城市10kV配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一個(gè)包括變電站、10kV配電網(wǎng)和用戶在內(nèi)的運(yùn)行、監(jiān)控、維修、用戶管理的綜合管理系統(tǒng)，本文主要對(duì)10kV配電網(wǎng)運(yùn)行管理自動(dòng)化系統(tǒng),包括了信息技術(shù)應(yīng)用、自動(dòng)化系統(tǒng)的組合等方面進(jìn)行了探討。
1、信息技術(shù)在配電網(wǎng)運(yùn)行管理的應(yīng)用
信息技術(shù)主要用于設(shè)備管理、在線狀態(tài)檢測(cè)、用電管理等方面。由于安全是現(xiàn)代電力系統(tǒng)運(yùn)行的重要指標(biāo)，因此，為保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，必須在運(yùn)行過(guò)程中不斷對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)、分析和控制。以絕緣系統(tǒng)為例，其壽命在很大程度上決定了整個(gè)設(shè)備的運(yùn)行壽命。電力設(shè)備的絕緣系統(tǒng)在負(fù)載運(yùn)行過(guò)程中，長(zhǎng)期處于電、機(jī)械、化學(xué)和具有某些不確定性的環(huán)境等應(yīng)力或者因素的作用下，不可避免將逐漸老化；在系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，甚至還會(huì)導(dǎo)致絕緣缺陷的出現(xiàn)，如未能及時(shí)察覺并采取適當(dāng)?shù)男迯?fù)措施，就有可能引發(fā)運(yùn)行事故，造成多方面的損失。
配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行管理利用信息技術(shù)自動(dòng)遙控和監(jiān)測(cè)高壓配電線上的開關(guān)設(shè)備和線路參數(shù)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除缺陷，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)隔離故障區(qū)間、以Z佳的方式恢復(fù)非故障區(qū)域供電的功能，為用戶提供經(jīng)濟(jì)、可靠、穩(wěn)定的電力供應(yīng)。配電自動(dòng)化地理信息系統(tǒng)（見圖1）必須具備以下運(yùn)行管理功能。
在站內(nèi)或饋線故障時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行故障檢測(cè)、隔離和恢復(fù)。
供電恢復(fù)的Z佳過(guò)程由計(jì)算機(jī)給出,并能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)供電恢復(fù)。
當(dāng)發(fā)生過(guò)載或進(jìn)行維護(hù)工作時(shí)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)負(fù)荷平衡的配電網(wǎng)供電過(guò)程。
變電站和饋線的監(jiān)視實(shí)時(shí)地顯示在帶街區(qū)圖的圖形顯示器上。
給出用戶和設(shè)備的連接信息。
可打印出各種記錄和報(bào)告數(shù)據(jù)。
可為操作者訓(xùn)練提供仿真過(guò)程。
2、配電自動(dòng)化系統(tǒng)
配電自動(dòng)化系統(tǒng)由主站系統(tǒng)層、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)層或配電子站層、通信系統(tǒng)層和站端系統(tǒng)層四個(gè)層次組成。（見圖2、圖3）按硬件和軟件分包括以下部分：①智能開關(guān)；②通信網(wǎng)絡(luò)；③監(jiān)控、監(jiān)測(cè)終端，F(xiàn)TU；④配網(wǎng)自動(dòng)化SCADA；⑤配網(wǎng)自動(dòng)化的基本應(yīng)用軟件；⑥SCADA與地理信息系統(tǒng)（GIS）的一體化；⑦系統(tǒng)仿真軟件；⑧配電工作管理系統(tǒng)（包括網(wǎng)絡(luò)分析、運(yùn)行管理、設(shè)備檢修管理工程設(shè)計(jì)、施工管理、配電規(guī)劃設(shè)計(jì)系統(tǒng)等）；⑨用電管理自動(dòng)化（包括遠(yuǎn)程載波抄表系統(tǒng)、客戶信息系統(tǒng)、負(fù)荷管理系統(tǒng)、用電營(yíng)業(yè)管理系統(tǒng)、用戶故障報(bào)修系統(tǒng)）；⑩配電網(wǎng)能耗管理系統(tǒng)（如能耗統(tǒng)計(jì)分析，配電網(wǎng)在線經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和變壓器負(fù)荷管理）；和其它系統(tǒng)的接口（MIS系統(tǒng)等）。
2.1智能開關(guān)它既可以無(wú)須通訊線路實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的自動(dòng)診斷故障、自動(dòng)隔離故障段、自動(dòng)恢復(fù)非故障段的供電，也可以與通訊系統(tǒng)相接，通過(guò)子站與主站的控制單元實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙控自動(dòng)化。分段模式的開關(guān)功能有：延時(shí)合閘，失電分閘，合閘閉鎖。聯(lián)絡(luò)模式的開關(guān)功能有：延時(shí)合閘，時(shí)限閉鎖，脈沖閉鎖，兩側(cè)來(lái)電閉鎖，一側(cè)來(lái)電閉鎖，閉鎖自動(dòng)解除。
遙控接口可監(jiān)視開關(guān)裝置，正確指示開關(guān)的分/合/接地的位置。設(shè)有備用電池以便在失電時(shí)操作開關(guān)裝置。遙控接口可通過(guò)一個(gè)開放的協(xié)議與控制中心通訊，也可與不同的通訊介質(zhì)如PSTN模塊，無(wú)線電，光纖，DPLS等進(jìn)行通訊。合理選用通訊的方法是快速重組電網(wǎng)的一個(gè)重要因素。
配電變壓器的斷路器必須能實(shí)現(xiàn)遙控，在故障時(shí)，保護(hù)裝置將使線路上的饋電開關(guān)跳閘。
對(duì)于供電安全性：選擇電網(wǎng)關(guān)鍵點(diǎn)的電線桿上安裝自動(dòng)重合閘裝置，并與選擇電網(wǎng)的開斷點(diǎn)一起實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，通過(guò)使用遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)提高電網(wǎng)的供電可靠性。
2.2監(jiān)控、監(jiān)測(cè)終端包括出線開關(guān)終端、分段開關(guān)終端、聯(lián)絡(luò)開關(guān)終端、開閉所開關(guān)終端、小區(qū)劃變開關(guān)終端等，其基本的功能是信息的采集和處理、接受并執(zhí)行遙控指令、事件記錄及上報(bào)、閉鎖功能、電源失電保護(hù)、參數(shù)設(shè)置、自診斷、自恢復(fù)、通訊功能。
監(jiān)控、監(jiān)測(cè)終端的主要特點(diǎn)：
采用交流采集，可檢測(cè)電壓、電流、頻率、功率因數(shù)、有功功率、無(wú)功功率、視在功率、電能等高精度的數(shù)據(jù)。
具有強(qiáng)大的通訊功能，支持多種通訊規(guī)約，開放的通訊方式。
具有遙控功能。
2.3通信網(wǎng)絡(luò)為了提高系統(tǒng)的控制管理能力和減少通訊端口設(shè)備，提高系統(tǒng)的可靠性，將系統(tǒng)分為若干子群，每個(gè)子群由幾十個(gè)監(jiān)控終端組成，并由一個(gè)通訊控制器管理。通訊控制器起承上啟下的作用，對(duì)于上位，它接收從后臺(tái)發(fā)來(lái)的各種指令，對(duì)下位，收集數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)發(fā)后臺(tái)的指令，并控制上、下位的通訊。
對(duì)RTU、FTU等監(jiān)控終端通訊通道的狀態(tài)及通訊質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)主通道的通信出錯(cuò)率達(dá)到整定極限或此通道中斷時(shí)，系統(tǒng)能自動(dòng)切換到備用通道。
可在線啟停、切找通道，并進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)視報(bào)警，并對(duì)各通道的通訊出錯(cuò)次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。在網(wǎng)絡(luò)接入方式時(shí)，也能進(jìn)行正常的監(jiān)視、報(bào)警提示。
2.4擴(kuò)展SCADA系統(tǒng)的功能
功能的投切
根據(jù)用電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況，由值班調(diào)度員通過(guò)控制方式進(jìn)行遠(yuǎn)方微機(jī)裝置的功能進(jìn)行投入或退出的操作。
定值的修改
根據(jù)電網(wǎng)的運(yùn)行方式，由值班調(diào)度員進(jìn)行遠(yuǎn)方設(shè)備或修改微機(jī)裝置的某些定值。
SCADA系統(tǒng)里的系統(tǒng)遙控操作必須按照順序進(jìn)行，因此提供防誤操作的設(shè)置功能。
拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)著色
通過(guò)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治觯С謭D形的線路動(dòng)態(tài)著色功能和潮流方向標(biāo)志功能。可實(shí)現(xiàn)線路檢修停電著色，線路開關(guān)的分、合閘著色，線路帶電著色，線路過(guò)壓著色，線路電壓等級(jí)著色，用動(dòng)態(tài)流動(dòng)的虛線或箭頭等方式顯示潮流方向。
故障錄波分析
能搜集帶有故障錄波功能的FTU的數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行分析并給出波形。
故障分析模塊
可以對(duì)各種方式進(jìn)行故障計(jì)算，如：基于實(shí)時(shí)態(tài)的在線故障計(jì)算，確保開關(guān)的正常運(yùn)行、基于研究態(tài)的離線故障計(jì)算，校驗(yàn)電氣設(shè)備的性能。
對(duì)稱短路和各種不對(duì)稱短路故障的計(jì)算。
各種斷線故障的計(jì)算。
同桿并架線的跨線短路故障的計(jì)算。
能處理電力系統(tǒng)的復(fù)合故障計(jì)算和分析研究。
能直接在單線圖上給出故障電壓電流的相分量和序分量。
故障隔離和恢復(fù)模塊
適用于任意結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)絡(luò)，如輻射狀、網(wǎng)絡(luò)狀、多環(huán)網(wǎng)絡(luò)等；并可以處理系統(tǒng)的多重故障。
能進(jìn)行系統(tǒng)的實(shí)時(shí)分析，與故障分析、系統(tǒng)的在線潮流、防誤操作等模塊緊密集成，根據(jù)SCADA系統(tǒng)采集的實(shí)時(shí)信息，采用軟件智能方式對(duì)全網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和判斷，準(zhǔn)確判斷故障位置，保證系統(tǒng)安全。
根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際連接方式和負(fù)荷水平，對(duì)多種故障恢復(fù)方式進(jìn)行安全性和網(wǎng)絡(luò)線損壞等經(jīng)濟(jì)性的校核比較，在確保系統(tǒng)安全性的前提下，給出Z佳的故障恢復(fù)方案，使配變負(fù)荷的分配盡可能平均、盡可能減少停電次數(shù)、電壓質(zhì)量盡可能好等多種目標(biāo)。
經(jīng)防誤操作校核，恢復(fù)方案可以直接提交SCADA系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)遙控處理，或者供調(diào)度員手動(dòng)執(zhí)行，二者可以方便設(shè)置。
充分利用FTU的采集數(shù)據(jù)，利用電壓、電流的突變量來(lái)對(duì)故障進(jìn)行定位判斷，使定位準(zhǔn)確、快捷。
3、結(jié)束語(yǔ)
以安全Z為重要。為保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行、保證電業(yè)工作人員和市民公眾的生命安全，必須在配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過(guò)程中不斷對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)、分析和控制。隨著配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)模的壯大，傳統(tǒng)的人工運(yùn)維模式對(duì)此越發(fā)顯得力不從心，而實(shí)現(xiàn)運(yùn)行管理的自動(dòng)化。
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