配網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)用化模式建設(shè)及系統(tǒng)運(yùn)行

程永健

摘 要：文章結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)提出在系統(tǒng)建設(shè)階段注重規(guī)劃，系統(tǒng)運(yùn)行階段注重維護(hù)，建立和完善管理制度和管理流程，推進(jìn)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用水平的提高。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)；自動(dòng)化； 建設(shè)；規(guī)劃； 運(yùn)行維護(hù)

引言

電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)不僅能夠保證電力系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定安全運(yùn)行，而且還使得配電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化運(yùn)行，切實(shí)提高了配電系統(tǒng)的智能化水平。為了實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一獲取，供電企業(yè)應(yīng)該重視并做好電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的工作，圍繞電力系統(tǒng)的運(yùn)行對(duì)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行科學(xué)分析和研究。

1 系統(tǒng)建設(shè)模式

配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)主要由配網(wǎng)主站、配網(wǎng)終端以及通信信道等部分組成。

配網(wǎng)主站系統(tǒng)作為配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的核心，主要功能為實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、故障信息處理和用戶管理等。主站系統(tǒng)采集開關(guān)位置、量測(cè)數(shù)據(jù)等信息，將控制命令傳送給終端，實(shí)現(xiàn)對(duì)柱上開關(guān)等一次設(shè)備的控制。此外，主站系統(tǒng)提供與 EMS、MIS、GIS 等系統(tǒng)接口，充分利用 GIS 系統(tǒng)的圖模信息，為 MIS 等應(yīng)用提供配網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和配網(wǎng)描述數(shù)據(jù)。

配網(wǎng)終端設(shè)備包括開閉站終端設(shè)備 DTU、饋線終端設(shè)備 FTU、配變終端設(shè)備 TTU 及故障指示器等，主要安裝在聯(lián)絡(luò)開關(guān)、主干線分段負(fù)荷開關(guān)和分支線分界斷路器等位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)具備隔離故障、轉(zhuǎn)移負(fù)荷功能一次設(shè)備的遙信、遙測(cè)和遙控功能。系統(tǒng)從層次結(jié)構(gòu)上具備一定的擴(kuò)容裕度，根據(jù)地區(qū)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)規(guī)模，可以考慮配網(wǎng)主站和配網(wǎng)終端設(shè)備之間建立配網(wǎng)自動(dòng)化子站。配網(wǎng)自動(dòng)化的通信功能主要為實(shí)現(xiàn)主站與子站、子站之間、現(xiàn)場(chǎng)單元之間的通信，由于通信目的不同，通信方式也靈活多樣。兼顧可靠性、經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性原則，一般情況下配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)采用雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)的主干以太網(wǎng)和獨(dú)立的采集網(wǎng)，鑒于地理?xiàng)l件、終端類型等因素使用的通信方式也不同，目前主要采用光纖、電力線載波、微波、無線通信等方式，由于配網(wǎng)自動(dòng)化的通信技術(shù)仍在不斷發(fā)展，制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的通信解決方案目前尚難實(shí)現(xiàn)。

2 實(shí)用化模式

根據(jù)故障處理的具體形式，配網(wǎng)自動(dòng)化可以分為分布智能模式和集中智能模式 2 種。

2.1 分布智能模式

分布智能模式下主站與通信系統(tǒng)的作用并不突出，主要依靠具備自動(dòng)故障判斷隔離及網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)能力的終端設(shè)備，常用 FTU 結(jié)合負(fù)荷開關(guān)或斷路器構(gòu)成的具有重合功能的分段器。分布智能模式繞開了主站和通信系統(tǒng)，成本方面存在一定優(yōu)勢(shì)，但故障處理及恢復(fù)供電時(shí)間較長(zhǎng)，且容易對(duì)系統(tǒng)及用戶造成頻繁沖擊。由于同一線路上、下級(jí)重合器動(dòng)作缺乏選擇性，需要對(duì)變電站出線開關(guān)保護(hù)定值及重合閘次數(shù)進(jìn)行修改，網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)后也需重新整定，多電源多分支的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，其參數(shù)配合困難。分布智能模式對(duì)通信條件的要求較低，適合于“手拉手”線路等結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單固定的網(wǎng)架，應(yīng)用于配網(wǎng)自動(dòng)化剛剛起步、基礎(chǔ)建設(shè)相對(duì)滯后地區(qū)。

2.2 集中智能模式

集中智能模式下，主站采集終端上報(bào)的監(jiān)測(cè)和故障信息，根據(jù)配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，經(jīng)過分析計(jì)算判斷故障區(qū)間，并下達(dá)命令給相關(guān)的開關(guān)跳開以隔離故障區(qū)域。故障隔離后，主站考慮網(wǎng)損、過負(fù)荷等情況再次計(jì)算，確定最佳恢復(fù)方案，控制相應(yīng)開關(guān)完成負(fù)荷轉(zhuǎn)供。集中智能模式將網(wǎng)絡(luò)約束和實(shí)際負(fù)荷考慮在內(nèi)，對(duì)包括多重故障在內(nèi)的特殊情況也能夠正確反映和處理，可極大提高網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)情形下的電壓質(zhì)量。

3 建設(shè)中存在問題分析

配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)主要表現(xiàn)在預(yù)期與實(shí)際達(dá)成的效果相距甚遠(yuǎn)； 投資后效益不明顯，系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)力度不夠等。因此在配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)運(yùn)行過程中，應(yīng)做好“規(guī)劃”與 “維護(hù)”2 項(xiàng)工作。

3.1 規(guī)劃階段前瞻性與經(jīng)濟(jì)性并舉

配網(wǎng)規(guī)劃首要是一次系統(tǒng)的規(guī)劃，同時(shí)做好配網(wǎng)自動(dòng)化的規(guī)劃，在規(guī)劃中既要考慮系統(tǒng)功能完善，又要考慮應(yīng)用價(jià)值的實(shí)現(xiàn)。配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的目標(biāo)是提高供電質(zhì)量和管理效率，如果在一次網(wǎng)架不夠完善的情況下，增加自動(dòng)化功能實(shí)現(xiàn)上的投入，不僅無法保證供電可靠性的提高，反而造成大量無效用的投入。因此系統(tǒng)建設(shè)前應(yīng)做好配網(wǎng)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷情況調(diào)查，且結(jié)合本地區(qū)配電網(wǎng)規(guī)劃，進(jìn)行自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)。

3.2 系統(tǒng)建設(shè)運(yùn)行抓好管理維護(hù)

配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行有其自身的特點(diǎn)，應(yīng)堅(jiān)持“簡(jiǎn)單、可靠、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)”的建設(shè)原則，統(tǒng)一設(shè)計(jì)、分步實(shí)施，必須從實(shí)際出發(fā)，有計(jì)劃、有步驟地分階段、分區(qū)域?qū)嵤圏c(diǎn)實(shí)施工作應(yīng)根據(jù)各地區(qū)配電網(wǎng)的實(shí)際情況確定。系統(tǒng)運(yùn)行過程中堅(jiān)持建設(shè)和管理并重，結(jié)合配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)，建立和完善配網(wǎng)管理制度和管理流程，推進(jìn)配網(wǎng)管理水平的提高。

3.3 促成不同廠家、型號(hào)設(shè)備兼容通用

由于配網(wǎng)自動(dòng)化點(diǎn)多面廣的特點(diǎn)，往往同一公司使用終端設(shè)備涉及不同廠家，實(shí)際運(yùn)行中，各廠家設(shè)備存在上送信息不一致，核心部件無法通用等問題，導(dǎo)致主站端需重復(fù)提出信號(hào)上送需求，設(shè)備故障后也只能等待相應(yīng)廠家人員維修處理。在配網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行穩(wěn)定，掌握設(shè)備運(yùn)行規(guī)律后，有必要對(duì)終端設(shè)備的相關(guān)問題進(jìn)行統(tǒng)一，提高不同廠家設(shè)備的兼容通用性，減小維護(hù)難度。

4系統(tǒng)運(yùn)行建議

配網(wǎng)自動(dòng)化是一項(xiàng)涵蓋電網(wǎng)運(yùn)行管理與自動(dòng)化、通信等新技術(shù)的工作。配電網(wǎng)本身具有點(diǎn)多面廣、涉及人員多、線路結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定等特點(diǎn)，加上計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)更新?lián)Q代快，因此配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)工作的開展成為決定系統(tǒng)應(yīng)用水平的關(guān)鍵。本文結(jié)合所在單位配網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)行情況，對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用提出建設(shè) “三個(gè)班組”的建議。

4.1 主站維護(hù)班組

配網(wǎng)自動(dòng)化涉及到通信、自動(dòng)化、一次設(shè)備、調(diào)度運(yùn)行等一系列相關(guān)工作，人員培養(yǎng)和管理就是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工作。由于人員編制等方面原因的限制，目前在一些地區(qū)調(diào)控中心主站采用主網(wǎng)、配網(wǎng)合用 1 套班組的模式。該模式下，班組成員維護(hù)工作壓力大，當(dāng)工作出現(xiàn)沖突時(shí)，鑒于主網(wǎng)事故的影響程度，工作重心轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致配網(wǎng)專業(yè)非緊急故障難以得到及時(shí)解決。為此，建議成立專門的配網(wǎng)主站維護(hù)班組，利用系統(tǒng)培訓(xùn)和工作積累培養(yǎng) 1套了解配網(wǎng)運(yùn)行特點(diǎn)，掌握相關(guān)業(yè)務(wù)技能的班組成員，及時(shí)解決配網(wǎng)主站系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

4.2 GIS 繪圖班組

遵循 “源端統(tǒng)一、全局共享”原則，目前多地配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)使用的圖模依靠 GIS 系統(tǒng)導(dǎo)入，由熟悉現(xiàn)場(chǎng)接線情況的繪圖人員根據(jù) PMS 系統(tǒng)數(shù)據(jù)繪制沿布圖或環(huán)網(wǎng)圖，再通過數(shù)據(jù)總線接口對(duì)接到配網(wǎng)自動(dòng)化主站系統(tǒng)。由于配網(wǎng)改造更新頻繁，圖模異動(dòng)情況十分普遍，繪圖環(huán)節(jié)成為決定圖模質(zhì)量的關(guān)鍵，為此建議成立專門的 GIS 繪圖班組，有效提升圖模質(zhì)量。考慮到配網(wǎng)終端設(shè)備點(diǎn)多面廣，多數(shù)情況下需各供電公司自行繪制所轄區(qū)域范圍內(nèi)的沿布圖，成立繪圖班組存在一定困難，建議對(duì)各片區(qū)繪圖人員組織經(jīng)常性的培訓(xùn)，結(jié)合配調(diào)使用需求，統(tǒng)一繪圖標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，減少主站端后期對(duì)圖模的維護(hù)工作量，提高圖模應(yīng)用水平。

4.3 終端設(shè)備維護(hù)班組

配網(wǎng)終端設(shè)備大多安裝在戶外，承受的運(yùn)行環(huán)境較惡劣，且隨配網(wǎng)一次設(shè)備分布在各個(gè)區(qū)域，這種情況一方面要求終端設(shè)備有承受惡劣環(huán)境的能力，另一方面也意味著加大設(shè)備維護(hù)人員的工作強(qiáng)度。在配網(wǎng)自動(dòng)化開始建設(shè)階段，應(yīng)考慮到日后設(shè)備維護(hù)責(zé)任問題。有些地區(qū)在配網(wǎng)自動(dòng)化進(jìn)入實(shí)用化之前將終端設(shè)備的維護(hù)、消缺等工作劃分到變電檢修工區(qū)，但未成立專門的維護(hù)班組，相應(yīng)的維護(hù)人員實(shí)際上面臨和調(diào)度主站主、配網(wǎng)1套班組相似的情況，不利于配網(wǎng)工作的開展。為此，建議有關(guān)部門牽頭成立專門的設(shè)備維護(hù)班組，提高配網(wǎng)設(shè)備異常、故障處理的時(shí)效性。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，社會(huì)經(jīng)濟(jì)及各項(xiàng)事業(yè)的發(fā)展需要有充足可靠的電力能源作為基礎(chǔ)保障，為了有效的解決因負(fù)荷日益增長(zhǎng)而引發(fā)的電網(wǎng)故障多發(fā)的問題，必須要對(duì)電力系統(tǒng)配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)技術(shù)予以高度的重視和深入的研究。

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