電力自動化發(fā)展走勢

時間:2022-12-10 08:53:00

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電力自動化發(fā)展走勢

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高,人們對供電系統(tǒng)的可靠性、安全性要求也日益提高,電站自動化系統(tǒng)已廣泛地應(yīng)用到各個領(lǐng)域。其借助現(xiàn)代的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計算機技術(shù)實時監(jiān)視電力系統(tǒng)的運行參數(shù),及時進行記錄,并將這些數(shù)據(jù)不斷地傳送至電力監(jiān)控計算機,實施遙控命令,使運行管理人員可以通過監(jiān)控中心全面了解電力系統(tǒng)的運行工況,準確、快速地判斷故障位置和故障原因,簡便地實現(xiàn)各種數(shù)據(jù)分析,包括負荷分析、電能消耗分析、電能質(zhì)量分析等。因此,發(fā)配電自動化成為提高供電質(zhì)量和可靠性的重要措施。

1配電自動化概述

配電自動化是利用現(xiàn)代電子、計算機通信及網(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)和地理圖形進行信息集成,構(gòu)成完整的自動化系統(tǒng),實現(xiàn)配電網(wǎng)及其設(shè)備正常運行以及事故狀態(tài)下的監(jiān)測、保護、控制、用電和配電管理的現(xiàn)代化。從而改進供電質(zhì)量,與用戶建立更密切更負責的關(guān)系,以合理的價格滿足用戶要求的多樣性,力求供電經(jīng)濟性最好,企業(yè)管理更為有效。配電自動化包含以下幾個方面:

饋線自動化。饋線自動化完成饋電線路的監(jiān)測、控制、故障診斷、故障隔離和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。其主要功能有:運行狀態(tài)監(jiān)測、遠方控制和就地自主控制、故障區(qū)隔離、負荷轉(zhuǎn)移及恢復(fù)供電、無功補償和調(diào)壓等。

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

配電管理系統(tǒng)。是指用現(xiàn)代計算機、信息處理及通信等技術(shù)和相關(guān)設(shè)備對配電網(wǎng)的運行進行監(jiān)視、管理和控制。它是配電自動化系統(tǒng)的神經(jīng)巾樞,整個配電自動化系統(tǒng)的監(jiān)視、控制和管理中心。需求側(cè)管理。通過一系列經(jīng)濟政策和技術(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),必須通過立法和制訂相應(yīng)的規(guī)則,并最終由電力市場來調(diào)節(jié)。

配電通信系統(tǒng)。是配電自動化系統(tǒng)的一個重要環(huán)節(jié),由于配電網(wǎng)終端節(jié)點數(shù)量巨大,給通信方案的選擇帶來困難,配電系統(tǒng)可有有線、無線、光纖、載波等多種通信方式。對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格比最高的方式。下面簡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,可靠性和實時性也較低,由于電話線架設(shè)非常方便,廣泛適用于實時性要求不高的配電終端。專線方式可靠性和實時性都很好,適合實時性要求較高的配電終端設(shè)備,缺點是需要架設(shè)專用通信線。②無線方式有普通電臺和高速智能數(shù)傳電臺2種。普通電臺已廣泛應(yīng)用于負荷控制系統(tǒng)中,優(yōu)點是投資少,缺點是可靠性較低,控制較嚴。高速智能數(shù)傳電臺通信速率高,頻點可復(fù)用,支持x.25協(xié)議,有路由選擇功能和主動上報功能,適合配電自動化系統(tǒng)應(yīng)用,缺點是價格較高。③光纖通信方式有光端機方式和光接口板方式2種。光纖通信的主要優(yōu)點是通信容量大、抗干擾能力強、損耗小,缺點是價格較高。光端機方式適合容量大的站點,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)用方式多個配電終端設(shè)備公用一對光纖,有效地降低了成本。

2配電自動化現(xiàn)狀

目前配電自動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行故障隔離和恢復(fù)供電,因而具備容易實施、節(jié)省投資等優(yōu)點;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)柜實現(xiàn)配電自動化: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)自動化系統(tǒng),環(huán)網(wǎng)柜可以是戶外、戶內(nèi)兩種方式;由于國內(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)。針對這種配電網(wǎng)絡(luò),目前采用的配電自動化方式是首先進行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化改造,形成多個環(huán)網(wǎng)或“手拉手”線路,使每一用戶有2個供電源等等。

3配電系統(tǒng)自動化發(fā)展趨勢

1)功能分層分布。配網(wǎng)自動化與通信系統(tǒng)是密切卡相關(guān)的,為了貫徹功能下放、分級分層、提高事故響應(yīng)速度的原則,配網(wǎng)自動化系統(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信號和話音信號設(shè)計的,其是基于線路兩端阻波器的點對點的通信。由于配電網(wǎng)節(jié)點眾多,這種點對點的通信方式不能滿足配電自動化的要求,因此配電載波不冉使用阻波器;第二代的載波技術(shù)基于擴頻原理,能夠在很低的信噪比情況下工作,具有很強的通信能力;最新一代的載波技術(shù)基于數(shù)字信號處理芯片(DPS),由于PDS具有強大的實時解碼功能,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中會表明該技術(shù)是一項完全可行的、具有發(fā)展前途的新技術(shù)。

2)配電網(wǎng)系統(tǒng)保護。配電環(huán)節(jié)的保護集中在饋線的保護上,配電網(wǎng)不存在穩(wěn)定問題,一般認為饋線故障的切除并不嚴格要求是快速的,但是,隨著經(jīng)濟的發(fā)展,電力用廠用電的依賴性越來越強,供電可靠性和供電電能質(zhì)量成為配電網(wǎng)的工作重點。配電網(wǎng)饋線保護的主要作用包括饋線故障切除、故障隔離和恢復(fù)供電,配電自動化包括饋線自動化和配電管理系統(tǒng)。饋線自動化的核心是通信,以通信為基礎(chǔ)可以實現(xiàn)配電網(wǎng)全局性的數(shù)據(jù)采集與控制,從而實現(xiàn)配電SCADA、配電高級應(yīng)用(PAS),同時以地理信息系統(tǒng)(GIS)為平臺實現(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,它所帶來的各種電能質(zhì)量問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)已成為今年來電力系統(tǒng)領(lǐng)域中新的研究熱點。隨著數(shù)字信號處理器(DSP)為基礎(chǔ)的實時數(shù)字信號處理技術(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: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)、易實現(xiàn)并聯(lián)運行和職能控制。隨著DSP性能的不斷改善,用DSP來做實時信號處理已成為當今和未來的技術(shù)發(fā)展熱點。

4)主站一體化。隨著電力事業(yè)的發(fā)展,用戶對供電可靠性的要求越來越高。但是電力企業(yè)內(nèi)部各職能部門平臺不統(tǒng)一、功能單一,各系統(tǒng)問很難實現(xiàn)互聯(lián)和信息共享。所以在以后的電力自動化發(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)、高級應(yīng)用軟件包以及變電站綜合自動化、饋線自動化和通信系統(tǒng)集成為一個體系結(jié)構(gòu)良好平臺統(tǒng)一、信息共享、高效靈活的信息系統(tǒng)。

4結(jié)語

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