配電自動化的現(xiàn)狀與未來

2013-11-28 09:55:09 電力信息化　點(diǎn)擊量：評論 (0)

【摘要】本文系統(tǒng)闡述了配電自動化的涵義及配電自動化實(shí)現(xiàn)的主要功能，對國內(nèi)外配電自動化的現(xiàn)狀作了分析，指出了國際上配電自動化的發(fā)展新動向，重點(diǎn)論述了國內(nèi)配電自動化的發(fā)展趨勢。【關(guān)鍵詞】配電自動化發(fā)

4我國配電自動化的發(fā)展趨勢
4.1功能分層分布
配電網(wǎng)自動化與通信系統(tǒng)是密切相關(guān)的。為了貫徹功能下放、分級分層、提高事故響應(yīng)速度的原則，配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)一般分三層：主站、子站、饋線。依據(jù)配電網(wǎng)規(guī)模的大小，主站層還可再分為主站和區(qū)域站兩層。
目前在主站與子站之間一般采用光纖通信，分兩種：光纖以太網(wǎng)、光纖環(huán)網(wǎng)，這兩種光纖通信方式的造價相近，光纖環(huán)網(wǎng)更成熟一些，但光纖以太網(wǎng)是發(fā)展方向，光纖以太網(wǎng)目前技術(shù)實(shí)現(xiàn)及相關(guān)設(shè)備已得到實(shí)踐檢驗(yàn)，正在推廣應(yīng)用。
子站與饋線之間目前一般采用光纖、雙絞線、電力線載波和無線等多種通信手段混合的方式。常見的結(jié)構(gòu)為：以光纖構(gòu)建干線通信網(wǎng)絡(luò)；通過雙絞線，采用現(xiàn)場總線技術(shù)(如Lonworks,Can,Profibus)等方式，將干線TTU、支線的FTU\TTU連接到干線FTU，由其通過高速光纖通道，將信息上傳到子站、主站，干線應(yīng)具有這種集中轉(zhuǎn)發(fā)的能力。

饋線通信采用光纖通信，也可分為兩種：光纖以太網(wǎng)、光纖環(huán)網(wǎng)，這兩種光纖通信方式的造價相近。有些問題是光纖環(huán)網(wǎng)難于解決而只能用光纖以太網(wǎng)的，例如子站管理的范圍會發(fā)生變化，換言之，有些FTU本屬于A子站管理，由A子站負(fù)責(zé)與之通信，運(yùn)行方式發(fā)生變化之后，變?yōu)锽子站管理，由B子站負(fù)責(zé)與之通信，這種情況光纖環(huán)網(wǎng)是處理不了的；再比如饋線保護(hù)功能，要求FTU之間、與子站之間快速的交換信息（在100Mbps之內(nèi)），也只有光纖以太網(wǎng)才能達(dá)到這種要求。
電力線載波是一種很理想的通信方式。最初的電力線載波是為傳輸高頻保護(hù)信號和話音信號設(shè)計(jì)的，它是基于線路兩端阻波器的點(diǎn)對點(diǎn)的通信。配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)眾多，這種點(diǎn)對點(diǎn)的通信方式不能滿足配電自動化的要求，因此配電載波將不再使用阻波器。第二代的載波技術(shù)基于擴(kuò)頻原理，能夠在很低的信噪比情況下工作，具有很強(qiáng)的通行能力。最新一代的載波技術(shù)基于數(shù)字信號處理芯片（DSP），由于DSP具有強(qiáng)大的實(shí)時解碼功能，這種載波技術(shù)具有非常理想的通信能力。如今，基于DSP解碼的載波技術(shù)已經(jīng)可以利用配電線路作為計(jì)算機(jī)總線構(gòu)成總線式網(wǎng)絡(luò)，稱為網(wǎng)絡(luò)化配電載波（NDLC）。采用NDLC技術(shù)，在10KV配電網(wǎng)中的任一位置注入信號，可以在同一10KV網(wǎng)絡(luò)中任意位置的節(jié)點(diǎn)正確接受。目前已有集成了這種載波技術(shù)的芯片問世，其發(fā)射功率<=1W，典型的接收能力為-80dB。理論研究與試驗(yàn)表明：該技術(shù)是一項(xiàng)完全可行的，很有發(fā)展前途的新技術(shù)。

4.2配電網(wǎng)系統(tǒng)保護(hù)
配電環(huán)節(jié)的保護(hù)集中在饋線保護(hù)上，配電網(wǎng)不存在穩(wěn)定問題，一般認(rèn)為饋線故障的切除并不嚴(yán)格要求是快速的。但是，隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力用戶用電的依賴性越來越強(qiáng)，供電可靠性和供電電能質(zhì)量成為配電網(wǎng)的工作重點(diǎn)，而配電網(wǎng)饋線保護(hù)的主要作用也變?yōu)樘岣吖╇娍煽啃院吞岣唠娔苜|(zhì)量，具體包括饋線故障切除、故障隔離和恢復(fù)供電。配電自動化包括饋線自動化和配電管理系統(tǒng)，其中饋線自動化實(shí)現(xiàn)對饋線信息的采集和控制，同時也實(shí)現(xiàn)了饋線保護(hù)。饋線自動化的核心是通信，以通信為基礎(chǔ)可實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)全局性的數(shù)據(jù)采集與控制，從而實(shí)現(xiàn)配電SCADA、配電高級應(yīng)用(PAS)；同時以地理信息系統(tǒng)(GIS)為平臺實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)的設(shè)備管理、圖資管理；而SCADA、GIS和PAS的一體化則促使配電網(wǎng)自動化成為提供配電保護(hù)與監(jiān)控、配電網(wǎng)管理的全方位自動化運(yùn)行管理系統(tǒng)。這種基于通信的饋線自動化方案以集中控制為核心，綜合了電流保護(hù)、RTU遙控及重合閘的多種方式，能夠快速切除故障，在幾秒到幾十秒的時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)故障隔離；在幾十秒到幾分鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)恢復(fù)供電。該方案是目前配電網(wǎng)自動化的主流方案，能夠?qū)伨€保護(hù)集成與一體化的配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中，從故障切除、故障隔離、恢復(fù)供電方面都有效地提高了供電可靠性；同時，在整個配電自動化中，可以加裝電能質(zhì)量監(jiān)控和補(bǔ)償裝置，從而在全局上實(shí)現(xiàn)改善電能質(zhì)量的控制。

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責(zé)任編輯：和碩涵

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