配電自動化實用化關鍵技術及其進展.doc

行業(yè)資料：_配電自動化實用化關鍵技術及其進展單位：_部門：_日期：_年_月_日第 1 頁 共 11 頁配電自動化實用化關鍵技術及其進展摘要：針對目前國內(nèi)配電自動化系統(tǒng)的建設情況，具體探討了其實用化關鍵技術的開發(fā)與應用，提出了配電自動化實用化、功能規(guī)范以及系統(tǒng)性能測試的發(fā)展建議，通過配電自動化仿真實驗室的建設探討了配電自動化的測試環(huán)境。探討了幾個進一步發(fā)展的技術方向：智能分布式饋線自動化模式能夠更好地適應配電網(wǎng)絡運行方式的變換；配電網(wǎng)優(yōu)化運行決策支持系統(tǒng)為提高供電的經(jīng)濟性、優(yōu)化運行方式提供一個有效的工具；配電實時信息引擎機制可以為供電企業(yè)信息一體化大平臺提供支持關鍵詞：配電自動化實用化系統(tǒng)實驗發(fā)展趨勢0引言隨著我國國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，城市現(xiàn)代化進程加快，城市電力負荷增加，對電力的依賴越來越強，城市和農(nóng)網(wǎng)改造已基本完成，一次網(wǎng)架的強壯必然要求提高配電網(wǎng)自動化運行水平，并實現(xiàn)配電管理現(xiàn)代化。我國配電自動化系統(tǒng)正是在這一背景下逐步發(fā)展起來的。本文在分析國內(nèi)配電自動化發(fā)展現(xiàn)狀的基礎上，指出配電自動化及配電配電管理系統(tǒng)建設的關鍵技術，提出配電自動化的實用問題以及配電自動化系統(tǒng)性能實驗和功能規(guī)范問題，并探討了未來配電自動化的幾個發(fā)展趨勢。在起草配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范行業(yè)標準時，已用配電自動化一詞概括了配電自動化和配電管理系統(tǒng)的綜合，本文也采用了這個概念。1國內(nèi)配電自動化發(fā)展現(xiàn)狀許多供電企業(yè)都認識到，隨著城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)改造的不斷深入，在供電可靠性和供電指標已有很大提高的基礎上，要繼續(xù)提高供電自動化是必由之路。近年來許多城市都在不同層次、不同規(guī)模上對配電自動化工作進行試點，并積累不少經(jīng)驗和教訓。經(jīng)過近幾年的實踐，國內(nèi)配電自動化系統(tǒng)的進展和存在問題主要有：a全網(wǎng)配電自動化的實現(xiàn)由通過重合器時序整定配合的方式逐步過度到通過饋線自動化終端（FTU）進行故障檢測，結合通信技術進行故障隔離和非故障區(qū)域恢復供電。當然，重合器的功能應用到變電站10KV出口以及分之線上消除瞬時故障，仍然有意義。b配電自動化的關鍵設備由依賴進口逐步轉向使用國產(chǎn)設備，F(xiàn)TU已有了國產(chǎn)的入網(wǎng)許可產(chǎn)品，其功能與性能價格比更有利于各供電部門選用。c配電自動化由單純的配電監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集（SCADA）系統(tǒng)加配電自動化（DA）轉向具有DA、配電管理系統(tǒng)（DMS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）等較完整的配電自動化實時及供電企業(yè)管理系統(tǒng)，配電主站系統(tǒng)也由借用調(diào)度主站系統(tǒng)逐步轉向選擇面向配電自動化應用的配電自動化主站系統(tǒng)。d通信方式多樣化。配電網(wǎng)通信有無線、光纖、專用電纜、載波等多種通行方式，但在主通信線路上更傾向于使用光纖，10KV配電線載波通信以及基于GPRS和CDMA的無線通信在配電網(wǎng)中的應用受到用戶的廣泛關注。eGIS由孤獨的靜態(tài)設備管理系統(tǒng)逐步轉向動態(tài)的實時GIS，將SCADA和地理信息有機地統(tǒng)一起來。fDMS由需求不確定、功能繁雜逐步轉向功能需求實用化，以及DMS與其他系統(tǒng)有機集成構造供電企業(yè)信息一體化方向發(fā)展。g由于技術發(fā)展的需求，一次設備與自動化設備結合更加緊密，一次設備的廠家向二次自動化方向發(fā)展，二次自動化系統(tǒng)的廠家向一次設備方向發(fā)展。h配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范行業(yè)標準已經(jīng)頒布，有了統(tǒng)一的功能規(guī)范，但是要解決各地配電自動化應用需求的不規(guī)范問題，仍然需求一個過程。i部分省公司以及全國電力系統(tǒng)城市供電專用工作網(wǎng)發(fā)布了一些配電自動化系統(tǒng)實用化的驗收細則，有利于配電自動化系統(tǒng)實用化的發(fā)展，但是配電自動化系統(tǒng)的實用化仍然是一個長期的過程。j部分設備沒有通過嚴格的質(zhì)量測試，系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下運行存在質(zhì)量隱患。k配電自動化系統(tǒng)的規(guī)劃與配電一次網(wǎng)架的規(guī)劃結合不夠。l配電自動化系統(tǒng)出廠實驗和現(xiàn)場實驗沒有指導性的試驗規(guī)范及驗收標準。m配電自動化系統(tǒng)及DMS集成面臨網(wǎng)絡安全的挑戰(zhàn)。n試點系統(tǒng)的規(guī)模不夠，體現(xiàn)不出系統(tǒng)的整體規(guī)模效益。2實用化發(fā)展目標及其關鍵技術與地區(qū)調(diào)度自動化在20世紀80年代中期發(fā)展相類似，各供電企業(yè)強烈要求制定配電自動化的各種標準，對投運的具體相當規(guī)模的城網(wǎng)配電自動化系統(tǒng)制定相應的實用化要求，進行實用化考核和實用化驗收，以體現(xiàn)配電自動化系統(tǒng)的經(jīng)濟效益和社會效益。因此，筆者認為，在總結配電自動化近年發(fā)展經(jīng)驗和教訓的基礎上，應在已頒布的配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范等行業(yè)標準和各省公司以及全國電力系統(tǒng)城市供電專業(yè)工作膃肭感編制的驗收導則的基礎上，建立配電自動化系統(tǒng)性能測試方法和手段，并在此基礎上搞好配電自動化實用化建設，作為當前配電自動化的階段性發(fā)展目標。配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范的基礎思想是實時的配電系統(tǒng)監(jiān)控和故障處理功能（既DA）與配電管理功能（既DMS）相結合的系統(tǒng)，最大程度地實現(xiàn)資源公用、信息共享，以使實時信息盡快地提供給管理應用，使管理信息方便地為實時系統(tǒng)服務。在總結這些經(jīng)驗教訓的基礎上對功能予以規(guī)范。功能分為基本功能和選配功能?；竟δ苁禽^為實用的，也是應該實用的；選配功能是為發(fā)展提高留有余地，并有利于使用單位因地制宜選用的。關于配電自動化實用化的建設，應在功能規(guī)范和驗收導則的基礎上，在系統(tǒng)性能測試方法和手段健全的前提下，制定可行的實用化驗收細則。在實時系統(tǒng)中重點考核SCADA系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運行情況、饋線自動化（FA）動作可靠情況、出廠測試（FAT）和現(xiàn)場測試（SAT）的成功率。在管理系統(tǒng)中重點考核配電GIS基礎信息的準確率和及時更新情況，配電工區(qū)設計和操作人員真正應用圖紙管理系統(tǒng)代替常規(guī)的CAD圖紙，配電調(diào)度操作功能代替手工記錄和操作。至于配電高級應用軟件以及配電管理中的其他業(yè)務流程管理，可放在第二步，當條件成熟后再逐步實用化。實現(xiàn)一個具有實用化的配電自動化系統(tǒng)的關鍵技術有：aFTU應能有效可靠地捕捉故障信息，并結合通信和算法來實現(xiàn)故障隔離及恢復功能，并實現(xiàn)配電自動化功能的分布、分層控制。b系統(tǒng)通信方式的廣泛支持性，通信速率和通信可靠性應滿足配電自動化要求，系統(tǒng)通信結構應滿足在一點通信故障時數(shù)據(jù)暢通，且配電自動化功能正常實現(xiàn)，并能解決因配電自動化系統(tǒng)信息最大而可能造成的信息“瓶頸”效應。cFTU采用全工業(yè)級設計，滿足戶外惡劣環(huán)境運行要求，技術指標達到戶外D2級標準（-40攝氏度85攝氏度）。柱上開關與FUT在電氣和結構上匹配，可靠接口，便于維修。d具有通過FTU進行蓄電池在智能維護的功能，有效的延長蓄電池的壽命。e配電主站采用開放式支撐平臺技術，具體分布式運行管理環(huán)境，采用大型商業(yè)數(shù)據(jù)庫作為歷史數(shù)據(jù)庫，實時數(shù)據(jù)庫具有客戶/服務器技術。應用軟件通過軟總線進行數(shù)據(jù)交換。fDMS數(shù)據(jù)建模及設備編碼考慮全局信息一體化建設的完備性和一致性，做到信息源頭唯一，系統(tǒng)拓撲信息CIS/SCADA/DMA的一致性。負荷控制信息、客戶服務信息、用電信息等其他系統(tǒng)信息，能有機地接入配電主站系統(tǒng)，共同構件全局信息一體化系統(tǒng)。g配電SCADA系統(tǒng)與GIS應運軟件之間在保證網(wǎng)絡安全的基礎上有效互通，使得實時信息在GIS中具有與SCADA系統(tǒng)相同的實時性，保持圖元在不同硬件、軟件平臺上的一致性。h通過中間件軟件技術和工作流方式DMS流程化管理。配電自動化系統(tǒng)的試驗性能是保證實用化驗收效果的關鍵。配電自動化系統(tǒng)涉及面廣、系統(tǒng)集成度高，配電自動化系統(tǒng)試驗是為了保證配電自動化產(chǎn)品在其形成的各個階段的產(chǎn)品質(zhì)量而進行的各種測試過程。配電自動化系統(tǒng)產(chǎn)品的生命期大致可以分為產(chǎn)品研制、市場認可、供貨與接入系統(tǒng)3個階段。在每個階段都有各自不同的測試與運行過程。在產(chǎn)品研制階段，站端產(chǎn)品進行功能驗證和型式試驗，主站產(chǎn)品進行單元測試；在市場認可階段，進行產(chǎn)品技術鑒定，取得入網(wǎng)許可證；在供貨與接入系統(tǒng)階段，進行FAT，現(xiàn)場投運前進行SAT。3個階段的每一個測試項目都必須有完整的測試計劃、明確的初始條件、嚴格的測試過程和對測試結果進行有效評估。在配電自動化系統(tǒng)的行業(yè)標準化建設方面，全國電力系統(tǒng)控制及通信標準化技術委員會于xx年至xx年在配電自動化方面發(fā)布了以下標準：DL/T721-xx配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)遠方終端；DL/T814-xx配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范；DL/Z790.11-xx采用配電線載波的配電自動化，第1部分：總則，第一篇：配電自動化系統(tǒng)的體系結構；等等。在配電自動化終端的試驗中，還可參考遠動終端的部分技術條件，例如：DL/T630-xx交流采樣遠方終端技術條件；GB/T15153.1-xx遠方設備及系統(tǒng)，第2部分：工作條件，第一篇：電源和電磁兼容性（等同采用IEC870-2-1：xx）另外，原國家電力公司發(fā)輸電運營部發(fā)布了有關配電自動化系統(tǒng)的指導性文件配網(wǎng)自動化系統(tǒng)實用化驗收導則(試行)，部分省電力公司為了規(guī)范本地區(qū)的配電自動化建設還制定了一些相關的實用化驗收導則，也都可以作為配電自動化測試和驗收的依據(jù)。關于建立配電自動化系統(tǒng)性能測試方法和手段，應考慮配電動模試驗模型的建設。為了闡述配電模試驗模型，本文以東方電子信息產(chǎn)業(yè)公司建成的配電系統(tǒng)模擬仿真實驗室為例介紹其功能。實驗室模擬系統(tǒng)規(guī)模為6個電源點，35條分段線路，6個開閉所單元。系統(tǒng)可模擬正常運行時的各種工況，例如改變符合的大小和性質(zhì)、改變負荷分布、操作開關改變系統(tǒng)送電的網(wǎng)絡結構等。系統(tǒng)可根據(jù)現(xiàn)場實際保護配置情況來配置模型系統(tǒng)的保護裝置，使系統(tǒng)自身的動作情況與配電自動化系統(tǒng)對系統(tǒng)的操作二者得到真實反映。系統(tǒng)可模擬電網(wǎng)運行中的各種故障情況，并可模擬配電網(wǎng)各種中性點接地方式的運行，包括中性點不接地方式和中性點經(jīng)消弧線圈接地方式、中性點經(jīng)小電阻接地方式。配電動模試驗模型將為系統(tǒng)聯(lián)調(diào)和測試提供仿真配電網(wǎng)運行的實時數(shù)據(jù)采集及控制對象，是系統(tǒng)聯(lián)調(diào)和測試可以在出廠前完整地進行，這對于提高開發(fā)和服務質(zhì)量、減少現(xiàn)場服務工作量將產(chǎn)生明顯的效果。3配電自動化系統(tǒng)技術發(fā)展趨勢配電自動化推廣應用的時間不長，在實用化工作逐步推進和完善的同時，配電自動化的理論和技術有著廣闊的發(fā)展空間。一些發(fā)達國家的配電自動化及配電管理系統(tǒng)已經(jīng)從單純的監(jiān)控及故障建設發(fā)展到優(yōu)化運行和提高效益。配電自動化技術發(fā)展中應特別關注的研究方向主要有以下幾個方面。3.1智能分布式FA根據(jù)我國電力工業(yè)體制改革方案，“十五”以后逐步實行輸配分開，在售電環(huán)節(jié)引入競爭機制。配電環(huán)節(jié)的開放，分散發(fā)電裝置將得以廣泛使用，可以在合適的地點提供合適的能源解決方案，從而降低線路損耗，提高能量轉換效率。零售市場環(huán)境下配電自動化解決方案的主要困難在于：分散發(fā)電裝置的布置及投運的不確定性，使得配電網(wǎng)絡運行方式經(jīng)常變動，從而傳統(tǒng)保護整定值與集中處理的FA解決方案很難適應變化。建立基于多智能化FA體系將是一個較好的解決方案，在該體系中，將要研究建立智能體與區(qū)域協(xié)調(diào)器的協(xié)調(diào)機制。為了考慮全網(wǎng)的運行方式以及拓撲結構的變化影響，需要研究在配電自動化主站建立協(xié)調(diào)服務器，通過定義智能體之間的通信與規(guī)范，構成完整的智能分布式Fa實現(xiàn)方式。3.2配電網(wǎng)優(yōu)化運行決策支持系統(tǒng)通過配電自動化的有效投運，可以縮小停電范圍和停電時間，提高供電可靠性。但是，配電自動化系統(tǒng)要真正在系統(tǒng)中取得經(jīng)濟效益，除了提高供電可靠性，需要優(yōu)化電網(wǎng)結構與運行方式，降低線路損耗，提高供電質(zhì)量。配電網(wǎng)優(yōu)化運行決策支持系統(tǒng)的研究將為提高供電的經(jīng)濟性、優(yōu)化運行方式提供一個有效的工具。配電網(wǎng)優(yōu)化運行決策支持系統(tǒng)中將要研究建立配電網(wǎng)優(yōu)化運行決策模型，綜合利用各種配電網(wǎng)的在線和離線參數(shù)信息，通過優(yōu)化運行決策模型的輸入輸出關系，反映配電網(wǎng)運行的在線工況與未來可能的運行方式和配電網(wǎng)的規(guī)劃信息，計算出各種經(jīng)濟指標、安全指標，并得出各種可能的在線輔助決策方案及其模擬運行的效果。3.3信息一體化大平臺背景下的配電實時信息引擎機制配電自動化及DMS是整個電力企業(yè)信息一體化集成系統(tǒng)的一個有機組成部分，而不是孤立的系統(tǒng)。在未來的配電自動化系統(tǒng)中，需要研究信息一體化大平臺背景下的配電實時信息引擎機制，在支持IEC61970CIM（公共信息模型）和IEC61968UIB（企業(yè)集成總線）系統(tǒng)應用層互聯(lián)模擬標準的同時，需要滿足電力二次系統(tǒng)網(wǎng)絡安全框架方案，以提供數(shù)據(jù)安全引擎機制作為數(shù)據(jù)應用的基礎環(huán)節(jié)。4結語本文在探討了近幾年配電自動化系統(tǒng)的發(fā)展狀況后，對其實用化的關鍵技術進行了分析，并以配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范以及配電自動化系統(tǒng)測試方法和手段為基礎提出了配電自動化實用化作為階段性的發(fā)展目標，隨著配電自動化技術的發(fā)展，工程走向?qū)嵱没且粋€必然趨勢；還探討了智能分布式FA、配電網(wǎng)優(yōu)化運行決策支持系統(tǒng)、信息一體化大平臺背景下的配電實時信息引擎機制等幾個未來配電自動化的發(fā)展趨勢。第 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