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摘要:配电网自动化技术是对配电网进行监视和控制的先进技术,是电力系统提高供电可靠性最直接有效的技术手段之一,也是未来电网发展的必然趋势。文章主要介绍了配网自动化的相关概念、发展阶段和组成部分,并对配网自动化技术进行了展望。
关键词:配网自动化;技术系统
一、配电网自动化概念
1、配電自动化系统
从电源侧(输电网和发电设施)接受电能,再分配给各终端用户的电力网络成为配电网。
配电自动化(DA,Distribution.Automation)以一次网架和设备为基础,以配电自动化系统为核心,综合利用多种通信方式,实现对配电系统的监测与控制,并通过与相关应用系统的信息集成,实现配电系统的科学管理。
配电自动化系统(DAS,Distribution.Automation.System)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、配电网数据和用户数据、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,实现配电网及其设备正常运行及事故状态下的监测、保护、控制、用电和配电管理的综合自动化系统。
2、配电网自动化的意义
随着社会经济的快速发展和人们生活水平的提高,社会对电力的需求日益旺盛,用电量也在飞速增长,同时大家对电力的可靠性和供电质量也提出更高的要求。由于要使电力系统提供可靠的电力支持就需要配电自动化,这也是适应社会发展的必然趋势。首先,它有利于有效监控配电网络的运行状况,保证电力有效传输,促使电力运行网络更加优化;第二是当配电系统出现某些故障时,能快速方便地查出发生区域和出现异常情况,并迅速采取有效措施,及时修复,节约大家的时间;第三,它能有效地改善电力系统的供电质量,促进经济健康发展;第四,它可以有效地控制用电负荷,防止设备过度使用,提高电力设备的使用时间;第五,它可以提供自动抄表计费,并为用户提供自动化的用电信息服务等。
二、配电网自动化发展阶段
国外的配电自动化的发展经历了从各种单项自动化林立,向开放式、一体化和集成化的综合自动化方向发展的过程,已经具有相当的规模,并带来了可观的经济效益和社会效益。目前我国配电网自动化技术发展水平也越来越快,应用覆盖面也越来越广。配网自动化经历了三个阶段的发展:
第一阶段是基于自动化开关设备相互配合的配电自动化阶段,使用的主要设备为重合器和分段开关,那时还没有建立通信网络和计算机系统,当时的作用是在故障时通过自动化开关设备相互配合实现故障隔离和健全区域恢复供电。这是一个程度较低的配电自动化系统。
第二阶段的配电自动化系统是基于通信网络、馈线终端单元(FTU)和后台计算机网络的配电自动化系统,它在配电网正常运行时,也能起到监视配电网运行状况和遥控改变运行方式的作用,故障时能够及时察觉,并由调度员通过遥控隔离故障区域和恢复健全区域供电。
第三阶段的配电自动化系统,它是在第二阶段的配电自动化系统的基础上,增加了闭环自动控制功能,由计算机自动完成故障处理等功能。第三阶段的配电自动化系统的另一个特征是形成了集配电网SCADA系统、配电地理信息系统、需方管理(DSM)、调度员仿真调度、故障呼叫服务系统和工作票管理等一体化的综合自动化系统。
三、配电网自动化系统组成
配电网络自动化系统是实现配电网运行监视和控制的自动化系统,具备配电SCADA、馈线自动化、电网分析应用及与相关应用系统互连等功能,一般由下列层次组成:配电主站、配电子站(可选配)、配电远方终端和通信网络。
1、配电主站位于调度中心,配电子站部署于110kV/35kV变电站,子站负责与所辖区域DTU、TTU、FTU等电力终端设备通信,主站负责与各个子站之间通信。
2、配电终端主要分为馈线终端、配变终端和开闭所终端
(1)馈线终端设备(FTU)
FTU.是装设在馈线开关旁的开关监控装置。它主要是户外的柱上开关,比如说10kV线路上的断路器、负荷开关、分段开关等。
(2)配变终端设备(TTU)
TTU的主要作用是用来监测并记录配电变压器运行状况,根据低压侧三相电压、电流采样值,每隔1~2分钟计算一次电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数、有功电能、无功电能等运行参数,记录并保存一段时间。配网主站通过通信系统定时读取TTU测量值及历史记录,及时发现变压器过负荷及停电等运行问题,根据记录数据,统计分析电压合格率、供电可靠性以及负荷特性,并为负荷预测、配电网规划及事故分析提供基础数据。TTU由配变低压侧直接变压整流供电,不配备蓄电池。
(3)开闭所终端设备(DTU)
DTU一般安装在常规的开闭所(站)、户外小型开闭所、环网柜、小型变电站、箱式变电站等处,完成对开关设备的位置信号、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能量等数据的采集与计算,对开关进行分合闸操作,实现对馈线开关的故障识别、隔离和对非故障区间的恢复供电。
四、配电网自动化技术展望
在配电网络实施自动化技术之后,很大程度减小运行维护人员的劳动强度,提高劳动效率,使运行人员对配电网络的运行状态掌握得更全面更快捷,为供电企业创造更好的经济效益和社会效益。但是,目前配电网络自动化技术仍然存在的很多问题。如对配网自动化的认识和定位不清楚、对配电自动化系统缺乏统一细致的规划、简单地将馈线自动化等同于配电自动化、容易套用调度自动化的建设思路等。针对这些问题,企业在配网自动化系统的配置和实施过程中,要根据自身的实际情况,以强调监测、慎选控制、突出管理、分步到位和力求实用为原则,稳步有序进行。(作者单位:河南省鄢陵县电业公司)
参考文献:
[1]刘广友.县级配网自动化系统的研究[D].济南:山东大学,2005.
[2]刘健,倪建立.配网自动化新技术[M].北京:中国水利水电出版社,2003.
[3]康恩婷,侯思祖,高宇.配网自动化无线通信方案的探讨[J].电力系统通信,2005,26(2):29-32.
关键词:配网自动化;技术系统
一、配电网自动化概念
1、配電自动化系统
从电源侧(输电网和发电设施)接受电能,再分配给各终端用户的电力网络成为配电网。
配电自动化(DA,Distribution.Automation)以一次网架和设备为基础,以配电自动化系统为核心,综合利用多种通信方式,实现对配电系统的监测与控制,并通过与相关应用系统的信息集成,实现配电系统的科学管理。
配电自动化系统(DAS,Distribution.Automation.System)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、配电网数据和用户数据、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,实现配电网及其设备正常运行及事故状态下的监测、保护、控制、用电和配电管理的综合自动化系统。
2、配电网自动化的意义
随着社会经济的快速发展和人们生活水平的提高,社会对电力的需求日益旺盛,用电量也在飞速增长,同时大家对电力的可靠性和供电质量也提出更高的要求。由于要使电力系统提供可靠的电力支持就需要配电自动化,这也是适应社会发展的必然趋势。首先,它有利于有效监控配电网络的运行状况,保证电力有效传输,促使电力运行网络更加优化;第二是当配电系统出现某些故障时,能快速方便地查出发生区域和出现异常情况,并迅速采取有效措施,及时修复,节约大家的时间;第三,它能有效地改善电力系统的供电质量,促进经济健康发展;第四,它可以有效地控制用电负荷,防止设备过度使用,提高电力设备的使用时间;第五,它可以提供自动抄表计费,并为用户提供自动化的用电信息服务等。
二、配电网自动化发展阶段
国外的配电自动化的发展经历了从各种单项自动化林立,向开放式、一体化和集成化的综合自动化方向发展的过程,已经具有相当的规模,并带来了可观的经济效益和社会效益。目前我国配电网自动化技术发展水平也越来越快,应用覆盖面也越来越广。配网自动化经历了三个阶段的发展:
第一阶段是基于自动化开关设备相互配合的配电自动化阶段,使用的主要设备为重合器和分段开关,那时还没有建立通信网络和计算机系统,当时的作用是在故障时通过自动化开关设备相互配合实现故障隔离和健全区域恢复供电。这是一个程度较低的配电自动化系统。
第二阶段的配电自动化系统是基于通信网络、馈线终端单元(FTU)和后台计算机网络的配电自动化系统,它在配电网正常运行时,也能起到监视配电网运行状况和遥控改变运行方式的作用,故障时能够及时察觉,并由调度员通过遥控隔离故障区域和恢复健全区域供电。
第三阶段的配电自动化系统,它是在第二阶段的配电自动化系统的基础上,增加了闭环自动控制功能,由计算机自动完成故障处理等功能。第三阶段的配电自动化系统的另一个特征是形成了集配电网SCADA系统、配电地理信息系统、需方管理(DSM)、调度员仿真调度、故障呼叫服务系统和工作票管理等一体化的综合自动化系统。
三、配电网自动化系统组成
配电网络自动化系统是实现配电网运行监视和控制的自动化系统,具备配电SCADA、馈线自动化、电网分析应用及与相关应用系统互连等功能,一般由下列层次组成:配电主站、配电子站(可选配)、配电远方终端和通信网络。
1、配电主站位于调度中心,配电子站部署于110kV/35kV变电站,子站负责与所辖区域DTU、TTU、FTU等电力终端设备通信,主站负责与各个子站之间通信。
2、配电终端主要分为馈线终端、配变终端和开闭所终端
(1)馈线终端设备(FTU)
FTU.是装设在馈线开关旁的开关监控装置。它主要是户外的柱上开关,比如说10kV线路上的断路器、负荷开关、分段开关等。
(2)配变终端设备(TTU)
TTU的主要作用是用来监测并记录配电变压器运行状况,根据低压侧三相电压、电流采样值,每隔1~2分钟计算一次电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数、有功电能、无功电能等运行参数,记录并保存一段时间。配网主站通过通信系统定时读取TTU测量值及历史记录,及时发现变压器过负荷及停电等运行问题,根据记录数据,统计分析电压合格率、供电可靠性以及负荷特性,并为负荷预测、配电网规划及事故分析提供基础数据。TTU由配变低压侧直接变压整流供电,不配备蓄电池。
(3)开闭所终端设备(DTU)
DTU一般安装在常规的开闭所(站)、户外小型开闭所、环网柜、小型变电站、箱式变电站等处,完成对开关设备的位置信号、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能量等数据的采集与计算,对开关进行分合闸操作,实现对馈线开关的故障识别、隔离和对非故障区间的恢复供电。
四、配电网自动化技术展望
在配电网络实施自动化技术之后,很大程度减小运行维护人员的劳动强度,提高劳动效率,使运行人员对配电网络的运行状态掌握得更全面更快捷,为供电企业创造更好的经济效益和社会效益。但是,目前配电网络自动化技术仍然存在的很多问题。如对配网自动化的认识和定位不清楚、对配电自动化系统缺乏统一细致的规划、简单地将馈线自动化等同于配电自动化、容易套用调度自动化的建设思路等。针对这些问题,企业在配网自动化系统的配置和实施过程中,要根据自身的实际情况,以强调监测、慎选控制、突出管理、分步到位和力求实用为原则,稳步有序进行。(作者单位:河南省鄢陵县电业公司)
参考文献:
[1]刘广友.县级配网自动化系统的研究[D].济南:山东大学,2005.
[2]刘健,倪建立.配网自动化新技术[M].北京:中国水利水电出版社,2003.
[3]康恩婷,侯思祖,高宇.配网自动化无线通信方案的探讨[J].电力系统通信,2005,26(2):29-32.