浅谈配网自动化系统的建设

配网自动化指利用现代计算机、通信与信息技术,将配电网的实时运行、电网结构、设备、用户以及地理图形等信息集成,构成完整的自动化系统,实现配电网运行监控及管理的自动化、信息化。

1 配网自动化的介绍

配电网直接面对广大电力用户、是供电企业与电力用户联系的纽带。配电网的特点是:网络深入城市中心和居民密集点;传输功率和传输距离一般不大;用户性质、供电容量、供电质量和网络可靠性要求各不相同。配电网内设备点多且涉及的面较广,这导致了整个配网自动化系统的建设和维护的成本都比较高。目前,各类配电设施的管理主要依赖人工巡视,缺乏必要的信息化与智能化技术支持。

配网自动化指利用现代计算机、通信与信息技术,将配电网的实时运行、电网结构、设备、用户以及地理图形等信息集成,构成完整的自动化系统,实现配电网运行监控及管理的自动化、信息化[1]。

在南方电网公司配网自动化建设研讨会上,明确提出了配网自动化的建设目标是:(1)减少停电时间,提高供电可靠性;(2)实现配网运行可视化,全面提高配网技术水平;(3)从可测可控及自愈、降低事故及大面积停电风险、提高设备利用率、降低维护成本、提高电能质量、经济运行等方面,提升配网运维水平;(4)逐步实现与其他系统间的数据交互共享,提高系统信息化应用水平;(5)提高客户服务水平,提升供电企业的社会形象。

2 配网自动化系统的组成

配网自动化系统主要由系统主站、各类现场配电终端和通信网络等组成[2]。

配网自动化系统主站是配网系统运行和管理的中心,通常由服务器、工作站、网络设备、安全防护设备、时钟同步装置等硬件设备及配套软件构成。其中服务器包括数据采集服务器、数据库服务器、Web服务器等部分组成。数据采集服务器主要对各个运行中的现场监控终端进行数据的定时轮召,并将各类数据存储于数据库服务器中,工作人员通过Web服务器提供的服务可对各个终端进行数据的查询以及统计分析功能。

根据功能配置和安装位置不同,配电终端分为站所终端(D TU)、馈线终端(FT U)、配电变压器监测终端(T TU)及电能质量监测终端等。

通信网络提供现场终端与系统主站之间的通信通道。一般来说,变电站、开闭所的RTU或变电站自动化系统直接与主站系统通信,由主站系统定时轮流召测各种电量数据。目前较为常用的通信方式为:(1)M o d e m通讯方式;(2)无线通讯(G P R S/CDM A);(3)载波通信;(4)光纤通讯方式。

以实际使用情况来看,光纤的铺设费用最为昂贵,但是也是最为可靠的通讯方式;GPRS/CDMA通信方式的投资相对较少,但是可靠性一般。所以配网自动化系统的通信网络一般使用多种方式相结合,对于重要性不同的终端使用不同的通信方式。在需要遥控的场合,一般需要使用光纤通信,不可采用GPRS/CDMA通道。

3 配网自动化系统与其他系统的交互

配网自动化系统可以通过IEC61968的中间件的服务实现与调度自动化、计量自动化、配网GIS等系统的数据交互与共享,一方面为配电自动化系统自动生成配网单线图,补充了采集数据来源;另一方面为其他管理信息系统提供了设备运行的实时信息,实现了系统间的数据共享,降低了信息采集投资费用,提高了信息化应用水平。

各个系统之间的数据交互发展方向是采用面向对象的分布式开放系统与组件技术,建设类似于计算机硬件总线的供电企业信息软总线(MB-Message Bus),使各自动化系统以及应用程序(组件)之间能够像计算机硬件模块一样,很方便地互插互联,实现互操作。近年来,国际电工委员会(IEC)TC57委员会提出了IEC61 970、IEC 6185 0、IEC61968三个系列的标准。其中IEC61968系列标准就是为了规范电力企业多种分布式系统的应用集成。

4 某地配网自动化系统建设及使用情况

某地配电自动化主站系统集中采集处理该市范围内配电网运行信息,配网采集终端的数据统一集中到设在市局配电自动化主站系统的中心数据库中,下属各区局客户端在管辖权限范围内可以远程访问和使用,实现各个区局配电网的运行、维护、监控和管理。

该市配网自动化系统的层体系结构由主站层、终端层组成。

(1)主站层:设在市供电局,配备基于交换式以太网的高档配电自动化后台系统和大型数据库,由计算机网络服务器、各种工作站、输入输出设备,通信服务器交换机、网关机、多媒体等设备组成。配网采集终端的数据集中到设在市局的中心数据库中,各区局客户端可以通过远程工作站的方式,在管辖权限范围内进行操作和维护工作,该结构有效地实现了业务与数据的分离。

(2)配网终端层:主要包括安装在各配电房、配变(箱变)、柱上开关、环网柜等地点进行数据采集和控制的配电终端设备。

两层结构优点有:(1)实现业务与数据分离各区局通过远程工作站方式实现对相应业务的数据进行浏览查询,在业务应用的过程中,市局服务器端的数据对于区局客户端来说是透明的。(2)减少投资成本可以充分利用现有的该市局的城域网,不用专门建设终端到所在区局的通信信道,减少通信投资以及相应的维护工作。

该市的配网自动化系统实现了对配网线路、配变的负载情况、开关状态的实时数据采集,初步实现了配电网运行可视化。20 11年该系统的主要运行指标统计如下:主站系统可用率100%、遥控操作正确率100%、遥测准确率90.13%。全局配电终端在线率:GPRS终端数2491个,上线2043个,上线率82%;载波终端数305个,上线231个,上线率76%;光纤终端数728个,上线647个,上线率89%。在该试点区域,快速复电故障定位水平得到大幅提升。故障查找定位平均时间从1.5h下降到10min以内。2010年配网自动化系统共成功定位故障122次,故障定位准确率90%,减少停电时户数2684时户;完成983台柱上自动化开关安装,2010年共动作595次,隔离故障成功率84%,快速隔离故障段及恢复非故障段供电,有效缩小故障停电范围;调度员通过采集配网自动化终端上传的各项数据检测配网的实时运行情况,在故障情况能迅速通过报警信号判断故障区间,大大缩短了故障查找及恢复送电的时间,提高了供电可靠性。

5 结语

配网自动化系统的建设提高了电网智能化水平,并为下一阶段开展智能、绿色电网的建设奠定了基础。

摘要：配网自动化指利用现代计算机、通信与信息技术,将配电网的实时运行、电网结构、设备、用户以及地理图形等信息集成,构成完整的自动化系统,实现配电网运行监控及管理的自动化、信息化。

关键词：配网自动化,配电终端

参考文献

[1] 李天友,金文龙,徐丙垠.配电技术[M].北京:中国电力出版社,2008:281-284.

[2] 李景禄.实用配电网技术北京中国水利电力出版社,2006:26-31.