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电网安全是配电网自动化必由之路

发布日期:2012-09-11 作者:网络
   随着电网的发展和自动化程度的提高, 调度自动化系统已成为调度员实施生 产指挥和控制电网运行必不可少的工具。但在实际运行过程中,由于调度自动化 系统自身也可能出现各种异常情况,如:自动化系统故障、网络中断、数据采集 通道中断、系统软件异常等,倘若发生异常情况而没有及时发现,则可能导致调 度人员无法进行正常的调度指挥,严重时可能影响整个电网的安全运行,造成巨 大的经济损失。 调度自动化系统的另一重要任务是,保证电能质量,保持频率、电压、波形 合格。这就必须时刻保持发电和用电的瞬时平衡。由于电能不易大量贮存,而用 户的用电是随机的,要时刻保持供需平衡,就要求调度必须提前预计社会用电需 求,并依此进行事前的电力电量平衡,编制不同时段的调度计划和统一安排电力 设施的检修和备用。 在实际运行过程中调度一方面要依靠先进的调度自动化通信 系统,密切监视发电厂、变电站的运行工况和电网安全水平,迅速处理时刻变化 的大量运行信息,正确下达调度指令;另一方面要实时调整发电出力以跟踪负荷 变化,满足用电需求。 在实际的调度过程中,还需要综合考虑国家能源政策和环保政策,以及电源 分布、负荷需求、电网结构以及防汛、环保等因素,按照公平、公正的原则合理 安排发电,实现发电资源的优化利用,以提高国家电力能源利用效益。 配网自动化就是利用现代电子技术、通讯技术、计算机及网络技术,实现配电系 统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制和配电管理的现代化。随着国民经 济的高速发展和改革开放的深入, 电力用户对电能质量和供电可靠性的要求越来 越高,电压波动和短时的停电都会造成巨大的损失。因此,需要结合电网改造在 配电网中实现配电自动化,以提高配电网的管理水平,为广大电力用户不间断的 提供优质电能。 通常,10kV 及以下电力网络属于配电网络,其中35kV 及以上属于高压配电 网;1kV 及以上属于中压配电网;380/220V 属于低压配电网。本文要讨论的配电自动化特指 10kV 中压配电网的自动化。
 
  1、配网自动化的内容
 
  配网自动化的功能应包括配电网络的数据采集与控制(SCADA) ,馈线自动化 (FA,即故障定位、隔离、非故障区段的供电恢复) 、负荷管理、地理信息系统 (AM/FM/GIS) 、配电应用分析(PAS)等。配网自动化系统的特点是:①信息量 大;②在线分析和离线管理紧密结合;③应用分析和终端设备紧密结合;④一次设备和二次设备紧密结合。本文认为配电自动化系统的建设应包括以下五方面: 配电网架规划、馈线自动化的实施、配电设备的选择、通信系统建设和配网主站 建设。
 
  1.1.配电网架规划
 
  合理的配电网架是实施配电自动化的基础, 配电网架规划是实施配电自动化 的第一步,配电网架规划应遵循如下原则: (1)遵循相关标准, 结合当地电网实际; (2)主干线路宜采用环网接线、 开式运行,导线和设备应满足负荷转移的 要求; (3)主干线路宜分为 3~5 段,并装设分段开关,分段主要考虑负荷密度、负 荷性质和线路长度; (4)配电设备自身可靠,有一定的容量裕度,并具有遥控和智能功能。
 
  1.2.馈线自动化的实施
 
  配电网中的停电包括两部分:检修停电和故障停电,提高供电可靠性就是要 在正常检修时缩小因检修造成的停电范围;在发生故障时,减小停电范围,缩短 停电时间。这就要求对具有双电源或多电源的配电网络,在进行检修时,只对检 修区段进行停电,通过倒路操作给非检修区段进行供电;故障时快速的对故障进 行定位、隔离、恢复非故障区段的供电。 配电网络的构成有电缆和架空线路两种方式。 电缆网络多采用具有远方操作 功能的环网开关,对一次设备和通信系统的要求高,适合于经济发达的城区;对 于大多数县级城市, 配网改造必须综合考虑资金和效果两个因素, 采用以重合器、分段器和负荷开关为主的架空网络方案比较合适。其中,架空线路双电源手拉手 供电是最基本的形式。线路主干线分段的数量取决于对供电可靠性要求的选择。 理论上讲,分段越多,故障停电的范围越小,同时实现自动化的方案也越复杂。 在手拉手供电方式下,要求系统对各分段的故障能够自动识别并切除,最大限度 缩短非故障区域的停电时间。 实现故障的自动隔离、非故障区段的恢复可以采取多种方法,取决于自动化 装置的技术特点和整体方案。一般有就地控制和主站控制两种方式,就地控制以 馈线终端单元(FTU)之间的配合为主,不需要通信通道,通过对线路过流或失 压的监测, 以及对开关分合闸的逻辑控制实现故障区段的隔离和非故障区段的供 电恢复;主站控制方式需要有可靠的通信通道,通过主站软件对 FTU 上传信息的 分析判断,制定合理的隔离策略和网络重构策略,远方控制配电开关实现故障区 段的隔离和非故障区段的供电恢复。
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