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摘 要:针对目前国内配电自动化系统的建设情况,具体探讨了其实用化关键技术的开发与应用,提出了配电自动化实用化、功能规范以及系统性能测试的发展建议,通过配电自动化仿真实验室的建设探讨了配电自动化的测试环境。探讨了几个进一步发展的技术方向:智能分布式馈线自动化模式能够更好地适应配电网络运行方式的变化;配电网优化运行决策支持系统为提高供電的经济性、优化运行方式提供一个有效的工具;配电实时信息引擎机制可以为供电企业信息一体化大平台提供支持。
关键词:配电自动化;实用化;系统试验;发展趋势
引言
随着我国国民经济的飞速发展,城市现代化进程加快,城市电力负荷增加,对电力的依赖性越来越强,城网和农网改造已基本完成,一次网架的强壮必然要求提高配电网自动化运行水平,并实现配电管理现代化。我国配电自动化系统正是在这一背景下逐步发展起来的。
1 我国配电自动化发展现状
许多供电企业都认识到,随着城网、农网改造的不断深人,在供电可靠性和供用电指标已有很大提高的基础上,要继续提高供用电质量水平,提高对电力用户的服务质量,实现配电自动化是必由之路。近年来,许多城市都在不同层次、不同规模上对配电自动化工作进行试点,并积累了不少经验和教训。
国内配电自动化系统的进展和存在问题主要有:
a.全网配电自动化的实现由通过重合器时序整定配合的方式逐步过
渡到通过馈线自动化终端FTU进行故障检测,结合通信技术进行故障隔离和非故障区域恢复供电。
b.配电自动化的关键设备由依赖进口逐步转向使用国产设备,FTU已有了国产的入网许可产品,其功能与性能价格比更有利于各供电部门选用。
c.通信方式多样化。配电网通信有无线、光纤、专线电缆、载波等多种通信方式,但在主干通信线路上更倾向使用光纤,10kV配电线载波通信以及基于GPRS和CDMA的无线通信在配电网中的应用受到用户的广泛关注。
d.部分设备没有通过严格的质量测试,系统在恶劣环境下运行存在质量隐患。
e.配电自动化系统出厂试验和现场试验没有指导性的试验规范及验
收标准。
f.配电自动化系统的规划与配电一次网架的规划结合不够。
g.配电自动化系统及DMS集成面临网络安全的挑战。
h.试点系统的规模不够,体现不出系统的整体规模效益。
2 实用化发展目标及其关键技术
与地区调度自动化在20世纪80年代中期发展相类似,各供电企业强烈要求制定配电自动化的各种行业标准,对投运的具有相当规模的城网配电自动化系统制定相应的实用化要求,进行实用化考核和实用化验收,以体现配电自动化系统的经济效益和社会效益。
实现一个具有实用化的配电自动化系统的关键技术有:
a.FTU应能有效、可靠地捕捉故障信息,并结合通信和算法来实现故障隔离及恢复功能,并实现配电自动化功能的分布、分层控制。
b.系统通信方式的广泛支持性,通信速率和通信可靠性应满足配电自动化要求,系统通信结构应满足在一点通信故障时数据畅通,且配电自动化功能正常实现,并能解决因配电自动化系统信息量大而可能造成的信息“瓶颈”效应。
c.具有通过FTU进行蓄电池在线智能维护的功能,有效地延长蓄电池的寿命。
d.配电主站采用开放式支撑平台技术,具有分布式运行管理环境,采用大型商业数据库作为历史数据库,实时数据库具有客户/服务器技术,应用软件通过软总线进行数据交换。
e.通过中间件软件技术和工作流方式实现DMS流程化管理。
配电自动化系统的试验性能是保证实用化验收效果的关键。配电自动化系统涉及面广、系统集成度高,配电自动化系统试验是为了保证配电自动化产品在其形成的各个阶段的产品质量而进行的各种测试过程。
3 配电自动化系统技术发展趋势
配电自动化推广应用时间不长,在实用化工作逐步推进和完善的同时,配电自动化的理论和技术有着广阔的发展空间。一些发达国家的配电自动化及配电管理系统已经从单纯的监控及故障检测发展到优化运行和提高效益。配电自动化技术发展中应该特别关注的研究方向主要有以下几个方面。
3.1 智能分布式FA
根据我国电力工业体制改革方案,“十五”以后逐步实行输配分开,在售电环节引人竞争机制。配电环节的开放,分散发电装置将得以广泛使用,可以在合适的地点提供合适的能源解决方案,从而降低线路损耗,提高能量转换效率。零售市场环境下配电自动化解决方案的主要困难在于:分散发电装置的布置及投运的不确定性,使得配电网络运行方式经常变动,从而传统保护整定值与集中处理的FA解决方案很难适应变化。
3.2 配电网优化运行决策支持系统
通过配电自动化的有效投运,可以缩小停电范围和停电时间,提高供电可靠性。但是,配电自动化系统要真正在运行中取得经济效益,除了提高供电可靠性,需要优化电网结构与运行方式,降低线路损耗,提高供电质量。
配电网优化运行决策支持系统的研究将为提高供电的经济性、优化运行方式提供一个有效的工具。配电网优化运行决策支持系统中将要研究建立配电网优化运行决策模型,综合利用各种配电网的在线和离线参数信息,通过优化运行决策模型的输人输出关系,反映配电网运行的在线工况与未来可能的运行方式和配电网的规划信息,计算出各种经济指标、安全指标,并得出各种可能的在线辅助决策方案及其模拟运行的效果。
4 结束语
本文在探讨了近几年配电自动化系统的发展状况后,对其实用化的关键技术进行了分析,并以《配电自动化系统功能规范》以及配电自动化系统测试方法和手段为基础提出了配电自动化实用化作为阶段性发展目标,随着配电自动化技术的发展,工程走向实用化将是一个必然趋势;还探讨了智能分布式FA、配电网优化运行决策支持系统、信息一体化大平台背景下的配电实时信息引擎机制等几个未来配电自动化的发展趋势。
参考文献
[1]周英树,毛传洲,刘东,等.配电自动化系统功能规范[M].北京:中国电力出版社,2002.
[2]全国电力系统城市供电专用网.配网自动化试点工程统计分析报告[J].城网动态,2002(14).
关键词:配电自动化;实用化;系统试验;发展趋势
引言
随着我国国民经济的飞速发展,城市现代化进程加快,城市电力负荷增加,对电力的依赖性越来越强,城网和农网改造已基本完成,一次网架的强壮必然要求提高配电网自动化运行水平,并实现配电管理现代化。我国配电自动化系统正是在这一背景下逐步发展起来的。
1 我国配电自动化发展现状
许多供电企业都认识到,随着城网、农网改造的不断深人,在供电可靠性和供用电指标已有很大提高的基础上,要继续提高供用电质量水平,提高对电力用户的服务质量,实现配电自动化是必由之路。近年来,许多城市都在不同层次、不同规模上对配电自动化工作进行试点,并积累了不少经验和教训。
国内配电自动化系统的进展和存在问题主要有:
a.全网配电自动化的实现由通过重合器时序整定配合的方式逐步过
渡到通过馈线自动化终端FTU进行故障检测,结合通信技术进行故障隔离和非故障区域恢复供电。
b.配电自动化的关键设备由依赖进口逐步转向使用国产设备,FTU已有了国产的入网许可产品,其功能与性能价格比更有利于各供电部门选用。
c.通信方式多样化。配电网通信有无线、光纤、专线电缆、载波等多种通信方式,但在主干通信线路上更倾向使用光纤,10kV配电线载波通信以及基于GPRS和CDMA的无线通信在配电网中的应用受到用户的广泛关注。
d.部分设备没有通过严格的质量测试,系统在恶劣环境下运行存在质量隐患。
e.配电自动化系统出厂试验和现场试验没有指导性的试验规范及验
收标准。
f.配电自动化系统的规划与配电一次网架的规划结合不够。
g.配电自动化系统及DMS集成面临网络安全的挑战。
h.试点系统的规模不够,体现不出系统的整体规模效益。
2 实用化发展目标及其关键技术
与地区调度自动化在20世纪80年代中期发展相类似,各供电企业强烈要求制定配电自动化的各种行业标准,对投运的具有相当规模的城网配电自动化系统制定相应的实用化要求,进行实用化考核和实用化验收,以体现配电自动化系统的经济效益和社会效益。
实现一个具有实用化的配电自动化系统的关键技术有:
a.FTU应能有效、可靠地捕捉故障信息,并结合通信和算法来实现故障隔离及恢复功能,并实现配电自动化功能的分布、分层控制。
b.系统通信方式的广泛支持性,通信速率和通信可靠性应满足配电自动化要求,系统通信结构应满足在一点通信故障时数据畅通,且配电自动化功能正常实现,并能解决因配电自动化系统信息量大而可能造成的信息“瓶颈”效应。
c.具有通过FTU进行蓄电池在线智能维护的功能,有效地延长蓄电池的寿命。
d.配电主站采用开放式支撑平台技术,具有分布式运行管理环境,采用大型商业数据库作为历史数据库,实时数据库具有客户/服务器技术,应用软件通过软总线进行数据交换。
e.通过中间件软件技术和工作流方式实现DMS流程化管理。
配电自动化系统的试验性能是保证实用化验收效果的关键。配电自动化系统涉及面广、系统集成度高,配电自动化系统试验是为了保证配电自动化产品在其形成的各个阶段的产品质量而进行的各种测试过程。
3 配电自动化系统技术发展趋势
配电自动化推广应用时间不长,在实用化工作逐步推进和完善的同时,配电自动化的理论和技术有着广阔的发展空间。一些发达国家的配电自动化及配电管理系统已经从单纯的监控及故障检测发展到优化运行和提高效益。配电自动化技术发展中应该特别关注的研究方向主要有以下几个方面。
3.1 智能分布式FA
根据我国电力工业体制改革方案,“十五”以后逐步实行输配分开,在售电环节引人竞争机制。配电环节的开放,分散发电装置将得以广泛使用,可以在合适的地点提供合适的能源解决方案,从而降低线路损耗,提高能量转换效率。零售市场环境下配电自动化解决方案的主要困难在于:分散发电装置的布置及投运的不确定性,使得配电网络运行方式经常变动,从而传统保护整定值与集中处理的FA解决方案很难适应变化。
3.2 配电网优化运行决策支持系统
通过配电自动化的有效投运,可以缩小停电范围和停电时间,提高供电可靠性。但是,配电自动化系统要真正在运行中取得经济效益,除了提高供电可靠性,需要优化电网结构与运行方式,降低线路损耗,提高供电质量。
配电网优化运行决策支持系统的研究将为提高供电的经济性、优化运行方式提供一个有效的工具。配电网优化运行决策支持系统中将要研究建立配电网优化运行决策模型,综合利用各种配电网的在线和离线参数信息,通过优化运行决策模型的输人输出关系,反映配电网运行的在线工况与未来可能的运行方式和配电网的规划信息,计算出各种经济指标、安全指标,并得出各种可能的在线辅助决策方案及其模拟运行的效果。
4 结束语
本文在探讨了近几年配电自动化系统的发展状况后,对其实用化的关键技术进行了分析,并以《配电自动化系统功能规范》以及配电自动化系统测试方法和手段为基础提出了配电自动化实用化作为阶段性发展目标,随着配电自动化技术的发展,工程走向实用化将是一个必然趋势;还探讨了智能分布式FA、配电网优化运行决策支持系统、信息一体化大平台背景下的配电实时信息引擎机制等几个未来配电自动化的发展趋势。
参考文献
[1]周英树,毛传洲,刘东,等.配电自动化系统功能规范[M].北京:中国电力出版社,2002.
[2]全国电力系统城市供电专用网.配网自动化试点工程统计分析报告[J].城网动态,2002(14).