電力自動(dòng)化發(fā)展走勢(shì)

時(shí)間:2022-12-10 08:53:00

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電力自動(dòng)化發(fā)展走勢(shì)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高,人們對(duì)供電系統(tǒng)的可靠性、安全性要求也日益提高,電站自動(dòng)化系統(tǒng)已廣泛地應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。其借助現(xiàn)代的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)視電力系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù),及時(shí)進(jìn)行記錄,并將這些數(shù)據(jù)不斷地傳送至電力監(jiān)控計(jì)算機(jī),實(shí)施遙控命令,使運(yùn)行管理人員可以通過(guò)監(jiān)控中心全面了解電力系統(tǒng)的運(yùn)行工況,準(zhǔn)確、快速地判斷故障位置和故障原因,簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)分析,包括負(fù)荷分析、電能消耗分析、電能質(zhì)量分析等。因此,發(fā)配電自動(dòng)化成為提高供電質(zhì)量和可靠性的重要措施。

1配電自動(dòng)化概述

配電自動(dòng)化是利用現(xiàn)代電子、計(jì)算機(jī)通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù),將配電網(wǎng)在線數(shù)據(jù)和離線數(shù)據(jù)、配電網(wǎng)數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和地理圖形進(jìn)行信息集成,構(gòu)成完整的自動(dòng)化系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)及其設(shè)備正常運(yùn)行以及事故狀態(tài)下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制、用電和配電管理的現(xiàn)代化。從而改進(jìn)供電質(zhì)量,與用戶建立更密切更負(fù)責(zé)的關(guān)系,以合理的價(jià)格滿足用戶要求的多樣性,力求供電經(jīng)濟(jì)性最好,企業(yè)管理更為有效。配電自動(dòng)化包含以下幾個(gè)方面:

饋線自動(dòng)化。饋線自動(dòng)化完成饋電線路的監(jiān)測(cè)、控制、故障診斷、故障隔離和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。其主要功能有:運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)方控制和就地自主控制、故障區(qū)隔離、負(fù)荷轉(zhuǎn)移及恢復(fù)供電、無(wú)功補(bǔ)償和調(diào)壓等。

變電站自動(dòng)化系統(tǒng)。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是利用微機(jī)技術(shù),將變電站的控制測(cè)量、傳輸處理、繼電保護(hù)、故障錄波、遠(yuǎn)動(dòng)功能融為一體的多機(jī)共享系統(tǒng)。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)所能完成的主要功能包括:數(shù)據(jù)采集、繼電保護(hù)、參數(shù)監(jiān)測(cè)、運(yùn)行控制、事件記錄、事故報(bào)警等。功能的綜合是區(qū)別于常規(guī)變電站的最大特點(diǎn),它以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ),以數(shù)據(jù)通訊為手段,以信息共享為目標(biāo),以便更好地實(shí)施無(wú)人值班。

配電管理系統(tǒng)。是指用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、信息處理及通信等技術(shù)和相關(guān)設(shè)備對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)視、管理和控制。它是配電自動(dòng)化系統(tǒng)的神經(jīng)巾樞,整個(gè)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)視、控制和管理中心。需求側(cè)管理。通過(guò)一系列經(jīng)濟(jì)政策和技術(shù)措施,由供需雙方共同參與的供用電管理。包含負(fù)荷管理、用電管理及需方發(fā)電管理等。需求側(cè)管理的幾個(gè)內(nèi)容涉及電力供需雙方,甚至與電力管理體制有關(guān),必須通過(guò)立法和制訂相應(yīng)的規(guī)則,并最終由電力市場(chǎng)來(lái)調(diào)節(jié)。

配電通信系統(tǒng)。是配電自動(dòng)化系統(tǒng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié),由于配電網(wǎng)終端節(jié)點(diǎn)數(shù)量巨大,給通信方案的選擇帶來(lái)困難,配電系統(tǒng)可有有線、無(wú)線、光纖、載波等多種通信方式。對(duì)于通信方式的選擇應(yīng)根據(jù)用戶的具體情況選擇一種性能價(jià)格比最高的方式。下面簡(jiǎn)要分析各種通信方式的利弊:①有線方式有電話線和專線2種。電話線方式設(shè)備投資較低,可靠性和實(shí)時(shí)性也較低,由于電話線架設(shè)非常方便,廣泛適用于實(shí)時(shí)性要求不高的配電終端。專線方式可靠性和實(shí)時(shí)性都很好,適合實(shí)時(shí)性要求較高的配電終端設(shè)備,缺點(diǎn)是需要架設(shè)專用通信線。②無(wú)線方式有普通電臺(tái)和高速智能數(shù)傳電臺(tái)2種。普通電臺(tái)已廣泛應(yīng)用于負(fù)荷控制系統(tǒng)中,優(yōu)點(diǎn)是投資少,缺點(diǎn)是可靠性較低,控制較嚴(yán)。高速智能數(shù)傳電臺(tái)通信速率高,頻點(diǎn)可復(fù)用,支持x.25協(xié)議,有路由選擇功能和主動(dòng)上報(bào)功能,適合配電自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用,缺點(diǎn)是價(jià)格較高。③光纖通信方式有光端機(jī)方式和光接口板方式2種。光纖通信的主要優(yōu)點(diǎn)是通信容量大、抗干擾能力強(qiáng)、損耗小,缺點(diǎn)是價(jià)格較高。光端機(jī)方式適合容量大的站點(diǎn),成本也較高。光接口板的方式將光電轉(zhuǎn)換器直接置入配電終端內(nèi),并可以利用編碼復(fù)用方式多個(gè)配電終端設(shè)備公用一對(duì)光纖,有效地降低了成本。

2配電自動(dòng)化現(xiàn)狀

目前配電自動(dòng)化大體有以下幾種方式:在10kV輻射線路或樹狀線路采用重合器、分段器的方式。由于該種方式不需配置通道和主站系統(tǒng),依靠重合器和分段器自身的功能進(jìn)行故障隔離和恢復(fù)供電,因而具備容易實(shí)施、節(jié)省投資等優(yōu)點(diǎn);在10kV環(huán)形電纜配電網(wǎng)絡(luò)中采用重合器,配合環(huán)網(wǎng)柜實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化:在10kV環(huán)形電纜配電網(wǎng)絡(luò)中采用環(huán)網(wǎng)柜加裝FTU,并設(shè)置配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng),環(huán)網(wǎng)柜可以是戶外、戶內(nèi)兩種方式;由于國(guó)內(nèi)大多數(shù)城市內(nèi)是沿城市街道敷設(shè)的架空絕緣導(dǎo)線構(gòu)成10kV配電網(wǎng)絡(luò)。針對(duì)這種配電網(wǎng)絡(luò),目前采用的配電自動(dòng)化方式是首先進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化改造,形成多個(gè)環(huán)網(wǎng)或“手拉手”線路,使每一用戶有2個(gè)供電源等等。

3配電系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)

1)功能分層分布。配網(wǎng)自動(dòng)化與通信系統(tǒng)是密切卡相關(guān)的,為了貫徹功能下放、分級(jí)分層、提高事故響應(yīng)速度的原則,配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)一般分為3層:主站、子站、饋線。目前在3層之間通信一般采用光纖以太網(wǎng)、光纖環(huán)網(wǎng)、雙絞線、電力線載波和無(wú)線等多種方式。其中電力線載波是一種很理想的通信方式,最初的電力線載波是為傳輸高頻保護(hù)信號(hào)和話音信號(hào)設(shè)計(jì)的,其是基于線路兩端阻波器的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信。由于配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)眾多,這種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信方式不能滿足配電自動(dòng)化的要求,因此配電載波不冉使用阻波器;第二代的載波技術(shù)基于擴(kuò)頻原理,能夠在很低的信噪比情況下工作,具有很強(qiáng)的通信能力;最新一代的載波技術(shù)基于數(shù)字信號(hào)處理芯片(DPS),由于PDS具有強(qiáng)大的實(shí)時(shí)解碼功能,所以這種載波技術(shù)具有非常理想的通信能力,在以后的理論研究與試驗(yàn)中會(huì)表明該技術(shù)是一項(xiàng)完全可行的、具有發(fā)展前途的新技術(shù)。

2)配電網(wǎng)系統(tǒng)保護(hù)。配電環(huán)節(jié)的保護(hù)集中在饋線的保護(hù)上,配電網(wǎng)不存在穩(wěn)定問(wèn)題,一般認(rèn)為饋線故障的切除并不嚴(yán)格要求是快速的,但是,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,電力用廠用電的依賴性越來(lái)越強(qiáng),供電可靠性和供電電能質(zhì)量成為配電網(wǎng)的工作重點(diǎn)。配電網(wǎng)饋線保護(hù)的主要作用包括饋線故障切除、故障隔離和恢復(fù)供電,配電自動(dòng)化包括饋線自動(dòng)化和配電管理系統(tǒng)。饋線自動(dòng)化的核心是通信,以通信為基礎(chǔ)可以實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)全局性的數(shù)據(jù)采集與控制,從而實(shí)現(xiàn)配電SCADA、配電高級(jí)應(yīng)用(PAS),同時(shí)以地理信息系統(tǒng)(GIS)為平臺(tái)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的設(shè)備管理等。

3)電能質(zhì)量。隨著基于大功率電力電了開關(guān)設(shè)備的普及應(yīng)用,它所帶來(lái)的各種電能質(zhì)量問(wèn)題已引起各閨電力工作者的高度重視提高電能質(zhì)量的新技術(shù)已成為今年來(lái)電力系統(tǒng)領(lǐng)域中新的研究熱點(diǎn)。隨著數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)為基礎(chǔ)的實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的迅速發(fā)展,并得到廣泛的應(yīng)用,采用模擬量控制的電能質(zhì)量控制裝置正被數(shù)字最代替。它具有以下優(yōu)點(diǎn):可以程序控制、改變控制方法或算法而不必改變控制電路、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性和靈活性、系統(tǒng)不受溫度影響、可重復(fù)性好、易調(diào)試和批量生產(chǎn)、易實(shí)現(xiàn)并聯(lián)運(yùn)行和職能控制。隨著DSP性能的不斷改善,用DSP來(lái)做實(shí)時(shí)信號(hào)處理已成為當(dāng)今和未來(lái)的技術(shù)發(fā)展熱點(diǎn)。

4)主站一體化。隨著電力事業(yè)的發(fā)展,用戶對(duì)供電可靠性的要求越來(lái)越高。但是電力企業(yè)內(nèi)部各職能部門平臺(tái)不統(tǒng)一、功能單一,各系統(tǒng)問(wèn)很難實(shí)現(xiàn)互聯(lián)和信息共享。所以在以后的電力自動(dòng)化發(fā)展中有必要改變這一現(xiàn)狀,將分散的、各自為政的單一功能的系統(tǒng)集成為綜合的、信息共享的一體化系統(tǒng),即把數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)、配電管理系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)、高級(jí)應(yīng)用軟件包以及變電站綜合自動(dòng)化、饋線自動(dòng)化和通信系統(tǒng)集成為一個(gè)體系結(jié)構(gòu)良好平臺(tái)統(tǒng)一、信息共享、高效靈活的信息系統(tǒng)。

4結(jié)語(yǔ)

配電自動(dòng)化及管理系統(tǒng)是提高電力供應(yīng)商和用廣經(jīng)濟(jì)效益的重要實(shí)施手段,應(yīng)該遵循實(shí)用性、可行性、可發(fā)展性的原則,有效地完成各項(xiàng)功能的集成,并實(shí)現(xiàn)資源共用、信息可享。因此可以說(shuō),配電自動(dòng)化的發(fā)展是電力系統(tǒng)的一場(chǎng)技術(shù)革命,它的發(fā)展完善必將給電力行業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。