电力智能配网自动化建议方案

1、电力智能配网自动化建议方案时间：2011-04-29 06:00 编辑：胡明忠智能配电网建网模式相关阅读：PON、WiMAX无线、工业以太网用于优化电力系统配网自动化通信网络量身定制，坚如磐石一一中兴智能电网EPON接入解决方案一、配网自动化EPON组网拓扑图EPON组网拓扑图：Ji局端机房OLTEPON技术和传统有源光网络技术相比最大的特点是：以低成本、高可靠性的无源光分路器替代了光交换、光交叉会聚设备及相关远端机房，大大节省了网络的建设成本和维护成本。组网方式一：链形保护OV OU OMJ ()M ONI在组网方案中，光纤链路无论在什么地方发生光缆故障（如图红叉位置），两种方案下，设备均可

2、以按照图中绿色虚线方向发回业务，而不受光缆故障影响。组网方式二：环形保护在组网方案中，光纤链路无论在什么地方发生光缆故障（如图红叉位置），两种方案下，设备均可以按照图中绿色虚线方向发回业务，而不受光缆故障影响。二、配网自动化必由之路综述评论 "配网自动化”电力科技发展的必由之路文/天津市海川电力技术有限公司电力节能技术研发中心国民经济的迅猛发展和人民生活水平的日益提高，对电力的需求量愈来愈大，催动了电力工业迅速发展。随着发电和用电规模的不断扩大，用电要求越来越高，当前，我国的电力系统已进入了一个大机组、大电网和超高压时代，电网结构日趋复杂化。这对电网调度、配网管理等提出了新的要求。配

3、电网的智能化已经是供电企业必要的选择。近年来，在世界范围内兴起的智能电网是指用先进的通信、信息、网络、传感器、分布式电源、分布式计算技术等一切可以应用的先进技术和传统的电网技术相结合，使电网具有一种思维、分析、判断、决策、控制的功能，无论在什么情形下，电网都能自动快速准确地进行自控，因而电网就能更安全、稳定、高质、高效，更人性化地运行，这就是智能电网，也称为绿色电网。智能电网涵盖电网的发、输、变、配、用电各个环节。智能配网是智能电网的重要组成部分，其范围包括以10KV（ 20KV ）馈线自动化为主，覆盖了400V低压配电台区自动化，能够监控、协调、管理配网各环节设备优化控制。目标是提高供电可靠

4、性、改善电能质量和提高配网的运行管理效率，实现配网的优化和经济运行。当前，电力公司面对与日俱增的市场竞争，为了确保自己的客户群体，必须有自己独特的优势和良好的运营情况，而这其中重要的一环就是智能配网改造。众多的电力公司认识到配网自动化的重要性，并且已幵始着手实施相关方案。如何做到在智能配网改造中既节约成本，又充分发挥原有设备的资源，避免对原有配电站“推倒重来”成为一个主要课题。综观电力配网自动化的各种设计思路可以看岀， 首要的问题应 该是“鉴别故障、隔离故障、非故障部分恢复供电”。 天津海川电力技术有限公司幵发的配网自动化和智能隔离故障系统优于同类其他系统，解决了以上难题。配网自动化和智能隔离

5、故障系统的建立、回避专业讯道提起供电网的自动化，人们自然想到这样一种情景，将各地各种信息拿回来，经过后台计算机处理，得出结论，然加上一些计算、后再下行交给执行机构去执行。500KV、220KV、 35KV电压搞的网络自动化基本上就是这种模式。将线路的各种信息传回来以后，经过计算机处理，该掉哪个幵关掉哪个，该合哪个幵关合哪个，再诸如运行方式、线损、抄表、电费、统计资制图和其它的软件，又可以做更多的管理工作产等等 ） ，是人们通常对配网自动化的良好印象。然而 10KV 配网的控制点和高压网的控制点相比较，其数量相差是极大的。例如，一个 500KV 变电站如果有 n 条 （5-10 ）220KV 线

6、路，每条线路供 m 个 （4-6）220KV 变电站，也就 是 一个 500KV 变电站供 220KV 变电站的数目为：A=nm （ 个 ）同理，一个 500KV 变电站供 35KV 变电站： B=（nm ）2（ 个 ）同理，一个 500KV 变电站供 10KV 变电站： C=（nm ）3（ 个）由上可知，不计 n、 m 本身随电压降低而变得更大的因素以外， 变电站供下一级电压的供电点的数量， 是随着电压的降低而成幂指数函数上升 的。它不 是线性增长，不是平方增长，而是三次方的增长。这明显提醒我们，用同样一种方法改造电网， 高压网能接受的投资， 10KV 电网就不一定行得通。 以某市电网为例，

7、 500KV 站数是以个位数计算 （4 个）， 220KV 站数是以十位数计算 （ 30 几个）， 35KV 是以百位数计算（ 300 多个）。 10KV 站数则以越过千位 数以万位数计算（ 3 万多个）。至此，配网比其他高压网设备数量的异常增大， 已是铁的不争的事实， 要降低配网自动化的造价 （单价） 就要解 除讯道这个障碍。 在配网自动化改造中讯道之所以成为主要问题是因为它占整个自动化投资的很大 比例。国力难以适应， 连先进国家的配网目前能做到专业讯道自动化的比例也不高（ 7%? 8% ）。天津电业局准备城网改造计划时就遇到了这个问题，各分公司报的自动化项目计划， 结果一个分局报一 项试点

8、，总计资金就近 50 亿元，显然超越了现实。配网自动化，延用高压网的做法显然不合适。天津海川电力公司从实际出发，立足配网自动化的实质， 不断实践探 索，终于得出优化方案。原电力部、后来的国电行业学会所发纲要、规划、规定或文章也都直 接或间接地提到自动化最 主要一个目的是把网络的故障鉴别、隔离出来，非故障部分恢复供电。但人们往 往喜欢接受计算机加讯道比较完善的方 式，尤其是那些计算机后台的多彩多姿的信息处理，却忽略了自动 化的主要目的的追求。把配网自动化认知为只搞类似 计算、管理等等上层的项目，而把网络故障的鉴别、 隔离、非故障部分恢复供电这个主要目的置于自动化的范畴以外显 然是错误的。认识到这

9、一点， 天津海川电力技术有限公司逐步形成了以就地控制为主、 互联网为辅的配网自动化的方 案。这个 方案既满足了及时将故障鉴别、隔离出来，非故障部分恢复供电这个主要目的，同时，也为丰富 的后台软件工作搜集到 了充足的数据。利用专业讯道的配网自动化是功能较全的自动化方案，但是其费用较高，可行性不大。经过研究，天津 海川电力技 术有限公司认为， 配网自动化只能采取就地逻辑控制为主的， 达到把配网故障鉴别、 隔离出来， 非故障部分恢复供 电的目的，同时辅以互联网传输的方法，收集到丰富的计算机后台处理过程中所需要的 全部信息，实现配网自动化的主 要需求。这也就是该公司研制利用互联网通信的配网隔离故障系统

10、的出发 点和目的。二、就地逻辑控制为基础并辅以互联网传输把就地逻辑控制与互联网传输这两者结合起来是想开辟配网自动化的另一条路径。配网自动化， 特别是 鉴别、隔离 故障，非故障部分恢复供电方面，是把配电网的一个鉴别、隔离故障，非故障部分恢复供电的 逻辑用在配网开关控制器 上，来达到鉴别、隔离故障，非故障部分恢复供电的目的，然后用互联网来传输 信息附带一些经过确认的操作。这样既 达到配网自动化的目的，也避免了昂贵的讯道投资。当然，如果在 每条配电线第一个开关装上零序电流互感器，再加上 互联网的传输功能，接地故障的鉴别、隔离也能够实 现。智能隔离故障系统和配网结合的硬件部分是隔离故障控制器，是用来实

11、现鉴别、隔离故障、恢复非故障 部分供电的 装置。把这样的装置和普通开关结合起来，就叫做隔离故障开关。然后由互联网收集信息，经 过后台一系列处理再下传 操作命令，来实现和完善鉴别、隔离故障，恢复非故障部分供电功能的隔离故障 开关组成系统，就是该公司的配网隔离 故障系统。就地逻辑控制辅以互联网传输系统就是采用配网隔离故障开关来实现的。 如果一条线共装了四台配网隔 离故障开关， 一旦线路发生故障，电流大电压低，隔离故障开关0.2 秒无选择的掉闸，第一个掉闸的开关后面（负荷侧）直至故障点之间的所有开关均掉闸 份段），经过 2? 4 秒钟、除临近故障点的开关以外的所有开关均相继合闸，然后，临近故障点的开

12、关合闸，合到故障段则0.1 秒立即闭锁掉闸。紧接着是故障点后的开关闭锁掉闸，最后是联络开关合闸送电。至此故障段即被鉴别、隔离出来，故障段前后的非故障线路 恢复了供电。 如果一开始就是瞬间故障，则开关重合时，故障已消失，则重合成功，全部线路恢复供电。该系统隔离故障开关采用了九项新技术：功能综合技术、起动技术、与系统保护配合技术、冗余重合技术、合故障闭锁技术、电源技术、复杂网预置技术、自检返回技术、互联网失灵和功能不变技术。同时，由于互联网的加入，极大地改变了就地控制的功能和面貌，可以将现场设备运行的情况进行实时的搜集和显示，改善隔离故障的功能，扩大了应用范围，和专业通道比较，功能完全一样，只是时

13、间上由 毫秒级增大为秒级，对于 配网来讲，这种增大一般还是可以接受的。这样做的结果，投资却降低到令人惊 异的程度 （ 1/10-1/6 ） 。同时，为下 一步计算机丰富的后台软件工作的开展奠定了基础。三、科学决策、建立队伍、合理安排、有序进行1. 先堵死后路，再改造旧设备。人们很容易想到，现有旧设备有多少多少，今年改多少，明年改多少， 几年改造完。 而往往忽略了设备的流动性，即年年增长，到头来，会出现越改越多的现象。要想完成一个 大的系统工程，先堵后路再 往前走，是个不能忽视的步骤。配网自动化工程，同样要注意业扩、改造等日 常工程，因为它是电网设备增长的主要来 源，一定要纳入我们的部署之内。2

14、. 功夫下在平时，做到事半功倍。配网自动化工程，少不了会集中拿一笔钱，限定一个时间来完成。这 是好事，但 匆忙、紧张不是好的工作条件。我们建议包括业扩在内，类似技术改造、科技项目、大修、更 新包括架空改地缆等，始 终结合自动化工程去做，只要动设备就要考虑自动化，既改造了电网，又提高了 可靠性，同时可以杜绝事故处理过程中 的人身伤亡事故。总之，我们是想：把大事变成一个一个小事去做， 把一下拿一大笔钱变成常年拿一小笔一小笔钱，人 不紧张，工作细了，财务压力小了，做一件事情短时间 内就能见到效果，鼓舞人心，可以叫事半功倍。我们还可以有更 从容的完善时间。3. 必须建立两结合的队伍。这里所说的两结合是

15、指电力的专业技术人员和计算机专业技术人员之间的结 合。前者要 通过认真地分析，给出要解决问题的主旨，给出要解决问题的条件、大致模式和结果。最好是 给出一个较完整的逻辑框 图，以便计算机专业技术人员根据不同的特点采用不同的方法编程、制作硬件电 路和器件，各自发挥各自的长处。或者互相充分磋商、渗透、磨合，在配网自动化的进程中，搞出一个完善的整体架构 及各个特殊 的软件。这样一个庞大的、细致的、创新的工作没有一个有实力的队伍，是不可想象的。系统优于同类型产品的特点及主要功能配网自动化和智能隔离故障系统是为解决目前国内配电自动化程度较低的问题而提供一种应用最先进 的电子技术和通用分组无线通信业务（ G

16、PRS ）的配电网智能控制系统，包括现场设备、无线通信和控制中心三部分。它结构紧凑，功能完备，投资成本低，可靠性高，适用范围广。一、该系统具有优于同类型产品的以下七大特点：1. 型号不分。统一为一种型号。无论装在线路首端、中间、支线或联络点的位置上，都是同一种型号， 因此互换性 强，增减性强；开始是辐射线路，以后发展成手拉手网，甚至多联络的复杂网，均能适应，不 存在升级的二次投资问题。2. 负荷不问。控制器在线路上的安装不需逐个核定负荷，由于采用新方法，它不会动作于过载或涌流， 因此控制器 可随意安装。3. 开关不择。无论是具备断流能力的断路器 （油介质、 SF6 、真空等 ）还是不具备断流能

17、力的负荷开关均可 适用。 无论是室内变电室、箱式站的开关还是室外的柱上开关，均可适用。4. 速度不慢。控制器故障掉闸时间为 0.1 秒 0.2 秒，对变电站原保护 （ 一 般为 0.3 秒 ）而言，动作要快， 一方面减轻对变电站开关和网络的故障冲击，也使原保护成为控制器的后备保护。两者 不存在特殊的配合 问题。5. 整体不散。由于结构设计适应性强，控制器既可装在开关内，也可装在开关外，还可装在操作机构内 等，和开关 形成一个整体， 避免现场安装的麻烦和可能出现的错误。 非整体结构的控制器连接线， 既容易 受损，也使登杆造成不便。6. 电池不用。由于采用新的供电方式，无需蓄电池。7. 失讯不变。

18、即使互联网失灵，鉴别、隔离故障，非故障部份恢复供电的功能不变。该系统主要应用于 10KV 配电网，通过使用该系统可以在很短时间内（几秒到 3 分钟），实现自动鉴别 电网中发生 故障的部分，通过重合闸将故障部分鉴别、隔离出来，又将非故障部分恢复送电。与人工排除故障、恢复送电相比，不仅减少了因故障而造成的停电范围，而且节省了由发现故障、排除 故障到恢复 送电的时间，降低了劳动强度，避免了处理事故过程中因人为疏漏而造成的事故扩大和人身危 害的可能性，提高了供电 可靠性。另外，还可以实现配网自动化需要的遥测、遥信、遥控、遥调等功能。、该系统主要功能如下1. 配电线路信息显示功能。控制中心显示设备可以显

19、示现场设备固定时间上传的信息，如线路电压、线路电流、开关状态（合闸状 态，分闸状 态，闭锁状态），开关性质（有没有断流能力，是联络开关还是分段开关，是左合开关还是左 不合开关，是右合开关还 是右不合开关），开关整定的参数等。如果发生故障马上上传以上各种信息。2. 快速断电保护功能。一旦线路发生故障， 电流上升超过设定值且电压下降低于设定值， 故障段至电源变压器的所有现场开关设备在 0.2 秒左右全部跳闸，防止对电源变压器和配电线路造成过流冲击。同时各个现场设备马上将信息 反馈给控制中 心。的现场开关3. 确认故障点，无故障部分重合闸功能。控制中心接到现场设备发回的信息马上做出判断，给非故障段

20、设备下达重合闸指令，恢复非故障段供电，现场设备完成重合闸后给控制中心反馈已经重合闸 信息。4. 故障段保护闭锁功能。紧邻故障段的上游开关设备通过自己判断实现闭锁保护， 故障段下游的现场开关设备通过控制中心下达 指令实现闭 锁，将故障段保护起来。同时将闭锁信息上传到控制中心，同时发送闭锁位置信息指引维修人 员到现场维修。5. 遥测功能。控制中心除了可以定时收到各个现场设备发回的现场线路的电压、电流值外， 还可以随时下指令让现场 设备发回需 要的数据。6. 遥控功能。控制中心操作人员可以通过下达指令控制现场开关设备进行合闸、分闸、闭锁等操作。7. 遥调功能。控制中心操作人员可以通过操作调节现场设备

21、的运行参数，对现场设备的功能定位进行远程设置。8. 遥信功能。控制中心操作人员可以通过下达指令，让现场设备回传即时信息。9. 接地故障检测功能。电源变电站如果发现接地故障，可以通过系统自动检测出故障位置，为快速修复故障提供了保障。10. 数据存储、处理、分析功能。控制中心将现场设备的所有上传信息和控制中心下传的指令等全部记录下来存进数据库， 便于调用和分 析。配网自动化和智能隔离故障系统效果明显、效益突出通过近 7 年的运行，该系统取得了显著效果，特别是在树砸线、外力混线等事故中都起到了很好的隔离 作用。一是避免了事故处理过程中的人身事故。电业部门的规章制度非常完善，执行过程非常严格。无论采取

22、什么样的技术措施或组织措施，都不惜人 力、时间去 保证作业工人的生命安全。我们不厌其烦地说“鉴别故障、隔离故障和非故障部分恢复供电”， 实际上这正是处理故障 的前期过程，也是最容易发生安全问题的过程。配网隔离故障系统将这个过程缩短 为 20 秒完成，大大降低了人身事故 发生的可能性。二是供电可靠率得到实实在在的提高。以往的故障，变电站掉闸，重合不良，掉闸停电，一直到检修完 工，平均 4 ? 6 小时之后，才恢复供电，全线的用户都得停 4? 6 小时，户时数白白浪费掉。采用配网隔离 故障系统则只有故障段少量用户需要在检修时间内停电，其余用户只停 20 秒极短时间。该停的停少了， 不该停的不停了，供电部门的重要指标之一可靠率自然就提高了。配网自动化和智能隔离故障系统的前景2000 年，我国配电系统自动化装置市场规模为 190 亿元， 2009 年增长到 771 亿元，年复合增长率为 16.