配電自動(dòng)化系統建設論文

配電自動(dòng)化系統建設論文

　　摘要：介紹了濟寧局城區配電網(wǎng)自動(dòng)化系統的實(shí)施情況、功能及實(shí)現目標。

　　關(guān)鍵詞：配電系統自動(dòng)化實(shí)踐

　　1城區配電網(wǎng)結構概況

　　目前濟寧城區共有7座變電所，即市中所、東郊所、西郊所、南郊所、北郊所、后鋪所和高新所，城區10kV主干線(xiàn)路46條。結合城網(wǎng)建設改造和標準化工作，以市中變?yōu)橹行�，城區全部實(shí)現了多電源點(diǎn)供電和"手拉手"供電，供電符合"N-1"準則，滿(mǎn)足配電自動(dòng)化對手拉手線(xiàn)路供電電源的要求。整個(gè)配電網(wǎng)絡(luò )結構合理，各種電力設施標準，為配電自動(dòng)化的實(shí)施打下了堅實(shí)的基礎。

　　2配電自動(dòng)化系統實(shí)施范圍

　　"上規模才能出效益"，本著(zhù)高起點(diǎn)、高標準、高度代表性的原則，我公司的配電自動(dòng)化系統覆蓋整個(gè)濟寧城區，包括主站系統一套，子站系統7套，戶(hù)外配電設備計118臺柱上開(kāi)關(guān)，10座開(kāi)閉所，實(shí)現42條架空線(xiàn)路、4條地纜線(xiàn)路的饋線(xiàn)自動(dòng)化。

　　3配電自動(dòng)化系統簡(jiǎn)介

　　實(shí)踐證明，建設DA與基于GIS的DMS一體化系統，實(shí)現在線(xiàn)系統與離線(xiàn)系統、電網(wǎng)結構與地理圖形、電網(wǎng)信息與用戶(hù)信息的有機結合，給我們構建了完整的、時(shí)間與空間一體的現代化數字配電網(wǎng)概念，在配電調度、運行、規劃、設計、施工、業(yè)擴、搶修、營(yíng)銷(xiāo)、客戶(hù)服務(wù)等多方面將發(fā)揮重要的作用，應是我國配電自動(dòng)化及配電管理的基本模式，它也是當今世界配電管理現代化的發(fā)展方向，是數字化供電公司的最重要的組成部分。我公司的配電自動(dòng)化系統即是上述DA與基于GIS的DMS一體化系統。

　　傳統意義上的DA系統有兩種模式，即電壓型和電流型。兩種模式在理論上均能實(shí)現，主要應考慮本地區的實(shí)際情況。電流型開(kāi)關(guān)由于需要直流電源做為操作電源，運行維護工作量大，故障處理和網(wǎng)絡(luò )重構高度依賴(lài)通信系統和后臺系統支持，具有較大的風(fēng)險性，配電線(xiàn)路供電半徑和縮短和分段數量的增加以及線(xiàn)路上負荷情況的變化，給各級開(kāi)關(guān)的動(dòng)作時(shí)間的配合帶來(lái)了整定難題，且開(kāi)關(guān)需切斷故障電流，造價(jià)高昂推廣受限，基于上述原因，根據我市配電網(wǎng)現狀，我公司選用電壓型DA系統。

　　3.1概況

　　配電自動(dòng)化設備采用日本東芝公司開(kāi)發(fā)、設計、生產(chǎn)的電壓型自動(dòng)化設備，包括：柱上自動(dòng)真空開(kāi)關(guān)、電源變壓器、一體型遙控終端單元和站內故障指示設備。

　　配電自動(dòng)化系統由配電主站系統、配電子站系統和系列戶(hù)外測控終端及通信系統組成，能夠對配電網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行全面的計算機監視、控制和管理。位于配電調度中心的配電主站系統具有配電SCADA、配電GIS、配電仿真、在線(xiàn)維護、大屏幕顯示和高級應用分析等功能。配電子站系統分布于市區變電所，負責各變電所管轄的戶(hù)外測控終端RTU(FTU、TTU、DTU等)的信息轉發(fā)和監控，并可轉發(fā)站內RTU和保護信息。戶(hù)外測控終端分布于廣闊的配電網(wǎng)絡(luò )各個(gè)節點(diǎn)，負責采集配電線(xiàn)路的信息及轉發(fā)，并執行配電線(xiàn)故障的就地保護和配電線(xiàn)路的遙測、遙控、遙信功能。

　　3.2配電主站系統

　　配電主站是整個(gè)配電自動(dòng)化系統的核心，主站系統采用日本東芝技術(shù)的TOSCAN－D3000C系統，其硬件和軟件遵循國際標準設計。配電主站的設備包括分布于兩層開(kāi)放型LAN網(wǎng)上的服務(wù)器、工作站、TCM和外設等。服務(wù)器和工作站選用的是UNIXEWS生產(chǎn)廠(chǎng)家SunMicrosSystem制造的SunUltra60。

　　系統主要功能：

　　(1)配電SCADA功能：配電SCADA不僅包括數據采集(遙信、遙測)、報警、事件順序記錄、事故追憶、遠方控制(遙控)、計算、趨勢曲線(xiàn)、歷史數據存儲和制表打印、事件記錄等常規SCADA功能，還包括線(xiàn)路的動(dòng)態(tài)著(zhù)色、地理接線(xiàn)與GIS集成等功能。它主要包括數據采集、處理、顯示和控制功能。

　　(2)故障處理功能：

　　自動(dòng)查找配電網(wǎng)、變電所發(fā)生的故障并自動(dòng)恢復故障區間以外停電區間的正常供電。當配電網(wǎng)、變電所發(fā)生故障時(shí)，根據發(fā)生故障引起的配電線(xiàn)開(kāi)關(guān)、保護、柱上開(kāi)關(guān)的狀態(tài)變化判斷故障的發(fā)生區間及原因，并通過(guò)畫(huà)面顯示、警報鳴響、打印等來(lái)通知操作人員。

　　(3)DMS功能：

　　配電網(wǎng)地理信息系統(GIS)是建設DMS的基礎，它與AM/FM結合，形成AM/FM/GIS系統，把配電網(wǎng)圖形資料和非圖形參數建立于地理圖形的基礎上，真實(shí)反映配網(wǎng)線(xiàn)路的實(shí)際走向、電力設備地理位置和屬性、所屬電力用戶(hù)的屬性等各種信息。為監視配電網(wǎng)的運行和電力系統運行管理提供具有地理信息的網(wǎng)絡(luò )模型，支撐系統應用軟件的開(kāi)發(fā)，實(shí)現圖形處理、線(xiàn)路工程輔助設計、查詢(xún)統計、設備運行臺帳管理、用戶(hù)報修、用戶(hù)業(yè)擴輔助設計等功能。

　　(4)與其他系統的接口：配電自動(dòng)化系統具有開(kāi)放分布的特點(diǎn),網(wǎng)絡(luò )通信采用TCP/IP國際標準協(xié)議,因此系統可直接通過(guò)LAN、或經(jīng)網(wǎng)橋與其他自動(dòng)化系統進(jìn)行集成。其中包括與公司MIS系統、用電MIS系統、調度自動(dòng)化系統和大屏幕顯示等系統的接口。

　　(5)高級應用軟件：

　　包括網(wǎng)絡(luò )拓撲、狀態(tài)估計、在線(xiàn)仿真、負荷管理、潮流計算、短路電流計算、可靠性分析、運行管理、工程管理等軟件

　　(6)三大指標計算：

　　包括配網(wǎng)可靠性分析、網(wǎng)損計算、電壓合格率統計。

　　3.3配電子站系統(TCR)配電子站主要采集變電所內RTU和戶(hù)外各種RTU(FTU、DTU、TTU等)的信息，并進(jìn)行數據匯集和轉發(fā)。由于配電子站管理的RTU數量眾多(是變電所監控系統的3～5倍),因此配電子站的高可靠性和靈活配置的設計是必不可少的。

　　配電子站的主要功能包括：

　　(1)變電所內RTU數據的匯集和轉發(fā)。

　　(2)戶(hù)外RTU(包括FTU、DTU、TTU等)數據的匯集和轉發(fā)。

　　(3)數據預處理。

　　(4)規約轉換。

　　(5)當地維護功能。

　　(6)自我診斷功能。

　　3.4配電終端設備遙控終端單元RTU分布于復雜的配電網(wǎng)上且數目眾多，運行環(huán)境惡劣，因此要求產(chǎn)品具有高度的可靠性和免維護的特點(diǎn)。遙控終端單元TOSDAC-D21P11具有智能化故障查尋、就地隔離功能，并帶有遠方通信功能。TOSDAC-D21P11產(chǎn)品設計嚴謹，工業(yè)化程度高，結構具有全免維護特點(diǎn)，采用全密封鍍金航空接插頭，性能優(yōu)越。

　　3.5系統通信

　　系統通信采用以光纖通信為主，雙絞線(xiàn)通信和載波通信為輔的模式。配電子站及主站之間的信息傳送量大，對通信速率要求較高，光纖通信具有容量大、傳輸速率高、可靠性強的特點(diǎn)，同時(shí)光纖雙環(huán)網(wǎng)還具有"自愈"功能，因此配電系統自動(dòng)化的主干通信通道全部設計為光纖通信；子站與終端通訊數據量相對較少，根據現場(chǎng)架設場(chǎng)地和設備實(shí)際，設計為光纖與雙絞線(xiàn)混合模式，部分處于城區邊緣、需架設線(xiàn)路較長(cháng)且下步無(wú)商業(yè)化運營(yíng)的需要，則采用配電載波的形式。

　　4配電自動(dòng)化系統實(shí)現目標

　　(1)完成適用于開(kāi)閉所DTU、柱上開(kāi)關(guān)FTU及部分配變TTU的功能，監視配電設備運行工況，準確及時(shí)發(fā)現缺陷，減少人員的現場(chǎng)操作，提高配網(wǎng)安全運行水平。

　　(2)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò )運行方式，提高設備利用程度，減少備用容量，降低電網(wǎng)建設投資和運行維護費用，實(shí)施分區線(xiàn)損考核，減少電能損失，提高運行經(jīng)濟性和企業(yè)經(jīng)濟效益。

　　(3)提供業(yè)擴工程輔助設計，實(shí)現各類(lèi)統計報表的自動(dòng)生成，提高工作效率。

　　(4)提高供電可靠性，改善電能質(zhì)量，加快業(yè)擴報裝速度，縮短故障搶修時(shí)間，為用電管理提供科學(xué)依據，提高優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平，樹(shù)立良好的社會(huì )形象。

　　(5)初步建立起主站系統基本的軟硬件系統平臺和配電子站系統，為系統的擴展留有余地。

　　(6)在現有通信網(wǎng)絡(luò )的基礎上，構建滿(mǎn)足配電系統需要的ATM通信網(wǎng)絡(luò )，同時(shí)為以后參與社會(huì )化信息服務(wù)打下基礎。