配電自動(dòng)化新技術(shù)以及發(fā)展趨勢(shì)

1.緒論

在電力市場(chǎng)環(huán)境下,對(duì)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性要求將會(huì)提高,配電自動(dòng)化各種功能之間的協(xié)調(diào)性要求增強(qiáng),對(duì)信息的需求加大,從而對(duì)配電自動(dòng)化功能的集成及綜合提出了更為嚴(yán)格的要求。因此,電力市場(chǎng)環(huán)境下配電系統(tǒng)的自動(dòng)化,將是集成以往各自獨(dú)立的孤島自動(dòng)化,形成通道、信息、功能、效益綜合,供電方與用戶聯(lián)動(dòng)的“配電系統(tǒng)綜合自動(dòng)化(DCA)。”其內(nèi)容將涉及調(diào)度運(yùn)行自動(dòng)化、管理自動(dòng)化及用戶自動(dòng)化,特別是用戶自動(dòng)化將是電力市場(chǎng)環(huán)境下配電系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的重要內(nèi)容。其主要內(nèi)容包括:配電自動(dòng)化(DA),配電管理自動(dòng)化(DMA),用戶自動(dòng)化。其中配電自動(dòng)化側(cè)重于控制功能的自動(dòng)化,包括配電、SCADA、饋線自動(dòng)化。從信息角度看,它更側(cè)重于信息的自動(dòng)收集。配電管理自動(dòng)化側(cè)重于配電系統(tǒng)運(yùn)行管理和決策的自動(dòng)化、信息化,包括地理住處系統(tǒng)(GIS)、設(shè)備運(yùn)行管理(AM)、高級(jí)分析決策功能等,它更側(cè)重于對(duì)信息的自動(dòng)處理和決策;用戶自動(dòng)化主要包括遠(yuǎn)方自動(dòng)讀表、負(fù)荷管理、實(shí)時(shí)電價(jià)信息、用戶電力技術(shù)等。

2. 新時(shí)期配電系統(tǒng)綜合自動(dòng)化面臨的問題

2.1 配電管理應(yīng)面對(duì)的問題

電力市場(chǎng)環(huán)境下的配電管理系統(tǒng)必須在以下幾方面加以提高和改進(jìn)

(1)具有電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)的功能。電力市場(chǎng)環(huán)境下對(duì)電能質(zhì)量的廣泛關(guān)注迫使配電公司建立有效的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)手段。但如果專門建立一套監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將花費(fèi)很大的一次投資及運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用,勢(shì)必加大供電企業(yè)的成本。因此,理想的辦法是把電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)作為配電系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的一項(xiàng)功能,開發(fā)出考慮電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的配電SCADA系統(tǒng)和相應(yīng)的分析軟件來對(duì)各種電能質(zhì)量問題進(jìn)行系統(tǒng)的分析。做到共用信息通道、共用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)等,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電能質(zhì)量的經(jīng)濟(jì)有效的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)和分析處理。供電公司可以通過所監(jiān)測(cè)到的信息檢驗(yàn)其電能質(zhì)量的狀況和決定應(yīng)該采取的措施。

(2)必須對(duì)部分高級(jí)應(yīng)用分析軟件加以改進(jìn)以適應(yīng)電力市場(chǎng)需求,并且真正實(shí)用化。負(fù)荷預(yù)測(cè):市場(chǎng)環(huán)境下由于峰谷電價(jià)、分時(shí)電價(jià)及實(shí)時(shí)電價(jià)的推行,尤其是在實(shí)行需求側(cè)競(jìng)價(jià)后,負(fù)荷的隨機(jī)性增大,增加了負(fù)荷預(yù)測(cè)難度,負(fù)荷預(yù)測(cè)軟件必須適應(yīng)這種變化。無功優(yōu)化與電壓調(diào)整:傳統(tǒng)的無功優(yōu)化是在滿足電壓約束的條件下以網(wǎng)損最小為目標(biāo)的,在電力市場(chǎng)環(huán)境下,無功優(yōu)化及電壓調(diào)整涉及到用戶供電的質(zhì)量問題,而不同的供電質(zhì)量應(yīng)該有不同配電電價(jià),因此優(yōu)化的目標(biāo)將以收益最大為目標(biāo)。故障恢復(fù)與網(wǎng)絡(luò)重構(gòu):在電力市場(chǎng)環(huán)境下故障恢復(fù)及網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)目標(biāo)也轉(zhuǎn)變?yōu)槭找孀畲蟆?/p>

(3)提高和加強(qiáng)信息系統(tǒng)集成化及應(yīng)用功能綜合化的力度。為降低供電成本,必須打破以往各單項(xiàng)自動(dòng)化工程相互獨(dú)立、功能重疊的弊端,將配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的信息進(jìn)行集成,對(duì)其功能進(jìn)行重組與綜合。實(shí)現(xiàn)SCADA系統(tǒng)與CIS系統(tǒng)的一體化設(shè)計(jì)、融合現(xiàn)有的CIS系統(tǒng)、線損管理系統(tǒng)、可靠性管理系統(tǒng)及生產(chǎn)MIS系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)一體化的配電管理系統(tǒng)。

2.2 用戶自動(dòng)化應(yīng)面對(duì)的問題

(1)在零售競(jìng)爭(zhēng)電力市場(chǎng)模式下,由于開放了零售競(jìng)爭(zhēng),允許需求側(cè)競(jìng)價(jià),這就要求配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商有相應(yīng)的技術(shù)手段對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)阻塞進(jìn)行有效管理。而利用配自動(dòng)化系統(tǒng)完成這一任務(wù)將是經(jīng)濟(jì)有效的選擇。

(2)具有分時(shí)電價(jià)、實(shí)時(shí)電價(jià)信息發(fā)布及計(jì)量與結(jié)算功能。在電力市場(chǎng)環(huán)境下,為充分運(yùn)用電價(jià)的調(diào)節(jié)功能,采用分時(shí)電價(jià)、實(shí)時(shí)電價(jià)手段調(diào)整用戶及系統(tǒng)的負(fù)荷曲線、降低高峰提高系統(tǒng)容量負(fù)載率,降低配電網(wǎng)的建設(shè)入運(yùn)行成本(包括提高系統(tǒng)容量負(fù)載率、減少及延緩基建投資、過負(fù)荷損耗等)。而分時(shí)電價(jià)、實(shí)時(shí)電價(jià)必須有相應(yīng)的技術(shù)手段支持。因此,可以將分時(shí)電價(jià)、實(shí)時(shí)電價(jià)信息發(fā)布及計(jì)量與結(jié)算作為配電系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的一項(xiàng)基本功能,可以大大提高自動(dòng)化系統(tǒng)綜合效益。

2.3 配電自動(dòng)化面臨的問題

(1)高度可靠和快速反應(yīng)的變電站、饋線自動(dòng)化系統(tǒng)。在電力市場(chǎng)環(huán)境下,為了保障終端用戶的供電可靠性,自動(dòng)化系統(tǒng)不僅要求能夠正確判斷故障、隔離及恢復(fù)故障,而且要求加大對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的投資,增加快速、可靠的開關(guān)及控制裝置,盡量減少對(duì)用戶的停電次數(shù)和停電時(shí)間。同時(shí),因配電網(wǎng)故障必須中斷部分負(fù)荷供電時(shí),應(yīng)能快速自動(dòng)識(shí)別重要用戶,優(yōu)先保障其供電。

(2)為了適應(yīng)市場(chǎng)環(huán)境下的競(jìng)爭(zhēng)需要,SCADA系統(tǒng)的功能應(yīng)該是強(qiáng)大的,特別是對(duì)重要用戶的監(jiān)控更應(yīng)該作到準(zhǔn)確、可靠、靈敏。否則會(huì)給配電公司帶來較大的損失,這種損失包括對(duì)用戶的真接停電和造成社會(huì)影響的間接損失。

(3)實(shí)現(xiàn)SCADA與GIS一體化設(shè)計(jì),達(dá)到SCADA和GIS數(shù)據(jù)一體化、功能一體化、界面一體化,實(shí)現(xiàn)從GIS中自動(dòng)提取SCADA需要的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和屬性數(shù)據(jù)及由SCADA系統(tǒng)向GIS提供配電實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)。

(4)采用可擴(kuò)展綜合型的配電自動(dòng)化終端(CDAU)。為滿足電力市場(chǎng)對(duì)電能質(zhì)量的監(jiān)測(cè)及實(shí)時(shí)電價(jià)信息的發(fā)布要求,實(shí)現(xiàn)綜合信息的采集及控制, 盡可能減少現(xiàn)場(chǎng)終端的數(shù)量及降低系統(tǒng)的復(fù)雜性,應(yīng)考慮采用可擴(kuò)展功能的綜合型配電自動(dòng)化終端。該終刪除了具有通常的功能外,還具有電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)電價(jià)信息發(fā)布、故障錄波及部分儀表功能。

3. 配電自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)和人員培訓(xùn)

配電自動(dòng)化系統(tǒng)是復(fù)雜的多功能綜合系統(tǒng),健全、完善的配網(wǎng)自動(dòng)化掛你機(jī)制是發(fā)揮其功能,提高企業(yè)和社會(huì)綜合經(jīng)濟(jì)效益的保障。配電自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)應(yīng)從組織機(jī)構(gòu)、規(guī)章制度、人員培訓(xùn)三方面著手。通過合理的分工協(xié)作,明確的規(guī)章制度和專業(yè)的運(yùn)行人員使配電自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)揮最大的效益。

配電自動(dòng)化管理機(jī)構(gòu)設(shè)置方案應(yīng)做到各部門分工明確,職責(zé)清晰。明確配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的一、二次設(shè)備、主站系統(tǒng)、終端設(shè)備、通訊系統(tǒng)等運(yùn)行、維護(hù)單位,并就相關(guān)的工作交叉進(jìn)行規(guī)定。明確各單位的工作流程。建立專職機(jī)構(gòu)從事規(guī)劃編制、工程管理、質(zhì)量管理及運(yùn)行維護(hù)管理等日常工作。按照“配售分離”的原則設(shè)置專職呼叫中心和客戶服務(wù)部門,提高供電企業(yè)形象。

相關(guān)的規(guī)章制度能夠確保配電自動(dòng)化系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行;明確各部門人員的操作權(quán)限,保證各行其責(zé),互不沖突;細(xì)化正常、故障和異常狀態(tài)下的操作規(guī)范,保障有章可循。運(yùn)行管理人員是配電自動(dòng)化系統(tǒng)中最靈活和積極的因素。要求配電自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行人員了解配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí),并熟練使用, 能處理系統(tǒng)本身的一般故障;熟悉變電站及配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式,基本了解監(jiān)控范圍內(nèi)設(shè)備的技術(shù)參數(shù)及技術(shù)性能。通過有組織的培訓(xùn)工作,提高系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)人員的業(yè)務(wù)素質(zhì),增強(qiáng)對(duì)SCADA技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、GIS技術(shù)、新型通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)、網(wǎng)絡(luò)安全、光通信與PLC技術(shù)、IED現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備技術(shù)(包括 RTU、FTU、TTU、電子TA/TV等)和配電網(wǎng)運(yùn)行分析等配點(diǎn)自動(dòng)化相關(guān)知識(shí)的理解。通過培訓(xùn)發(fā)揮人的潛能,以提高系統(tǒng)運(yùn)行水平和工作效率。