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電力自動(dòng)化發(fā)展趨勢分析論文
摘要：隨著(zhù)我國電力工業(yè)的發(fā)展，含配電系統自動(dòng)化在內的城網(wǎng)建設改造和電力市場(chǎng)已提上了日程。正在啟動(dòng)的發(fā)電市場(chǎng)展示了向配電市場(chǎng)發(fā)展的前景。
關(guān)鍵詞：配電系統自動(dòng)化 系統集成 電力市場(chǎng)
1 配電系統自動(dòng)化發(fā)展中的問(wèn)題
當代的配電系統自動(dòng)化，發(fā)展過(guò)程中面臨著(zhù)兩個(gè)問(wèn)題：這就是配電系統自動(dòng)化如何從傳統的“多島自動(dòng)化”走向系統集成；以及如何考慮電力市場(chǎng)的發(fā)展可能對配電系統自動(dòng)化產(chǎn)生的影響。
2 發(fā)展中的配電系統自動(dòng)化
配電系統綜合自動(dòng)化中，各有關(guān)系統如何實(shí)現信息共享、功能互補和通道公用，并顧及到電力市場(chǎng)發(fā)展可能帶來(lái)的影響呢?
2.1 SCADA/LM/DMS平臺 SCADA/LM/DMS平臺是配電系統綜合自動(dòng)化的核心和基礎，它除了完成SCADA/LM/DMS功能外，還承擔整個(gè)系統的縱向(實(shí)時(shí)層)和橫向(管理層)的集成任務(wù)。
由于系統中引入了功能較強的變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)，SCADA中除傳統的功能外，還增加了一些擴展的SCADA功能，如保護的遠方監視、投切和定值修改，故障錄波數據的收集等。當然，如果配網(wǎng)的規模較小，由變電站負責的環(huán)網(wǎng)控制，也可改由主站的SCADA/LM/DMS平臺來(lái)完成。
這里，與電力市場(chǎng)發(fā)展有關(guān)的負荷控制和管理，正面臨新的挑戰：長(cháng)期缺電期間，對用戶(hù)限電拉閘實(shí)施計劃用電的負荷控制，應及時(shí)轉移到用戶(hù)不感到停電的負荷管理(LM)上來(lái)。
當代的負荷管理，主要是按事先編制好的負荷管理方案，通過(guò)饋線(xiàn)降壓減載，或按編組周期輪流短時(shí)啟停用戶(hù)的可控負荷(空調、熱水器等)，來(lái)實(shí)現用戶(hù)不感到停電的負荷管理。
此外，還應積極開(kāi)展基于分時(shí)電價(jià)的需方用電管理(DSM)，用以調動(dòng)需方的積極性來(lái)參與負荷管理。
供方負荷管理與需方用電管理相結合，必將有力地改善配電系統的負荷曲線(xiàn)，并為隨后電力市場(chǎng)的開(kāi)展打下基礎。
LM負荷管理功能與電力供需關(guān)系和電力市場(chǎng)進(jìn)程有關(guān)，涉及到對原有負荷控制系統的利用和改造，以及和具有需量控制功能的數字電量計費系統相配合等問(wèn)題。但無(wú)論是沿用原有的負荷控制終端、或是與新建的電量計費系統相結合，主站均和SCADA/DMS集成在一起，以適應電力市場(chǎng)發(fā)展的變化，而不象傳統的負荷控制那樣分開(kāi)獨立運行。
DMS應用軟件方面，除傳統的網(wǎng)絡(luò )拓撲跟蹤著(zhù)色、負荷預報、配電潮流、短路分析、網(wǎng)絡(luò )重構、故障恢復控制、操作票、投訴熱線(xiàn)處理等外，還把負荷計費管理、電力市場(chǎng)等應用包括了進(jìn)來(lái)，統一優(yōu)化管理，授權分工使用。
當然，系統的無(wú)縫集成并不排斥通過(guò)接口和數據轉換、接入現有而又可用的老系統，以保護原有投資。待該老系統淘汰后，再更新為符合開(kāi)放標準的系統。
2.2 變電站綜合自動(dòng)化 傳統的變電站自動(dòng)化，系由本地監控的自動(dòng)裝置和與調度聯(lián)系的RTU遠動(dòng)裝置所組成。當代的變電站自動(dòng)化，隨著(zhù)計算機、通信和數字信號處理(DSP)技術(shù)的發(fā)展，已進(jìn)入到自動(dòng)遠動(dòng)、測量控制保護功能集成并隨一次設備分散布置，實(shí)現無(wú)人值班的綜合自動(dòng)化階段，顯示出系統集成的高效益。
當然，常規的有人值班變電站，同樣也可以通過(guò)變電站RTU接入配電自動(dòng)化系統。
2.3 環(huán)網(wǎng)故障定位、隔離和恢復供電系統 和許多配電自動(dòng)化裝置類(lèi)似，環(huán)網(wǎng)故障定位、隔離和恢復供電系統也經(jīng)歷了從免通信的單項自動(dòng)化向帶通信的綜合自動(dòng)化發(fā)展的過(guò)程。
免通信的環(huán)網(wǎng)故障識別和恢復控制系統，可由一定數量的負荷分段開(kāi)關(guān)(無(wú)切斷短路電流能力)和控制分段開(kāi)合的控制器組成。正常時(shí)固定開(kāi)環(huán)點(diǎn)運行，兩側供電。故障時(shí)，靠故障側變電站饋線(xiàn)保護動(dòng)作跳閘，各段開(kāi)關(guān)無(wú)壓釋放。變電站斷路器重合成功后，各段開(kāi)關(guān)按事先整定的時(shí)限依次重合試投。如為永久性故障，當投到故障段后變電站饋線(xiàn)保護將再次動(dòng)作跳閘，重復試投過(guò)程。但此時(shí)故障段業(yè)已測明，僅合到故障段前為止。故障段后至開(kāi)環(huán)點(diǎn)的恢復供電，則從開(kāi)環(huán)點(diǎn)檢測到對側線(xiàn)路失壓進(jìn)行重合開(kāi)始，以相反的方向和相同的原則來(lái)實(shí)現整個(gè)環(huán)網(wǎng)故障段的隔離，和非故障段的自動(dòng)恢復供電。
這種單項自動(dòng)化裝置的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)通信要求。但除功能單一和信息未能共享外，本身還存在整定復雜、不能一次定位、開(kāi)關(guān)試投次數較多、恢復時(shí)間較長(cháng)、線(xiàn)路攝取的“冷負荷”較大等問(wèn)題。
和變電站綜合自動(dòng)化類(lèi)似，帶通信的環(huán)網(wǎng)故障識別和恢復控制系統，控制分段開(kāi)關(guān)的開(kāi)合，稱(chēng)為饋線(xiàn)終端裝置FTU的控制器具有支持SCADA的功能。除了故障時(shí)依靠遠動(dòng)功能免除試投實(shí)現一次定位、隔離和自動(dòng)恢復供電外，正常時(shí)還兼有收集環(huán)網(wǎng)節點(diǎn)電工信息、控制分布電容投切、以及合理選擇開(kāi)環(huán)點(diǎn)用以降低網(wǎng)損等功能。
2.4 多功能數字分時(shí)電度表系統 常規的分時(shí)電度表，是專(zhuān)為電量計費而設計的，用途比較單一，一般不具備通信條件。
隨著(zhù)計算機、通信和數字信號處理技術(shù)應用的普及，導致了當代多功能數字分時(shí)電度表的問(wèn)世。這種可以遠方通信的多功能數字分時(shí)電度表，除了具有分時(shí)電度表的功能外，還能和配電控制中心配合，收集帶時(shí)標的用戶(hù)電工信息、傳送電量計費信息、具有竊電報警、負荷控制、液晶顯示、長(cháng)期存儲等功能。在電量計費系統中，表計本身還可兼作數據集中器使用，大大簡(jiǎn)化電量計費系統的構成。 電量計費系統是開(kāi)拓電力市場(chǎng)的一項基礎性設施。通過(guò)電量計費系統的建設，應一改過(guò)去壟斷經(jīng)營(yíng)時(shí)期供方查表、用戶(hù)繳費、逾期罰款的單向聯(lián)系模式。
城網(wǎng)建設改造中，正在進(jìn)行量大面廣的“一戶(hù)一表”建設。無(wú)論從當前的“商業(yè)化運營(yíng)”或今后的“配電市場(chǎng)”來(lái)看，都應盡可能地考慮到計費信息的雙向通信(大中用戶(hù)遠方讀表和中小用戶(hù)智能卡)以及和銀行結算的關(guān)系問(wèn)題。
“投訴熱線(xiàn)處理”是供方和廣大用戶(hù)建立雙向聯(lián)系的又一渠道。因此，進(jìn)行低壓線(xiàn)路和一戶(hù)一表的建設改造時(shí)，一二次系統應統一優(yōu)化設計，以期建立一個(gè)面向用戶(hù)(含物業(yè)管理)分級分片雙向通信的聯(lián)系機制，提高供電服務(wù)水平。
2.5 管理信息系統 基于自動(dòng)繪圖和設備管理(AM/FM/GIS)，含變電、配電、用電、檢索、決策、以及辦公自動(dòng)化(OA)等在內的管理信息系統(MIS)，早期是作為離線(xiàn)管理系統而獨立運行的�，F在，AM/FM已發(fā)展成為一個(gè)獨立的地理信息系統(GIS)軟件產(chǎn)業(yè)，支持包括電力系統特別是配電系統在內的具有空間數據的行業(yè)開(kāi)發(fā)各種應用。
隨著(zhù)信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，電力行業(yè)進(jìn)入了由實(shí)時(shí)信息提供管理服務(wù)、管理信息(包括地理信息)支持實(shí)時(shí)應用的新階段，甚至發(fā)展了SCADA/GIS系統。
近年來(lái)，MIS趨于向OSA標準以及日益普及的Intranet/Internet靠攏，且大有以?xún)嚷?lián)網(wǎng)取代MIS之勢，以便與電力市場(chǎng)的發(fā)展接軌。因為，今后電力市場(chǎng)的交易，將不再是大廳交易，而是基于Intranet/Internet、以瀏覽器為特征的、稱(chēng)之為電子商務(wù)的網(wǎng)絡(luò )交易。
傳統上的管理信息系統(MIS)，以專(zhuān)用網(wǎng)、專(zhuān)用信道和圖形用戶(hù)界面為其特征，顯然不適于提供電力交易使用。這又是考慮電力市場(chǎng)發(fā)展時(shí)所提出的一個(gè)挑戰：是使傳統的管理信息系統和今后的交易信息系統并行發(fā)展，或是對現有的MIS進(jìn)行改造、使之適應今后電力市場(chǎng)的發(fā)展。事實(shí)上，一些面臨發(fā)電市場(chǎng)壓力的網(wǎng)省級調度中心，已經(jīng)按后者行事并已改造就緒了。
3結語(yǔ)
3.1 當代的配電系統自動(dòng)化正從“多島自動(dòng)化”走向系統集成，并受到電力市場(chǎng)發(fā)展的影響。
3.2 “多島自動(dòng)化”是以單項自動(dòng)化為基礎，由少到多各自平行發(fā)展。系統集成的綜合自動(dòng)化，是以整體綜合優(yōu)化為基礎，力求信息共享、功能互補，并隨技術(shù)的進(jìn)步而提高其集成度。
3.3 當前配電系統自動(dòng)化中的負荷管理系統、電量計費系統和信息管理系統，需要考慮電力市場(chǎng)發(fā)展的影響。
3.4 基于開(kāi)放系統結構和國際標準的分層分布配電系統綜合自動(dòng)化，適應當代系統集成和電力市場(chǎng)的發(fā)展方向，“性能價(jià)格比”好、可伸縮性強。用戶(hù)可以任意分步實(shí)施其配電自動(dòng)化規劃，所投入的系統或設備不會(huì )因系統的發(fā)展或技術(shù)的進(jìn)步而導致重復建設甚至推倒重來(lái)。
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