配網(wǎng)自動化
今后很長時間,配網(wǎng)自動化都會是個很熱門的方向。
一、配網(wǎng)自動化概述
1)為什么要實施配電系統(tǒng)自動化:提高供電可靠性、保證供電質(zhì)量 、提高服務質(zhì)量
- 兩大供電指標:供電可靠性:城市中心區(qū)要求供電可靠性≥ 99.99%; 供電電能質(zhì)量:電壓:電壓合格率 ≥ 98% 頻率:50 ± 0.2 HZ; 諧波。
2)與調(diào)度自動化系統(tǒng)的區(qū)別
- 電網(wǎng)調(diào)度自動化針對高壓網(wǎng)絡(發(fā)、輸、變)的自動化調(diào)度及監(jiān)控;配電網(wǎng)自動化針對配電網(wǎng)(包括用戶在內(nèi))更復雜,用戶負荷,設備種類多、數(shù)量大(大一個數(shù)量級),且具有地理分布特征;
- 中低壓網(wǎng)絡與高壓網(wǎng)絡的區(qū)別:X與R相近
3)實施配電系統(tǒng)自動化的前提條件
- 通信技術(shù)、計算機軟硬件技術(shù)
- 合理配電網(wǎng)絡結(jié)構(gòu):網(wǎng)絡的優(yōu)劣與自動化 實現(xiàn)密切相關(guān)
4)配網(wǎng)自動化與智能電網(wǎng)
IEC提出的:smart grids are intended to increase the quality of the electricity supply by providing functions such as:
–network automation網(wǎng)絡自動化;
–power quality management 電能質(zhì)量管理;
–distributed generation management分布式發(fā)電管理;
–demand response需求側(cè)響應;
–smart metering智能表計;
–preventive maintenance 預防維護;
–outage management 停電管理;
–energy storage management. 儲能管理
5)國內(nèi)外情況
-----國內(nèi)配電網(wǎng)本身現(xiàn)狀
- 城市配電網(wǎng)饋線實現(xiàn)絕緣化(60%以上):
- 木制電桿改為鋼筋水泥桿;
- 城市配電網(wǎng)市中心架空轉(zhuǎn)地下電纜(美觀、節(jié)省空間、安全);
- 城區(qū)配電網(wǎng)改造基本完成 ;
- 農(nóng)村電網(wǎng)結(jié)構(gòu)尚無根本性改變 ;
- 仍然普遍存在問題:配電網(wǎng)規(guī)劃問題(電源規(guī)劃、饋線、結(jié)構(gòu))
-----國內(nèi)配電自動化發(fā)展現(xiàn)狀(起步于20世紀90年代)
- 配電管理、營銷自動化
- 負荷控制和管理系統(tǒng)
- 實施了各種類型的饋線自動化:饋線加各種分段,利用開關(guān)自身的控制特性就地實現(xiàn)自動隔離及供電恢復;縮短線路故障后停電時間,加快恢復供電。
- 配電SCADA系統(tǒng):建立配電系統(tǒng)的實時監(jiān)控系統(tǒng),在配電網(wǎng)調(diào)度中心建立主站系統(tǒng),在各變電站所設置RTU,F(xiàn)TU饋線遠方終端,從而達到實時集中監(jiān)控的功能。
-----國外配電網(wǎng)自動化發(fā)展現(xiàn)狀(起步于20世紀60-70年代)
- 歐美模式:主站 + FTU(電流型故障檢測原理);主站實現(xiàn)故障自動定位、隔離、供電恢復或負荷轉(zhuǎn)移。
- 日本模式 :三步發(fā)展模式。1)饋線自動化:電壓型故障檢測原理,就地解決故障定位、隔離、供電恢復或負荷轉(zhuǎn)移 2)變電站局部優(yōu)化控制; 3)主站系統(tǒng)
二、配電自動化與一次設備
1)分段器
一種智能化的負荷開關(guān),與斷路器或重合器配合使用。
- 可記錄短電流流過的次數(shù),當達到預先整定的次數(shù)后,在無故障情況下自 動分閘并閉鎖,從而起到自動隔離故障區(qū)段的作用;
- 可以分斷負荷電流,具有一定的滅弧能力;
- 不能分斷短路電流,但可耐受短路電流的動、熱效應;
2)重合分段器(或稱自動配電開關(guān))
帶有自動重合功能和智能判據(jù)的負荷開關(guān)能分合負荷電流,關(guān)合短路電流,但不能開斷短路電流。
3)重合器
具有控制和保護功能的開關(guān)設備,能進行故障電流檢測和按預先整定的分合次數(shù)自動完成重合操作,并在動作后自動進行復位。智能化程度優(yōu)于斷路器,高于斷路器。
4)負荷開關(guān)
配電網(wǎng)絡中應用最廣泛的一種設備,可分合正常的負荷電流,包括一定范圍的過負荷電流,不能開斷短路故障電流,必須跟其它具有開斷故障電流能力的設備一起使用。
5)熔斷器
一種最便捷的電路保護設備依靠熔體的特性,出現(xiàn)短路電流時內(nèi)部熔絲熔斷,電路斷開,保護了電氣設備。
三、配電自動化基礎
1)變電站自動化
將變電站中的微機保護,微機監(jiān)控等裝置通過計算機網(wǎng)絡和現(xiàn)代通訊技術(shù)結(jié)合集成為一體化的自動化系統(tǒng)。
國內(nèi)變電站自動化的發(fā)展過程:
- 第一階段:RTU(遠程測控終端) + 當?shù)乇O(jiān)控計算機(集中式)
- 第二階段:RTU + 保護 + 當?shù)乇O(jiān)控計算機(集中式)
- 第三階段:分布式現(xiàn)場單元構(gòu)成分布式綜合自動化系統(tǒng)
2)饋線自動化
饋線在運行中發(fā)生故障時,能自動進行故障定位,實施故障隔離和對非故障線路及早恢復供電,以提高供電可靠性。 實現(xiàn)方式:
- 當?shù)乜刂品绞剑豪弥睾掀鳌⒆詣优潆婇_關(guān)、分段器等配合就地實現(xiàn)
優(yōu)點:故障隔離和自動恢復供電由重合器來完成,不需要主站控制, 無須通信,投資省見效快。
缺點:多次重合在故障上,會對配電設備多次短路電流沖擊;只適用 于配電網(wǎng)絡比較簡單的系統(tǒng)且要求配電網(wǎng)運行方式相對固定。
- 遠方控制方式:通過負荷開關(guān),F(xiàn)TU加主站系統(tǒng)來實現(xiàn)
優(yōu)點:故障定位迅速,開關(guān)動作次數(shù)少,對配電系統(tǒng)的沖擊也小。
缺點:需要高質(zhì)量的通訊信道,計算機主站,投資較大,工程涉及面廣, 對通訊的要去也高。
3)配電需求側(cè)管理
- 負荷管理:供、需雙方相互配合,推行分時、 分季、可停電電價
- 需方發(fā)電
- 自動抄表
- 多種電價
四、配網(wǎng)自動化實現(xiàn)方式
實現(xiàn)配電網(wǎng)的運行監(jiān)視和控制的自動化系統(tǒng),具備配電SCADA(Supervisory control and data acquisition)、故障處理、分析應用及與相關(guān)應用系統(tǒng)互連等功能,主要由配電自動化系統(tǒng)主站、配電自動化系統(tǒng)子站(可選)、配電自動化終端和通信網(wǎng)絡等部分組成。
- 配電自動化系統(tǒng)主站:主要實現(xiàn)配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控等基本功能和分析應用等擴展功能,為配網(wǎng)調(diào)度和配電生產(chǎn)服務。
- 配電自動化終端:是安裝在配電網(wǎng)的各種遠方監(jiān)測、 控制單元的總稱,完成數(shù)據(jù)采集、控制、通信等功能。
- 配電自動化系統(tǒng)子站:是配電主站與配電終端之間的中間層,實現(xiàn)所轄范圍內(nèi)的信息匯集、處理、通信監(jiān)視等功能。
1)配電主站
配電主站應構(gòu)建在標準、通用的軟硬件基礎平臺上,具備可靠性、可用性、擴展性和安全性,并根據(jù)各地區(qū)的配電網(wǎng)規(guī)模、實際需求和配電自動化的應用基礎等情況選擇和配置軟硬件。
2)配電終端
配電終端應用對象主要有:開關(guān)站、配電室、環(huán)網(wǎng)柜、箱式變電站、柱上開關(guān)、配電變壓器、配電線路等。
配電終端可分為饋線終端(FTU)、站所終端(DTU)、配變終端(TTU)和具備通信功能的故障指示器等。
3)通信方式
通信方式主要包括光纖專網(wǎng)、配電線載波、無線專網(wǎng)和無線公網(wǎng)。
4)配電自動化應用形式
考慮到各地區(qū)的差異性,配電自動化具有多樣化的實現(xiàn)模式,并具有各自的適用范圍:簡易型、實用型、標準型、集成型、智能型。
五種實現(xiàn)方式,根據(jù)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、一次設備、通信條件的改善,以及相關(guān)應用系統(tǒng)的成熟等情況,每一種都可以由低到高地升級和轉(zhuǎn)化。
- 簡易型:
簡易型配電自動化系統(tǒng)是基于就地檢測和控制技術(shù)的一種系統(tǒng)。它采用故障指示器獲取配電線路上的故障信息,利用GSM等無線通信方式將故障指示信號上傳到相關(guān)的主站,由主站來判斷故障區(qū)段;在一次設備具備條件的情況下,采用重合器或配電自動開關(guān),通過開關(guān)之間的時序配合就地實現(xiàn)故障的隔離和恢復供電。
適用于單輻射配電線路和無專門通信條件區(qū)域的配電線路。
- 實用型:
實用型模式是利用多種通信手段(如光纖、載波、無線公網(wǎng)/專網(wǎng)等),以實現(xiàn)遙信和遙測功能為主,并可對具備條件的配電一次設備進行單點遙控的實時監(jiān)控系統(tǒng)。配電自動化系統(tǒng)具備基本的配電SCADA 功能,實現(xiàn)配電線路、設備數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)測。 根據(jù)配電終端數(shù)量或通信方式等條件,可增設配電子站。
適用于單輻射配電線路和無專門通信條件區(qū)域的配電線路。
- 標準型:
標準型模式是在實用型的基礎上實現(xiàn)完整的配電SCADA功能和集中型饋線自動化功能,能夠通過配電主站和配電終端的配合,實現(xiàn)配電網(wǎng)故障區(qū)段的快速切除與自動恢復供電,并可通過與上級調(diào)度自動化系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、電網(wǎng)GIS平臺等其他應用系統(tǒng)的互連,建立完整的配網(wǎng)模型,實現(xiàn)基于配電網(wǎng)拓撲的各類應用功能,為配電網(wǎng)生產(chǎn)和調(diào)度提供較全面的服務。實施集中型饋線自動化的區(qū)域應具備可靠、高效的通信手段(如光傳輸網(wǎng)絡等)。
適用于配電一次網(wǎng)架和設備比較完善,配電網(wǎng)自動化和信息化基礎較好且具備實施集中型饋線自動化區(qū)域條件的供電企業(yè)。
- 集成型:
集成型模式是在標準型的基礎上,通過信息交互總線實現(xiàn)配電自動化系統(tǒng)與相關(guān)應用系統(tǒng)的互連,整合配電信息,外延業(yè)務流程,擴展和豐富配電自動化系統(tǒng)的應用功能,支持配電生產(chǎn)、調(diào)度、運行及用電等業(yè)務的閉環(huán)管理,為配電網(wǎng)安全和經(jīng)濟指標的綜合分析以及輔助決策提供服務。
適用于配電一次網(wǎng)架和設備條件比較成熟,配電自動化系統(tǒng)初具規(guī)模,各種相關(guān)應用系統(tǒng)運行經(jīng)驗較為豐富的供電企業(yè)。
- 智能型:
智能型模式是在標準型或集成型的基礎上,通過擴展配電網(wǎng)分布式電源/儲能裝置/微電網(wǎng)的接入及應用功能,在快速仿真和預警分析的基礎上進行配電網(wǎng)自愈控制,并通過配電網(wǎng)絡優(yōu)化和提高供電能力實現(xiàn)配電網(wǎng)的經(jīng)濟優(yōu)化運行,以及與智能用電等其他應用系統(tǒng)的互動,實現(xiàn)智能化應用。
適用于已開展或擬開展分布式電源/儲能/微電網(wǎng)建設,或配電網(wǎng)的安全控制和經(jīng)濟運行輔助決策有實際需求,且配電自動化系統(tǒng)和相關(guān)基礎條件較為成熟的供電企業(yè)。
自己的一個小小總結(jié),僅供參考。

責任編輯:售電衡衡
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