县级配网自动化与配电管理系统_secret.doc

摘 要： 配电网是电力系统中最后一个直接面向用户供电的环节，用户能否得到安全可靠经济优质的电能，配电网的建设水平起到极为重要的作用。本文根据县局配电网的实际情况，阐述县级配网自动化和配电管理系统建设的意义和必要性。关键字： 配电管理系统 ，自动化一、 绪 论：1、配电系统自动化的的定义和功能配电系统自动化(DSA Distribution System Automation)或者是配网自动化,由中国电机工程学会城市供电专业委员会在配电系统自动化规则设计导则提出的关于配电系统自动化的定义为:“配电系统自动化是利用现代电子技术、通讯技术、计算机及网络技术,将配电网在线数据和离线数据、配电网数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息及厂集成,构成完整的自动化系统,实现配电系统正常运行及事故情况的监测、保护、控制用电和配电管理的现代化。”这一定义包含的内容相当广泛,它指出了配电系统自动化是一个信息集成系统,包含了配电网有关所有管理和控制功能。其具体功能可分为三类：(1)监视：采集电压、电流等模拟量和线路开关状态等开关量，判断配电系统的实时状态。(2)控制：必要时可以自动控制断路器等配电设备，改变当前配电系统的运行工况，使之更加适合用户的需要，如无功/电压控制和故障后网络重建等。(3)保护：可以自动识别配电系统中的故障点，并进行故障隔离。2、县级配电网的状况和存在问题 近10年来，我国各城市普遍重视配电网特别是城市配电网的发展和改造工作，有目标地投入了大量地资金和人力，城市配电网建设地成绩显著。但是县级供电企业由于经济、技术、资金投入等因素的影响，配电网的水平还处于比较落后的水平，很多县局在配网自动化方面还是一片空白或者水平较低。3、 配电自动化的意义 一是提高供电可靠性提高配电设备的技术水平,这主要体现在: (1) 少故障停电次数和停电时间，缩小停电范围，直至避免停电。(2) 减少和缩短设备检修时间。(3) 优化网络结构和无功配置，降低电能损耗。(4) 有效调整负荷，有利于削峰填谷。(5) 共享电力系统的数据资源。 二是提高企业的现代化管理水平： (1) 提高城区供电设备的利用率，提高供电质量。 (2) 更好地管理配电设备。 (3) 提高供电的经济性，包括降低经常性的运行维修和推迟基本建设投资。 (4) 提高供电企业的全员劳动生产率。 (5) 提高为用户服务的响应速度和服务质量。4、县级配电自动化和配电管理系统建设应遵循的原则县级配电电自动化是一项先导工程,不是设备更新单方面的问题,而是使县级电力企业从传统管理方式中脱颖而出的全局性问题。县级配电自动化和配电管理系统建设必须结合本县的具体情况,从经济性、先进性、可靠性、易用性等方面综合考虑,确定改造和实现县城配网自动化的方案。 一是实施配网自动化的技术原则 ()可靠性原则、实施配网自动化的首要目标是 提高配电网的供电可靠性，因而要保证具有可靠的电 源点、网架、设备、通信、主站系统。 ()分散性原则、由于配电网的地域分布性特 点，建立配网自动化系统希望功能分散、危险分散。 采用具有智能的一次设备（如重合器），故障就地解 决；主站软件内核一体化设计、功能分散配置， 实时监控功能独立运行，在线管理功能独立运行，电网分析计算功能独立运行。 ()简化性原则、无论是依靠智能开关设备保护 配合隔离故障还是通过通信、主站软件隔离故障，均 希望简化电网联结的复杂性，对一般的城区尤其是县 级城市，采用双电源环网供电完全能满足用户的供电 可靠性要求二是效益原则、无论是综合工程,或是单项工程,都应按着逐年工程的投入资金、售电成本、售电收入,考虑税收、贷款利息和折旧,以及企业的利润,进行可行性分析,效益显著者先上,回收期过长和无效益者暂不上或缓上。二、 县局配电自动化系统结构1、县局配电自动化系统整体结构配电管理系统采用分层分布式结构，一般情况分为3层：配电主站层、配电子站层、配电终端层。在系统的各个层面之间通过通信介质建立通信联系，进行信息交换，实现对整个配电网的最优管理。配网自动化系统应具有“积木式”的可扩充性。配网自动化系统是一个涉及面广（一次设备、二次设备）、投资大的系统工程，需要分期分批逐年完善，因此要求配网自动化系统结构具有良好的可扩充性，把每期的配网子系统以“积木”的方式“填加”到整个配网自动化系统中。因此整个系统须采用开放式设计，能接入不同厂家的不同设备，并能随系统的发展逐步扩充，而不影响整个系统的性能。从功能上分为3层，即为基础配电自动化层、配电管理层和基础配电管理层。基础配电自动化层主要是实现数据采集、运行工况监视与控制、故障实时处理；配电管理层主要包括运行管理、停电管理、设备管理、工程管理、电能计量管理及配电高级应用。中型配电自动化系统见图12、主站系统：配网控制中心主站它是整个系统的最高层，从整体上实现配电网的监测和控制，分析配电网的运行状态，协调配电子网之间的关系，对整个配电网络进行有效的管理，使整个配电系统处于最优的运行状态。它是整个配电网监控和管理系统的核心。它作为人机交互的窗口，可完成各种图形显示、系统维护、设备管理、报表打印、 与其它系统的信息交换功能，并具有对可控装置的控制调节。 远程配网控制分中心属于整个系统中的某一地区的管理层，可设置在区供电局负责该区域配网的监控。可以设置在县区供电局配调中心。主要负责城镇地区整个10KV及以下线路、设备的运行监控和配电运行管理。主站系统应该留有与其他自动化系统的接口，如留有与负荷控制的接口、营业自动化系统的接口、自动抄表系统的接口及与客户服务中心系统的接口，以实现信息共享，消除各种自动化信息孤岛。3、子站层因为配网中监控设备点多面广，不可能把所有的站端监控设备直接连到配电主站上，这样一来必须增设中间一级，这称为子站，它将RTU和FTU采集的各种现场信息中转（上传下达）给配网控制中心的通信处理机，监控子站还具有所辖区域内故障诊断、隔离、恢复的功能。子站一般设置在大型变电站内,可采用多种通信方式向下所属馈线监控终端,向下与配网自动化主站通信。子站作为配电自动化系统的中间层，其作用主要有两个方面功能：通信子站功能，具有数据集中和数据转发功能，且可完成管辖区域内的馈线自动化；监控子站，具有监控功能，实现变电站或大型开闭所内的三遥功能，完成10kV馈线的自动化。子站除上述功能为还有下列功能： (1)、维护功能。在配网控制中心维护子站；通过笔记本维护终端远程/本地维护子站；通过子站维护配电终端（FTU，TTU）。维护功能主要包括参数设定、工况显示和系统诊断。 (2)、系统自诊断和远方诊断。 (3)、通道监视，监视通信通道传输质量，如通道的误码率。 (4)、故障录波和谐波分析。 (5)、支持多种通信规约。4、 配电终端层它们是整个系统的底层，它完成柱上开关、环网开关、箱式变、配电变压器、开闭所、集抄系统等各种现场信息的采集处理及监控功能。配电终端层又分为配电监控终端(FTU)层和配电监测终端(TTU)层。配电监控终端FTU主要应用于配网自动化，适用于35kV以下馈线、环网柜、开闭所的监控。考虑到城区配电线路多为同杆架设且路数不同，所以FTU应系列化满足不同容量的要求。FTU还能满足开闭所不同容量的要求。1、三遥功能：完成35kV以下馈线、环网柜、开闭所的遥测、遥信和遥控。2、故障信号捕捉：捕捉馈线的相间短路、单相接地故障。3、自动重合器：结合断路器实现自动重合器功能。4、馈线自动化：配合子站和配网控制中心实现配电线路故障自动隔离和非故障区的恢复供电。5、谐波分析和故障录波：为分析电压质量和线路故障提供可靠的追忆数 6、维护：通过维护终端进行本地维护，接受配网控制中心和子站的远程维护。配电监测终端TTU主要适用于配电网的配电变压器的监测和箱式变的监控。和表计结合可组成具有计量功能的变压器监控装置。1、监控：实现馈线的监控。 2、监测配电变压器运行工况：监测U、I、P、Q、COS、KWH，并形成配变负荷曲线。 3、直流量采集：采集油温、压力等直流量的采集。4、维护功能：通过维护终端进行本地维护，接受配网控制中心和子站的远程维护。 5、通信：通过通信端口和子站或配网控制中心通信6、无功自动补偿三、 县级配网自动化系统功能的实现形式配电网控制系统是在配电网运行数据采集的基础上实现配网故障的诊断 定位隔离和恢复处理的功能配网在运行中发生故障时配电终端监测到故障电流，形成故障信息报告提交配电子站，配电子站根据一定时间段内多个故障信息与网络拓扑分析结合，对故障发生的位置进行定位并根据故障定位结果，对故障两侧的开关进行分闸操作把故障区域与非故障区域隔离开来。配电主站主要根据故障的信息及配电子站对故障隔离的情况和各种网络结构，给出最佳的恢复供电的方案实施网络重构或提供几种恢复供电的方案供调度员参考，完成对非故障区域的供电在整个的故障查找、故障隔离、网络重构的过程中，配电自动化的终端设备主要负责对开闭所、环网柜、环柱上开关进行数据采集、监控，将信息上报网柜到子站或主站并执行上级下发的控制命令。另外，还完成对10kV变压器进行数据采集、监测，并可实现无功补偿的功能。四、 县局配电管理方式配电网管理过程中，配调一体化系统实现对配网动态数据的采集、监控，大量的配电网静态数据由AM/FM/GIS地理信息系统负责管理。配电网地理信息系统不参与配电网实时采集及控制，但可通过第三服务器的形式从SCADA系统中提取配电网的实时数据。而SCADA系统也可以通过这一通道从配电网地理信息系统中提取相关的静态数据作为实时控制的基础依据。配电网地理信息系统（GIS）是建设配电管理系统的基础，配电网分布广、数据量大，通过GIS软件技术对电力系统基础数据进行离线应用与SCADA系统中配网实时控制有机结合, 目的是形成一个具有空间概念(地理环境信息)和基础信息(电网资料及用户资料 )的分层管理基础数据库既能方便地进行查询和管理,又为电力系统运行管理提供一个有效的、具有地理信息的网络模型。并为配电管理系统提供基础数据库平台，支持系统许多应用软件的开发和其它功能的实现，如用户电话投诉管理TCM用电营业管理系统、设计和施工检修管理等。五、 结语 我国县局电网目前的管理技术非常落后,在电网自动化高度发展的今天,形成了明显的反差。但是随着改革开放,人民的生活逐步提高,用电的需求迅猛增高,县区配电网的结构越来越复杂,对可靠性的要求越来越高,如何快速排除配电网的故障、立即恢复非故障区的供电,成为配电网发展的当务之急。由于县局电网建设相对落后,县局配电自动化发展比较晚,相关技术的应用相对落后,而实现县