(南京国联电力工程设计有限公司江苏南京210009)
摘要:配网自动化技术是随着电子计算技术、网络信息技术日新月异发展应运而生的技术,是对配电网上的一次设备和配电线路进行实时监视、协调及控制的一个集成系统。配电自动化、计算机技术、通信技术、电子技术和网络技术有机地融合到分销网络领域的应用程序,从而实现配电网的自动化管理。
关键词:配网自动化;智能电网;应用
1.配网自动化规划中存在的问题
1.1配电自动化终端故障
通讯失败是配电自动化终端和通信系统经常出现故障,影响了供电质量和供电的安全性,并影响供电的正常使用。在供电正常运行过程中,在现场,由于使用条件的影响如流程,设备老化,终端故障和频繁的通讯失败,引发了一系列的问题,如开关远程控制失败、远程通信失败都会经常出现等等。
1.2整体设备安全质量不高
电力系统是一个非常高端并且复杂的系统。许多配电自动化规划将可以减少设备损耗,设备的质量是一个重要因素影响配电系统的运转。如果设备出现质量问题,不但会减少设备的使用寿命,还会影响正常和自动化系统的安全运行。许多制造商会对不同类型的设备进行了数十项专业技术的测试方法,测试结果不能够达到预期的状态,再加上设备实际工作条件,缺陷率越来越高,相关的维护方式的难度也越来越麻烦。
1.3配电线路的设计
由于潮湿的空气,树木郁郁葱葱,年降雨量较大,因此配电线路设计、设计规范应严格遵循相关数据,保持安全距离内的树木和线的动态,及时维护和管理,避免一些恶劣天气影响主电源电路系统,有关部门及时预报,反馈和天气信息收集、安装先进的防雷设施,减少自然灾害的损失。然而,令人担忧的是,目前许多地区的配电线路建设尚未达到一个水平。
1.4操作人员技术水平不高
操作人员由于低技术水平的配电网自动化系统运行速度缓慢的重要原因之一。因此,根据当前我国配电网自动化系统管理的数据分析,相关人员专业素质普遍较低,许多电力供应企业在中国缺乏人力资源,一些现有操作人员不具备高技能和优良的综合素质,能够掌握核心技术的工作人员的越来越少,这使得配电网自动化系统的运行速度在我国很难改善。
2.配网自动化在智能电网中的实际应用
2.1配电网架和设备
一般来说,城市的供电配网线路都在10kV左右,且配网的主干线电网大多采取电缆和架空相结合的方式来运行。但是,随着城市的不断发展,城市的建筑风格越来越复杂,用传统配网架来搭建电网的难度不断加大。与此同时,规划部门在规划配网主干和分支网架的建设蓝图时必须要有超前意识,选择具有高负荷能力的导线和设备,从而使得配网系统能够高负荷运载,满足城市需要。另外,终端设备的开关是城市配网自动化系统的重要部分。规划部门在进行系统规划时,要确保系统终端端口和终端设备的开关接口匹配。
2.2配电信息化系统
配电信息化系统是一种通过地理信息来进行电力配网规划,从而达到管理配网线路,连接供电企业电力设备、输配电设备、电力用户以及变电站等核心业务的综合信息系统。城市在进行配网自动化建设过程中,采用信息化系统可以有效改善配网线路多、分布广和线路布网困难的问题,这是因为配电信息化系统能够准确采集线路的地理信息变化情况,并最终反馈给配电自动化终端设备。配电信息化系统在提供地理信息的同时,还可以提高城市的供电效率,使配网自动化系统的管理水平得到提高,真正实现系统的远程自动化控制。
2.3配电自动化体系
城市配电自动化体系一般都是首先利用自动化设备和开关的配合,然后再由子站、主站和终端形成双层数据收集和监控部分来对配电网络实施监控,使配网主站的指令能够以最快速度传递到每个配电终端和子站中,达到将终端设备运行数据反馈到终端主站的目的。
主站的建设是城市配网自动化系统中至关重要的部分,系统无论采用哪一种自动化形式,都需要主站来进行系统的控制和管理。因此,有关部门在建设系统主站时,首先要考虑到主站建设的灵活性和实用性,然后再考虑主站管理的方便性。其次,配网线路的改线率较高,配网监控点时常会遇到更换的情况,监控点的更换会导致监控信息的改变。
2.4配电信息的处理
配电信息处理是电网运行中的重要环节,而配电信息处理的关键在于对设备的有效监控,从而保证配电设备相关数控的有效掌握与控制,最终为配电系统提供精准的数据支持。近年来,每个城市都在使用城市配电网,配电网的覆盖面积在逐渐增大、增多,为配电自动化提供了信息支持和鼓励,在面积覆盖的同时,配电网运行的规模也在不断扩大,信息传输很是复杂,也增加了配电自动化的负担,基于信息的构成,配电网是可以同时涵盖多项信息,进而实现对多元化信息进行整理与存储,这就需要配电网对多种类型系统进行兼容。
3.IDS系统的发展应用
IDS系统就是我国自行研发的一种比较成熟的系统形式,现以中小城市的配电自动化为例进行分析,其在具体结构上,主要有配电远方终端(FTU、DTU、TTU)多级网络控制,此外,还具有子站和主站。IDS的系统拓扑结构见图1。
图1IDS的系统拓扑结构图
从图1可看出,主站、子站及IDS系统终端之间所存在的关系,即针对配电自动化各个环节所存在的特征,将配网的智能终端单元在各个结点上均予以运用,以此实现对数据的采集及检测目的,利用光纤对配网终端的单元之间进行连接通信,在所有的配网终端单元的体系框架下,形成相应的单环网网架结构,在一些经济发达区域要求形成双环网网架结构。并且将其连接子站。针对子站在整个配电自动化系统当中的作用来讲,可将现场的工业计算机作为其实现运转的基础形式,或者可将嵌入式系统的子站终端作为根本给与建立,子站可利用用户界面开展相应的查询及操控。现以IPDS智能配电系统为实例,对其应用效果进行分析,针对IPDS智能配电系统来讲,其在具体的实际运行当中,能够实现为整个电力系统提供形式多样的通信方式,诸如利用RS485/422/232的串行通信,以此来实现对管理系统的DCS、PLC及计算机等进行控制。
针对IPDS的智能配电系统来分析,其在具体的控管对象方面,主要有大功率电源、变压器、发电机及各开关柜等。IPDS系统在建筑行业、矿山和石油及冶金业等当中被广泛应用,IPDS系统可对重工业领域的设备运行的管理效率及用电设施具有重要的提升效果,至此,达到企业的运营成本降低的目的,节能减排;从该系统的基础设计建设来考量,针对飞机场、火车站及交通枢纽等基础设施,电作为其相应运转能力的主要来源.
综上所述,配网自动化在智能电网中发挥着重要的作用,而且在供电方面也发挥着不可或缺的首要任务。因此,要加强对相关技术的分析,以确保配电网的运行系统是稳定的并且是安全可靠的,需要电力技术的不断发展和创新,促进我国电力系统的发展和创新技术。
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