配电自动化系统概述与问题分析

时间:2022-09-10 04:02:38

配电自动化系统概述与问题分析

摘 要:经过数十年的发展配电自动化技术已经经历了三个阶段的发展,实现了供电故障区隔离,区域供电得到健全,及时准确的察觉故障并作出相应的处理,远程改变电网运行方式等一系列功能。但伴随着工业的发展现阶段的配电自动化系统也面临着如自动化程度较低等问题,这些问题亟需解决同样配电自动化系统也需要更好的完善。

关键词:配电自动化;问题;发展

中图分类号:TH86 文献标识码:A

1 配电自动化系统的组成和发展历程

配电自动化系统(DAS)是一种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可以使配电企业在远方以实时方式监视、协调和操作配电设备的自动化系统。以实现系统运行监视与控制、电能质量监视与分析、功率因数监视与控制、高精度电能度量、电能消耗统计与分析、预防性电器火灾监视、报警和事件管理、报表管理和用户管理等功能。配电自动化系统主要包含变电站自动化系统、配电管理系统和用户自动化系统。

变电站自动化系统技术是指依托于计算机硬件系统和软件系统或自动装置在自动控制技术和信息处理与传输技术的基础上对变电站进行检测、测量和运行操作的一种自动化系统,这种技术代替了人工对变电站进行一系列工作,提高了电厂的管理与生产效率这在电力商业化的背景下具有很大的意义。

配电管理系统相比于用户自动化系统则是供侧管理,它是在GIS平台支持下依托于现代计算机技术、信息处理技术、通信技术等对配电网的运行进行监视、管理和控制。SCADA(数据采集和控制)就是该系统实现的功能,该系统还实现了包括配电网运行管理、用户管理和控制、自动绘图设备管理地理信息系统(AM/FM/GIS)在内的一系列功能,功能强大可见一斑。除了上述的三个组成方面之外,配电自动化系统还包括一个10kV馈线自动化系统,该系统用以完成10kV馈电线路的检测、控制、故障诊断、故障隔离和网络重构。

配电自动化系统经历了大致三个时期,第一个时期是依靠设备间的相互配合来实现配电的自动化。这些设备包括自动化开关设备、自动重合器和备用电源等。限于当时的技术有限,这一时期的配电自动化系统也不可避免的会出现一系列问题。第二个时期实现了在配电网正常运行监视配电网运行状态和远程改变运行方式的功能,相比于第一个时期的仅在故障时监控和优化不可谓不进步,这一进步的取得得益于通信网络、馈线终端单元和后台计算机网路等技术的发展,这一进步的取得时调度员能够及时察觉故障,并对故障隔离去进行遥控隔离合恢复健全区域供电。第三阶段则是在第二个阶段的基础上增加了自动控制功能。这样配电网SCADA系统、配电地理信息系统、需方管理(DSM)、调度员仿真调度、故障呼叫服务系统和工作管理就行成了一种一体化的综合自动化系统,形成了集变电所自动化、馈线分段开关测控、电容器组调节控制、用户符合控制盒远方抄表等系统与一体的配电网管理系统(DMS),这种系统实现了140余种功能同时现阶段的配电自动化建设也应该以此为目标进行完善。

2 配电自动化现阶段所面临的问题

(1) 馈线自动化系统、变电站不够可靠而且面对故障时反应不够迅速,SCADA(系统监控和数据采集)系统对重要用户的识别不够快速。在电力作为一种市场商品的情况下它必须能够识别出哪些是重要客户哪些必须优先供电,哪些必须对其提供持久的电力支持。这就要求我们的电力自动化系统不仅能够快速正确的判断故障,尽快隔离和恢复故障,最大限度的减少停电时间和停电次数,保证人民正常生产生活不受影响。

(2) 对开关及控制装置的投资力度不够。虽然前期较多的投资会导致较长的回报周期,但是快速、可靠的开关及控制装置的引用能够使SCADA(系统监控和数据采集)系统能够准确、灵敏、可靠地识别重要客户,减少配电公司的损失和减少由此对社会和人民产生的间接损失,从侧面意义上来说也是给配电企业带来了效益。

3 对配电自动化系统未来发展的展望

可以说集成化、智能化和综合化是配电自动化系统的一个发展趋势。现代城市所普遍采用的四层配电自动化系统:第一层为现场设备层。主要由馈线终端单元(FTU)、配变终端单元(TYU)、远动终端单元(RTU)和电量集抄器等构成,统称为配电自动化终端设备。第二层为区域集结层。以110kV变电站或重要配电开闭所为中心,将配电网划分成若干区域,在各区域中心设置配电子站,又称“区域工作站”,用于集结所在区域内大量分散的配电终端设备,如馈线终端单元(Fru)、配变终端单元(TI'U)和电量采集器。第三层为配电自动化子控制中心层。建设在城市的区域供电分局,一般配备基于交换式以太网的中档配电自动化后台系统。往往还包括配电地理信息系统、需方管理和客户呼叫服务系统等功能。用于管理供电分局范围内的配电网。第四层为配电自动化总控制中心层。建设在城市的供电局,一般配备基于交换式以太网的高档配电自动化后台系统和大型数据库,用于管理整个城市范围内的配电网。配电自动化系统需要全面系统的解决方案,因其系统本事就是一个庞大复杂、综合性很高的系统工程,包含众多设备和子系统,各功能和子系统之间又有着不同程度的联系,相互影响相互协调,另外从技术发展层面来看随着各类学科技术的不断进步,各种新技术不断成熟运用。此外随着社会经济以及工业生产的发展,一个全面系统的解决方案和走系统集成之路能够使得各种应用之间可共享投资和运行费用,使用户原有投资不缩水最大限度的保护用户原有投资。再无功变化趋势的指导下,国内已经提出基于人工神经元网络的无功预测和优化决策相结合的变电站电压无功控制策略,该策略不仅能在无功基本平衡和保证电压合格,还能再此前提下使变压器分接头的调节次数降至最小,充分发挥了电容器的经济技术效益,减少了变压器故障的发生,提高了居民用电稳定性,避免了盲目调节。

一体化配电网自动化系统就是整合了包括数据采集与监控系统(SCADA)、配电管理系统、地理信息系统、管理信息系统、高级应用软件包以及变电站综合自动化、馈线自动化、通信系统在内的系统和技术,使各系统之间相互协调配合构建成一个体系结构良好、平台统一、信息共享、高效灵活的信息系统。

参考文献

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[2]徐利.一种基于GPRS的配电网线损理论分析系统的研究[J].沈阳工程学院学报:自然科学版,2006.

[3]韩小涛.配电网主站系统建构模式的分析与探讨[J].华中科技大学学报(自然科学版),2001.

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