高了配網(wǎng)調(diào)度中心的工作效能。在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，應(yīng)著重保證其滿足安全性、易用性、可擴(kuò)展性和可移植性等各方面的要求，使其最終能持續(xù)的、可靠的為用戶供電，也就是說(shuō)無(wú)論電力的緊張還是富余都應(yīng)該以用戶用電的實(shí)際要求為出發(fā)點(diǎn)，做好用戶用電服務(wù)工作，避免其他事故所造成的供電影響。
三、實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化的具體內(nèi)容
3.1配電網(wǎng)架規(guī)劃
合理的配電網(wǎng)架是實(shí)施配電自動(dòng)化的基礎(chǔ)，配電網(wǎng)架規(guī)劃是實(shí)施配電自動(dòng)化的第一步，配電網(wǎng)架規(guī)劃應(yīng)遵循如下原則：
(1) 遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)實(shí)際;
(2)主干線路宜采用環(huán)網(wǎng)接線、開(kāi)式運(yùn)行，導(dǎo)線和設(shè)備應(yīng)滿足負(fù)荷轉(zhuǎn)移的要求;
(3)主干線路宜分為3-5段，并裝設(shè)分段開(kāi)關(guān)，分段主要考慮負(fù)荷密度、負(fù)荷性質(zhì)和線路長(zhǎng)度;
(4)配電設(shè)備自身可靠，有一定的容量裕度，并具有遙控和智能功能。
3.2 配電設(shè)備的選擇
在配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中，配電設(shè)備應(yīng)包括一次設(shè)備――配電開(kāi)關(guān)，二次設(shè)備――饋線遠(yuǎn)方終端(FTU)、配變終端單元(TTU) 等，以及為一、二次設(shè)備提供操作電源和工作電源的電源設(shè)備。
實(shí)施配網(wǎng)自動(dòng)化，必須以重合器、分段器、負(fù)荷開(kāi)關(guān)等具有機(jī)電一體化特性的自動(dòng)配電開(kāi)關(guān)設(shè)備為基礎(chǔ)，在架空線路上作為分段和隔離故障用的開(kāi)關(guān)應(yīng)該具有免維護(hù)、操作可靠、體積小和安裝方便的特點(diǎn)，并且能適應(yīng)戶外嚴(yán)酷的環(huán)境條件。
饋線遠(yuǎn)方終端(FTU)用于采集開(kāi)關(guān)的運(yùn)行數(shù)據(jù)、控制開(kāi)關(guān)的分合，為了達(dá)到“四遙”功能，必須具有通信功能。
配變終端單元(TTU)用于采集配電變壓器低壓側(cè)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，控制低壓電容器投切用于無(wú)功補(bǔ)償，通信的實(shí)時(shí)性要求低于FTU。
開(kāi)關(guān)的操作電源和FTU的工作電源要根據(jù)配電網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的具體情況確定，可以從380/220V低壓網(wǎng)絡(luò)直接取得，也可以從10kV線路通過(guò)互感器獲得;可以采用蓄電池或UPS作為后備電源，也可以從其它配電線路獲得后備電源。
需特別注意的是，配電設(shè)備都在戶外布置，其工況條件惡劣，必須達(dá)到特定的運(yùn)行環(huán)境要求，否則實(shí)施配電自動(dòng)化不但無(wú)法提高供電可靠性，還會(huì)降低供電可靠性。
3.3通信系統(tǒng)建設(shè)
通信系統(tǒng)是主站系統(tǒng)與配電網(wǎng)終端設(shè)備聯(lián)接的紐帶，主站與終端設(shè)備間的信息交互都是通過(guò)通信系統(tǒng)完成，因此必須有穩(wěn)定可靠的通信系統(tǒng)，才能實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化的功能。通信方式有：光纖通信、電力線載波、有線電纜、無(wú)線擴(kuò)頻、借助公眾通信網(wǎng)等多種。配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的通信具有終端設(shè)備多，單臺(tái)設(shè)備的數(shù)據(jù)量小，實(shí)時(shí)性要求不同的特點(diǎn)，因此應(yīng)因地制宜，根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境和經(jīng)濟(jì)條件確定合理的通信系統(tǒng)，同時(shí)要考慮調(diào)度自動(dòng)化通信系統(tǒng)的建設(shè)。一般的，城區(qū)10kV主干線路采用光纜通信，建成光纜主干網(wǎng)，用于配電開(kāi)關(guān)和主站間的實(shí)時(shí)通信;城區(qū)10kV 分支線路、變臺(tái)監(jiān)控、無(wú)功補(bǔ)償?shù)炔捎糜芯�通信，就近接入光纜主干網(wǎng)，或采用其它通信方式。
3.4配網(wǎng)主站建設(shè)
配網(wǎng)主站是整個(gè)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)控管理中心，應(yīng)完成以下功能：
(1) 配電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與控制(SCADA)：通過(guò)終端設(shè)備和通信系統(tǒng)將配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)傳送到主站，在主站對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)方監(jiān)視和控制，與調(diào)度自動(dòng)化類似。包括配電開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，保護(hù)動(dòng)作信息，運(yùn)行數(shù)據(jù)等。
(2) 提供主站控制方式下的饋線自動(dòng)化功能，用于完成線路故障的快速位、隔離和非故障區(qū)段的供電恢復(fù)，要求適用于各種復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。
(3) 配電地理信息管理(AM/FM/GIS)：以地理圖為背景對(duì)配電設(shè)備、配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分層次管理，包括查詢、統(tǒng)計(jì)等。
(4) 配電網(wǎng)應(yīng)用分析(PAS)：對(duì)SCADA系統(tǒng)采集的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，為調(diào)度員提供輔助決策，包括：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)�、狀態(tài)估計(jì)、潮流計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、無(wú)功優(yōu)化、仿真培訓(xùn)等，配電網(wǎng)具有與輸電網(wǎng)不同的特點(diǎn)，因此配電網(wǎng)應(yīng)用分析的算法與能量管理系統(tǒng)(EMS)有所不同。
(5) 與其它應(yīng)用系統(tǒng)(如MIS系統(tǒng))接口：根據(jù)生產(chǎn)和管理的要求，配電主站系統(tǒng)需要與其它應(yīng)用系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，給供電企業(yè)內(nèi)部其它部門(mén)提供配電網(wǎng)的信息。
四、結(jié)語(yǔ)
隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展，將會(huì)有越來(lái)越多的新技術(shù)應(yīng)用于配電網(wǎng)中，配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)會(huì)逐步成熟，為配電網(wǎng)安全高效的運(yùn)行提供技術(shù)保證。隨著電力市場(chǎng)的實(shí)行，供電企業(yè)對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性要求越來(lái)越高，配網(wǎng)自動(dòng)化是解決這一需求的必由之路。我們相信配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)必將為我國(guó)的配電網(wǎng)發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)：
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