有關(guān)配網(wǎng)自動(dòng)化改造方案的探討

摘 要：配網(wǎng)自動(dòng)化改造是一項(xiàng)系統(tǒng)性較強(qiáng)的綜合性工程，本文主要針對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)與改造原則進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，并且探討配網(wǎng)自動(dòng)化改造方案與設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動(dòng)化；改造方案

1 配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)與改造原則

我國配電自動(dòng)化雖然已經(jīng)在引領(lǐng)世界潮流。是國家電網(wǎng)公司重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域，但是我國現(xiàn)有的電網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀很不好，因?yàn)楝F(xiàn)在我國的技術(shù)達(dá)不到，只有一小部分地區(qū)正在試用。要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)的普及還有一段很長的路要走。在國家電網(wǎng)50多個(gè)城市已經(jīng)得到應(yīng)用，有信息交互總線，配電指揮平臺(tái)新技術(shù)等。南方電網(wǎng)因廣州、深圳、江門等城市試點(diǎn)效果不明顯，現(xiàn)正在著力推廣饋線自動(dòng)化，因此，我國配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)與改造應(yīng)該遵循以下原則：

首先，要由于早期的電網(wǎng)已經(jīng)基本形成，要在原有配電網(wǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，要力爭(zhēng)達(dá)到高自動(dòng)化的目的，應(yīng)該要做好統(tǒng)籌規(guī)劃，從裝備上符合現(xiàn)代城市的發(fā)展要求，因此，從這個(gè)角度上講，城市配電網(wǎng)電力裝備的基本要求是：技術(shù)上先進(jìn)、運(yùn)行安全可靠、操作維護(hù)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)合理、節(jié)約能源及符合環(huán)境保護(hù)要求，符合今后變電站技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

其次，配網(wǎng)自動(dòng)化除了要保證其信息化水平和自動(dòng)化水平以外，還要保證其應(yīng)有的效益，因此，在配網(wǎng)改造中，需要將配電系統(tǒng)中的配電數(shù)據(jù)、在線數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)、離線數(shù)據(jù)以及地理圖形數(shù)據(jù)，通過信息系統(tǒng)的建立，進(jìn)行集成處理，全面優(yōu)化系統(tǒng)的自動(dòng)化過程，與此同時(shí)，還要能夠針對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)用電管理自動(dòng)化與配電管理自動(dòng)化的同步進(jìn)行。

2 配網(wǎng)自動(dòng)化改造方案

2.1 配網(wǎng)自動(dòng)化主站設(shè)計(jì)

配網(wǎng)自動(dòng)化主要包括饋線自動(dòng)化（FA）變電所、配電所（開閉所）自動(dòng)化配電調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)自動(dòng)制圖、設(shè)備管理、地理信息系統(tǒng)（AM、FM、GIS）用戶管理自動(dòng)化配網(wǎng)運(yùn)行管理自動(dòng)化配電網(wǎng)分析軟件（DPAS）與其他系統(tǒng)的接口一起運(yùn)行。配網(wǎng)自動(dòng)化通過主站系統(tǒng)與分站（終端，包括DTU，F(xiàn)TU，TTU等）主要實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化三遙功能，即遙測(cè)、遙信、遙控功能。在實(shí)際投入運(yùn)行之前，需要對(duì)主站系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。一般而言，測(cè)試的數(shù)據(jù)主要是指其遙測(cè)功能，相關(guān)的參數(shù)有母線電壓、電流、頻率、蓄電池電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)值等等。

另外，要綜合利用各種先進(jìn)的信息管理系統(tǒng)，例如用電信息采集系統(tǒng)，配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和管理。然后根據(jù)具體的需求建立線損分析模型進(jìn)行管理，強(qiáng)化配網(wǎng)線損管理工作。

2.2 機(jī)房建設(shè)優(yōu)化設(shè)計(jì)

在進(jìn)行配網(wǎng)自動(dòng)化改造中，要實(shí)現(xiàn)機(jī)房建設(shè)的自動(dòng)化設(shè)計(jì)，在具體的設(shè)計(jì)時(shí)，需要從以下幾點(diǎn)入手：

首先，配備完善的監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)所有設(shè)備的監(jiān)測(cè)運(yùn)行，配備好UPS電源和PDU電源，布置屏柜，以此來滿足主站對(duì)電源的需求。與此同時(shí)，智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)要能夠跟蹤、記錄和顯示一個(gè)當(dāng)?shù)氐挠秒娗闆r，既能向地方供電局提供數(shù)據(jù)，以準(zhǔn)確地進(jìn)行監(jiān)控和計(jì)費(fèi)，而且，智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的能力不僅限于這些，在電網(wǎng)運(yùn)行中，還需要監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以獲取其他信息，以用于其它各種用途。

其次，要引進(jìn)在線能源管理工具，通過軟件配置的優(yōu)化，保證機(jī)房建設(shè)的自動(dòng)化進(jìn)行，如PowerMeter、Hohm，這此軟件的作用是可以通過智能電網(wǎng)，幫助消費(fèi)者分析家庭用電數(shù)據(jù)。目前，我國一些城市已經(jīng)全面引入這些軟件，并投入運(yùn)行中。但是一些專家稱，這種新技術(shù)的引進(jìn)也帶來了對(duì)隱私和網(wǎng)絡(luò)安全的新的威脅。為此，必須有強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)督功能，避免系統(tǒng)的侵犯，而給導(dǎo)致不必要的損失。

2.3 優(yōu)化通信網(wǎng)絡(luò)

據(jù)相關(guān)的研究，未來的智能電網(wǎng)使用和投入，對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的要求也會(huì)有所加大，因此，這就需要在保證主站系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化計(jì)算機(jī)控制的電子設(shè)備和軟件，避免通信網(wǎng)絡(luò)潛在的網(wǎng)絡(luò)攻擊的可能性。網(wǎng)絡(luò)攻擊具有很強(qiáng)的危險(xiǎn)性和不確定性。成功的網(wǎng)絡(luò)攻擊可能會(huì)導(dǎo)致停電、發(fā)電機(jī)破壞，甚至電網(wǎng)的不穩(wěn)定。黑客還可以從這些設(shè)備的內(nèi)存中竊取數(shù)據(jù)，在其中加載惡意軟件。因此，需要在配網(wǎng)自動(dòng)化改造過程中，優(yōu)化遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)，提升骨干層和接入層的配置。

2.4 配電設(shè)備改造

2.4.1 繼電保護(hù)

當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，開關(guān)的開合是需要通過人發(fā)送指令來開合還是配網(wǎng)的故障檢測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)判斷故障類型及故障點(diǎn)并且自動(dòng)發(fā)送開關(guān)開合指令的回答都是自動(dòng)的。電壓-時(shí)限型情況如下：變電站自動(dòng)重合閘，第一次重合閘是判斷故障區(qū)域的，之后開關(guān)自動(dòng)隔離故障區(qū)域，第二次重合閘是恢復(fù)送電過程，整個(gè)過程全部是自動(dòng)的。電壓電流混合型的情況如下：故障發(fā)生之后，系統(tǒng)已經(jīng)判斷出故障區(qū)域，只是變電站不自動(dòng)重合，調(diào)度員在后臺(tái)操作（可以人工操作，也可以全自動(dòng)，這取決于調(diào)度是不是24小時(shí)有人值班），把故障區(qū)域的兩端的開關(guān)斷開，然后再讓變電站的出現(xiàn)斷路器合閘，再然后調(diào)度員電話通知線路檢修上的工作人員去指定區(qū)域排除故障。兩者的區(qū)別就是變電站的合閘次數(shù)不一樣，以上主要是針對(duì)主干線繼電保護(hù)進(jìn)行分析。

2.4.2 無功補(bǔ)償自動(dòng)控制器

電容器用來做無功補(bǔ)償，電容器輸出的無功到送給電網(wǎng)，當(dāng)設(shè)備都開啟時(shí)，電容器輸出的無功給了設(shè)備，這時(shí)功率因數(shù)是0.85，感性功因數(shù)很高，可以通過加補(bǔ)償獲得。與此同時(shí)，在進(jìn)行電容檢測(cè)時(shí)，用電容表測(cè)兩相的電容值，并控制好誤差范圍內(nèi)。

2.4.3 主設(shè)備選型

當(dāng)故障在分支線時(shí)，如果出現(xiàn)的單相接地故障直接切除，如果是相間短路故障時(shí)在變電站的配合（一次重合閘）下隔離故障。當(dāng)故障在主干線時(shí)，如果出現(xiàn)單相接地故障，通過三相零序PT檢測(cè)，來隔離故障，不過國內(nèi)目前電網(wǎng)可帶故障運(yùn)行2小時(shí)，如果是相間短路故障時(shí)，國內(nèi)目前主流形式是利用電壓時(shí)間型的模式隔離相機(jī)短路故障，也是需要變電站的配合（二次重合閘或者是特定的一個(gè)重合閘）當(dāng)然也可以用混合模式，那就需要后臺(tái)的配電SCADA系統(tǒng)，通過通訊來自動(dòng)處理故障，排除故障之后人工后臺(tái)操作，并且利用變電站合閘，恢復(fù)送電。因此，根據(jù)以上分析，在進(jìn)行選擇主設(shè)備時(shí)，需要注意以下以點(diǎn)：

首先，要求重合器要具有良好的控制功能，主要包括就地控制、自動(dòng)控制、遠(yuǎn)方控制；其次，要具有良好的環(huán)網(wǎng)功能，需要根據(jù)其受電狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)開關(guān)的分合的自動(dòng)控制；第三，要具備一定的保護(hù)功能，能夠在發(fā)生故障時(shí)，第一時(shí)間速斷，能夠定時(shí)過流，保存定值，反時(shí)限過流，并且要能夠自動(dòng)切換；第四，要具備較強(qiáng)的通信功能，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)方通信，要以標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程遙控，此外，要保證系統(tǒng)中所配備的電源，既要滿足系統(tǒng)設(shè)備、操作系統(tǒng)以及相關(guān)裝置的需求，并且在此基礎(chǔ)上，滿足戶外運(yùn)行的要求，保持整個(gè)系統(tǒng)良好的穩(wěn)定性與可靠性，且要易于維護(hù)。

3 總結(jié)

總而言之，配電網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展是我國電力企業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，為此，需要我們加強(qiáng)配網(wǎng)自動(dòng)化改造的分析，優(yōu)化改造方案，針對(duì)實(shí)際需要，改善配網(wǎng)系統(tǒng)質(zhì)量，提高電網(wǎng)管理水平。

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