对电力配网自动化运行和发展探讨

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 对电力配网自动化运行和发展探讨 摘要：配电自动化技术是服务 于城乡配电网改造建设的重要技术，配 电网的建设应该是优质服务的一项基础 工程，我国配电网设备的自动化水平不 高，大规模的两网改造结束以后,配电网 的布局得到了优化,但要进一步提高配电 网的可靠性,还必须全面实现高水平的配 网自动化水平。 中国论文网 /2/view-12832237.htm 关键词：配网自动化；发展趋势 中图分类号： G250 文献标识码： A 文章编号： 配电自动化系统涉及到电力系统、 计算机、通讯、电子技术、地理信息等 多个领域。配电网设备比较分散、地理 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 情况变化多端、覆盖面广、用户众多， 且易受用户增容以及城市建设等外界因 素的影响。从目前的技术水平来看，尚 没有一种通信技术可以很好的满足配电 自动化系统各层次的需要，在今后的城 网建设中，应该考虑将实时网(如调度 自动化网)和信息网隔离开来，以防止 黑客侵入造成巨大的损失。一 配网自 动化技术的概念 配电自动化,顾名思义就是:“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 管理的现代化” 。当前，配电网自动化 正在以 SCADA 与 GIS 合一,“营配合一” ,与地调、电力 M IS 等紧密集成的模式 实行。需要结合电网改造在配电网中实 现配电自动化,以提高配电网的管理水平,为 广大电力用户不间断的提供优质电能。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 二配电自动化基本故障定位 基于有信道故障定位模式的配电 自动化系统由于采用先进的计算机技术 和通信技术，正常情况下可以实时监控 馈线运行情况，实现遥信、遥测、遥控 功能及平衡负荷；故障情况下可以综合 全局信息，快速完成故障的志别、隔离、 负荷转移和网络重构，避免了出线开关 多次重合对系统的影响，适用于配电网 络结构复杂、负荷密集地区的配电管理 系统。但它的缺点是故障的判断和隔离 完全依赖通信手段，对通信速率和可靠 性要求高，需投入资金较多；通信设备 或主站任何一个环节出现问题都有可能 导致故障紧急处理的全面瘫痪。 无信道的故障区段定位模式将故 障处理下放到设备层自动完成，根本上 消除了通信设备可靠性环节对定位功能 的影响，具有原理简单，功能独立，封 装性好的特点，并且投资比有信道的方 式少。重合器同分段开关配合方式的缺 陷在于判断故障所需的重合闸次数较多， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 故障产生的位置距离电源越远，重合闸 次数和故障判断时间很长，难以达到馈 线保护功能对故障处理快速性的要求； 重合器配合的方式通过各开关动作参数 整定配合判断并切除故障，无需出线重 合器的多次重合闸，但由于配电网存在 线路短，故障电流差别不大的特点，容 易引起故障时的越级跳闸；并且越靠近 出线侧的重合器故障后延时分闸时间很 长，不符合故障处理快速性的要求。 有信道和无信道混合模式结合了 两者的优点，可以根据地区配电网的时 间情况进行有效组合；但它的缺点是存 在着控制实现困难、结构复杂的问题， 并且不经济。配电自动化系统中，无信 道的故障区段定位模式由于减少了通信 环节，在故障处理的可靠性和经济性方 面都要优于有信道的模式；但故障区段 定位过程需要多次投切开关的缺点限制 了它进一步提高供电可靠性的能力。 三配网自动化技术在农网建设中 的运用 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 配网自动化是一个集计算机技术、 数据传输、控制技术、现代化设备及管 理于一身的综合管理系统。 1 通信系统是配网自动化系统中 的重要系统。 配网自动化系统要通过可靠的 通信手段，将控制中心（主站）的控制 命令下发到各执行机构或远方终端，同 时将远方监控单元 （RTU、DTU、TTU 、FTU 等）所采集 的各种信息上传至控制中心（主站） 。 通信系统的好坏很大程度上决定了配网 自动化系统的优劣。为满足配网自动化 的要求，通信系统必须满足以下要求： （1）通信的可靠性。要长期经 受恶劣环境的考验，如雨雪、大风等； 且会受到较强的电磁干扰或噪音干扰； 此外不能受停电和故障的影响。 （2）通信的实时性。配网自动 化系统是一个实时监控系统，必须满足 实时性要求。按照配电系统自动化规划 设计导则要求，配网自动化主站系统应 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 在 35s 内更新全部 RTU、FTU 等的数 据。 （3）通信的双向性。在配网自 动化系统中，不仅有数据的上传，还有 控制命令的下发。因此，通信系统必须 具有双向通信能力。 除了考虑以上三个要求外，还要 考虑通信系统的建设费用、系统的可扩 充性、使用和维护的方便性。目前，配 网自动化系统多采用光纤通信的方式。 光纤通信完全满足配网自动化系统对通 信的可靠性、实时性、双向性的要求。 2 自愈网系统是配网自动化修复 的关键 主干通信线路集结了大量分散站 点的信息，因而非常重要。主干通信线 路一旦出现故障，将会导致一大片区域 的配电自动化设备失去监视和控制，因 此提高主干通信线路的可靠性非常重要。 自愈网的作用就是提高网络的生存性， 即在无人工参与的情况下，网络能及时 地发现错误，并能在极短的时间内自动 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 恢复承载的业务，对用户而言根本感觉 不到网络的故障。自愈网的方式有许多 种，主要有路由保护的自愈网、环形保 护的自愈网和利用 DXC(数字交叉连接) 保护的自愈网。路由保护自愈网即采用 主备份路由，备用通道是和工作通道是 不同路由的远动通道，正常情况下，通 信终端是和主通道相连，双通道切换装 置由一个处理器管理。当通信终端有数 据要发送时，处理器将数据同时经 A、B 两个串口发出。接收数据时，处 理器同时接收 2 个串口的数据，并进行 实时地探测误码率，如果发现主通道误 码率高，而备通道误码率低，就将主通 道切换成备用通道，当主通道误码率恢 复正常时再切换回头。这种自愈方式最 简单，但铺设成本高，而且这种方法只 能对传输链路进行保护，而无法对网络 节点的失效进行保护，所以只能适用于 两点间有稳定的较大业务量的点到点保 护。环形保护的自愈网是指光纤在网络 上形成一个环，各终端设备挂在环上。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 3 GPRS 技术是配网自动化的发 展方向 根据配网自动化对通信系统的 要求，下面从通信的可靠性、实时性、 双向性讨论 GPRS 无线通信方式是否能 满足配网自动化的要求。 （1）通信的可 靠性。 GPRS 终端设备由通讯口、传输 模块、一个短小的天线组成，工业级的 站端设备完全能满足户外使用的要求。 GPRS 自 2001 年运行至今，运营商投入 大量的人力、物力、财力进行运行维护， 网络非常可靠。目前，GPRS 无线通信 方式已在电力系统中大量应用，如配电 变压器综合测试系统、负控系统。大量 的实践表明，GPRS 无线通信方式的可 靠性完全能满足可靠性的要求。 （2）通信的实时性和双向性 GPRS 网络接入速度快，支持中、 高速率数据传输，可提供 9.05171.2kbit/s 的数据传输速率（每 用户） ，能在 0.5 1 秒之内恢复数据的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 重新传输。每个 TDMA 帧可分配 1 到 8 个无线接口时隙。时隙能为活动用户 所共享，且向上链路和向下链路的分配 是独立的。GPRS 的设计使得它既能支 持间歇的爆发式数据传输，又能支持偶 尔的大量数据的传输。 （3）每个终端设备仅采集电压、 电流、开关分合位置，主站仅发送遥信、 遥测、遥控、遥调指令，每次数据传输 量在 10k 之内。GPRS 网络传送速率理 论上可达 171.2kbit/s，目前 GPRS 实际 数据传输速率在 40kbps 左右，能满足 数据传输速率（30kbps）的需求。并 可根据系统的实际情况，通过 GPRS 运 营商对 APN 专网内的 TDMA 帧多分配 无线接口时隙，保证数据传输实时通畅。 四配网自动化技术发展趋势 随着配电自动化技术的发展及实 践，对配电网保护的目的也要悄然发生 变化。最初的配电网保护是以低成本的 电流保护切除线路故障，随着对供电可 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 靠性要求的提高，又出现以低成本的重 合器方式实现故障隔离、恢复供电，随 着配电自动化的实施，线路保护体现为 基于远方通信的集中控制式的线路自动 化方式。在配电自动化的基础上，配电 网通信得到充分重视，成本自动化的核 心。目前国内的主流通信方式是光纤通 信，具体分为光纤环网和光纤以太网。 建立在光纤通信基础上的线路保护的实 现由以下三部分组成 1.电流保护切除故障； 2.集中式的配电主站或子站遥控 FTU 实现故障隔离； 3.集中式的配电主站或子站遥控 FTU 实现向非故障区域的恢复供电。 这种实现方式实质上是在自动装置无选 择性动作后的恢复供电。如果能够解决 线路故障时保护动作的选择性，就可以 大大提高线路保护的性能，从而一次性 地实现故障切除与故障隔离。这需要线 路上的多个保护装置利用快速通信协同 动作，共同实现有选择性的故障隔离， -精选财经经济类资料-