配電網(wǎng)絡(luò)的自動化技術(shù)淺析

隨著配電自動化實施進程的深入，要進入配電自動化的高級階段，對配電網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度、生產(chǎn)、運行、維護進行全過程的計算機智能管理，就必須依靠通信手段實時地收集網(wǎng)絡(luò)運行情況和設(shè)備參數(shù)，建立數(shù)學(xué)模型，并以此為基礎(chǔ)實現(xiàn)高級人工智能軟件的實用化。因此，在任何一個供電企業(yè)中，制定切實可行的配電自動化通信規(guī)劃都是不容忽視的。

配電線路，遍布城市的大街小巷。由于大多數(shù)城市正處于高速發(fā)展中，大規(guī)模的城市建設(shè)使得配電網(wǎng)絡(luò)整體上具有不確定的拓撲結(jié)構(gòu)，裝載容量幾乎每天都在變化，設(shè)備異動頻度比輸變電高出幾個數(shù)量級。

配電自動化在世界發(fā)達國家中開始較早，發(fā)展也較快，經(jīng)歷了從各種單項自動化林立，號稱為“多島自動化”的配電系統(tǒng)，向開放式、一體化和集成化的綜合自動化方向發(fā)展的過程，目前已經(jīng)具有相當?shù)囊?guī)模，并且從提高配電網(wǎng)運行的可靠性和效率，提高供電質(zhì)量，降低勞動強度，充分利用現(xiàn)有設(shè)備的能力，縮短停電時間和減少停電面積等方面，均帶來了可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。

一、配電自動化系統(tǒng)(DAS)的設(shè)計

配電自動化系統(tǒng)(DAS)是一個面廣量大、投資巨大的工程，各地必須分期投入、分期實施，且必須適應(yīng)配電網(wǎng)的特點，因此要求DAS必須遵循以下原則：

(1)系統(tǒng)必須具有開放性，支持以后的繼續(xù)開發(fā)。

(2)系統(tǒng)必須具有先進性，系統(tǒng)設(shè)計必須采用先進的技術(shù)，以保證系統(tǒng)有較長的生命周期。

(3)系統(tǒng)必須高度模塊化，用戶有選擇的余地，可選急需的模塊。

(4)系統(tǒng)必須設(shè)計標準化，盡可能采用國家標準，最大限度地保證產(chǎn)品的兼容性。

二、城區(qū)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系

城區(qū)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)按分層分布式體系結(jié)構(gòu)設(shè)計，為二層結(jié)構(gòu)，即：

第一層：主站。主要負責(zé)城區(qū)配網(wǎng)設(shè)備的運行監(jiān)控和配電運行管理。通過外設(shè)的工作站用來實現(xiàn)基地所管轄范圍內(nèi)配網(wǎng)設(shè)備的運行監(jiān)視與控制。

第二層：配電終端。城區(qū)配網(wǎng)自動化工程中的故障定位解決措施。通過安裝在各配電室(電纜小室)的終端裝置判別故障區(qū)段(或通過電纜故障指示器發(fā)出電纜故障信號，此信號經(jīng)過終端裝置采集后)，通過光纖(無線)通信方式發(fā)送到基地站和主站的運行值班人員。各電纜分界小室、環(huán)網(wǎng)柜等的終端配置功能上要為下一步故障隔離與供電恢復(fù)預(yù)留控制功能。對于開閉站全部按照遙信、遙測、遙控三遙考慮。對于配電室、電纜分界室按照遙信、遙測兩遙考慮。高壓用戶電源側(cè)實現(xiàn)開關(guān)信號(或電壓信號)采集。配網(wǎng)設(shè)備運行監(jiān)視。通過大量安裝在配網(wǎng)設(shè)備現(xiàn)場的終端設(shè)備，將配網(wǎng)設(shè)備運行的中低壓開關(guān)位置信號、保護信號、負荷、母線電壓、低壓無功補償?shù)群喴畔⒉杉?，通過各種通信方式傳送到城區(qū)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)主站。

三、配電自動化通訊系統(tǒng)

城區(qū)配電網(wǎng)中配電自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信以光纖為主。根據(jù)配電自動化的體系結(jié)構(gòu)，通信系統(tǒng)主要結(jié)合采用三種結(jié)構(gòu)形式：點對點結(jié)構(gòu)、星形結(jié)構(gòu)及環(huán)形結(jié)構(gòu)。主要由下列三個層次組成：

第一層次為配電自動化主站至分控中心之間，通信上為點對點或環(huán)形連接。第二層次是配電自動化分控中心與設(shè)備層FTu光纖環(huán)網(wǎng)之間，通信上采用星形或環(huán)形。分控中心與設(shè)備層FrU之間可以采用問答式的數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約進行數(shù)據(jù)通信，也可直接通過網(wǎng)絡(luò)方式以TcP，qP協(xié)議進行通信，通信帶寬為10M以上，則通過FrU加裝光卡予以實現(xiàn)。第三層次為設(shè)備層VrU之間的連接及FXU與配變采集裝置TTu之間的通信連接。Fru與分控中心的通信方式應(yīng)在滿足系統(tǒng)功能及指標前提下，綜合考慮地理位置、F1u支持功能、系統(tǒng)實時性要求、投入資金等各方面因素進行選擇。

四、配電自動化系統(tǒng)設(shè)備的要求

為滿足故障隔離、負荷轉(zhuǎn)移和恢復(fù)對非故障區(qū)段的供電，實施配電自動化功能的一次配電網(wǎng)設(shè)備應(yīng)根據(jù)具體應(yīng)用條件，選擇可靠性高、免檢修、少維護、可電動操作的無油化開關(guān)設(shè)備，其技術(shù)指標除滿足相關(guān)10KV一次設(shè)備的技術(shù)條件外，還具備以下性能：

1.應(yīng)提供反映開關(guān)位置及開關(guān)近控/遠控狀態(tài)的輔助節(jié)點(常開，常閉)。

2.用于就地控制的開關(guān)設(shè)備，在失去交流電源的情況下，除能手動合閘和手動分閘外，至少能進行自動分、合閘各一次。

3.提供必要的、反映開關(guān)異常狀態(tài)的信號接口。

4.用于電壓信息檢測時，應(yīng)內(nèi)置或外接電壓互感器。

5.至少內(nèi)附一組電流互感器，用于故障電流和負荷電流的檢測，其等級為保護級互感器。同時電流互感器的二次側(cè)額定電流應(yīng)與Fru相匹配。

6.失去交流電源后，仍需進行控制和數(shù)據(jù)通信的開關(guān)、設(shè)備，應(yīng)配備足夠容量的蓄電池和充電設(shè)備。

配電自動化及管理系統(tǒng)具有實時性好、自動化水平高、管理功能強之特點，能提高供電可靠性和電能質(zhì)量、改善對用戶的服務(wù)，具有顯著的經(jīng)濟優(yōu)越性和良好的社會綜合效益。因此，我們需要根據(jù)城區(qū)配電網(wǎng)發(fā)展的實際情況，充分運用當代科技手段，提高配電網(wǎng)的管理水平。