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研究配電自動化新技術及發(fā)展趨勢

在電力市場環(huán)境下,對配電自動化系統(tǒng)的經濟性要求將會提高,配電自動化各種功能之間的協(xié)調性要求增強,對信息的需求加大,從而對配電自動化功能的集成及綜合提出了更為嚴格的要求。因此,電力市場環(huán)境下配電系統(tǒng)的自動化,將是集成以往各自獨立的孤島自動化,形成通道、信息、功能、效益綜合,供電方與用戶聯(lián)動的“配電系統(tǒng)綜合自動化(DCA)。”其內容將涉及調度運行自動化、管理自動化及用戶自動化,特別是用戶自動化將是電力市場環(huán)境下配電系統(tǒng)綜合自動化的重要內容。其主要內容包括:配電自動化(DA),配電管理自動化(DMA),用戶自動化。其中配電自動化側重于控制功能的自動化,包括配電、SCADA、饋線自動化。從信息角度看,它更側重于信息的自動收集。配電管理自動化側重于配電系統(tǒng)運行管理和決策的自動化、信息化,包括地理住處系統(tǒng)(GIS)、設備運行管理(AM)、高級分析決策功能等,它更側重于對信息的自動處理和決策;用戶自動化主要包括遠方自動讀表、負荷管理、實時電價信息、用戶電力技術等。
2、新時期配電系統(tǒng)綜合自動化面臨的問題
　　2.1 配電管理應面對的問題
　　電力市場環(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
　　(1)具有電能質量監(jiān)測評價的功能。電力市場環(huán)境下對電能質量的廣泛關注迫使配電公司建立有效的電能質量監(jiān)測手段。但如果專門建立一套監(jiān)測系統(tǒng)將花費很大的一次投資及運行維護費用,勢必加大供電企業(yè)的成本。因此,理想的辦法是把電能質量監(jiān)測作為配電系統(tǒng)綜合自動化的一項功能,開發(fā)出考慮電能質量監(jiān)測的配電SCADA系統(tǒng)和相應的分析軟件來對各種電能質量問題進行系統(tǒng)的分析。做到共用信息通道、共用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等,從而實現(xiàn)對電能質量的經濟有效的實時在線監(jiān)測和分析處理。供電公司可以通過所監(jiān)測到的信息檢驗其電能質量的狀況和決定應該采取的措施。
　　(2)必須對部分高級應用分析軟件加以改進以適應電力市場需求,并且真正實用化。負荷預測:市場環(huán)境下由于峰谷電價、分時電價及實時電價的推行,尤其是在實行需求側競價后,負荷的隨機性增大,增加了負荷預測難度,負荷預測軟件必須適應這種變化。無功優(yōu)化與電壓調整:傳統(tǒng)的無功優(yōu)化是在滿足電壓約束的條件下以網損最小為目標的,在電力市場環(huán)境下,無功優(yōu)化及電壓調整涉及到用戶供電的質量問題,而不同的供電質量應該有不同配電電價,因此優(yōu)化的目標將以收益最大為目標。故障恢復與網絡重構:在電力市場環(huán)境下故障恢復及網絡重構目標也轉變?yōu)槭找孀畲蟆?br /> 　　(3)提高和加強信息系統(tǒng)集成化及應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自動化工程相互獨立、功能重疊的弊端,將配網自動化系統(tǒng)的信息進行集成,對其功能進行重組與綜合。實現(xiàn)SCADA系統(tǒng)與CIS系統(tǒng)的一體化設計、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MIS系統(tǒng),實現(xiàn)一體化的配電管理系統(tǒng)。
　　2.2 用戶自動化應面對的問題
　　(1)在零售競爭電力市場模式下,由于開放了零售競爭,允許需求側競價,這就要求配電網絡運營商有相應的技術手段對配電網絡阻塞進行有效管理。而利用配自動化系統(tǒng)完成這一任務將是經濟有效的選擇。
　　(2)具有分時電價、實時電價信息發(fā)布及計量與結算功能。在電力市場環(huán)境下,為充分運用電價的調節(jié)功能,采用分時電價、實時電價手段調整用戶及系統(tǒng)的負荷曲線、降低高峰提高系統(tǒng)容量負載率,降低配電網的建設入運行成本(包括提高系統(tǒng)容量負載率、減少及延緩基建投資、過負荷損耗等)。而分時電價、實時電價必須有相應的技術手段支持。因此,可以將分時電價、實時電價信息發(fā)布及計量與結算作為配電系統(tǒng)綜合自動化的一項基本功能,可以大大提高自動化系統(tǒng)綜合效益。
　　2.3 配電自動化面臨的問題
　　(1)高度可靠和快速反應的變電站、饋線自動化系統(tǒng)。在電力市場環(huán)境下,為了保障終端用戶的供電可靠性,自動化系統(tǒng)不僅要求能夠正確判斷故障、隔離及恢復故障,而且要求加大對自動化系統(tǒng)的投資,增加快速、可靠的開關及控制裝置,盡量減少對用戶的停電次數(shù)和停電時間。同時,因配電網故障必須中斷部分負荷供電時,應能快速自動識別重要用戶,優(yōu)先保障其供電
(2)為了適應市場環(huán)境下的競爭需要,SCADA系統(tǒng)的功能應該是強大的,特別是對重要用戶的監(jiān)控更應該作到準確、可靠、靈敏。否則會給配電公司帶來較大的損失,這種損失包括對用戶的真接停電和造成社會影響的間接損失。
　　(3)實現(xiàn)SCADA與GIS一體化設計,達到SCADA和GIS數(shù)據(jù)一體化、功能一體化、界面一體化,實現(xiàn)從GIS中自動提取SCADA需要的網絡結構和屬性數(shù)據(jù)及由SCADA系統(tǒng)向GIS提供配電實時運行數(shù)據(jù)。
　　(4)采用可擴展綜合型的配電自動化終端(CDAU)。為滿足電力市場對電能質量的監(jiān)測及實時電價信息的發(fā)布要求,實現(xiàn)綜合信息的采集及控制,盡可能減少現(xiàn)場終端的數(shù)量及降低系統(tǒng)的復雜性,應考慮采用可擴展功能的綜合型配電自動化終端。該終刪除了具有通常的功能外,還具有電能質量監(jiān)測、實時電價信息發(fā)布、故障錄波及部分儀表功能。
3、配電自動化系統(tǒng)的運行維護和人員培訓
　　配電自動化系統(tǒng)是復雜的多功能綜合系統(tǒng),健全、完善的配網自動化掛你機制是發(fā)揮其功能,提高企業(yè)和社會綜合經濟效益的保障。配電自動化系統(tǒng)的運行維護應從組織機構、規(guī)章制度、人員培訓三方面著手。通過合理的分工協(xié)作,明確的規(guī)章制度和專業(yè)的運行人員使配電自動化系統(tǒng)發(fā)揮最大的效益。
　　配電自動化管理機構設置方案應做到各部門分工明確,職責清晰。明確配網自動化系統(tǒng)的一、二次設備、主站系統(tǒng)、終端設備、通訊系統(tǒng)等運行、維護單位,并就相關的工作交叉進行規(guī)定。明確各單位的工作流程。建立專職機構從事規(guī)劃編制、工程管理、質量管理及運行維護管理等日常工作。按照“配售分離”的原則設置專職呼叫中心和客戶服務部門,提高供電企業(yè)形象。
相關的規(guī)章制度能夠確保配電自動化系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠運行;明確各部門人員的操作權限,保證各行其責,互不沖突;細化正常、故障和異常狀態(tài)下的操作規(guī)范,保障有章可循。運行管理人員是配電自動化系統(tǒng)中最靈活和積極的因素。要求配電自動化系統(tǒng)運行人員了解配網自動化系統(tǒng)的基礎知識,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結構、運行方式,基本了解監(jiān)控范圍內設備的技術參數(shù)及技術性能。通過有組織的培訓工作,提高系統(tǒng)運行維護人員的業(yè)務素質,增強對SCADA技術、數(shù)據(jù)傳輸網絡技術、GIS技術、新型通信協(xié)議標準、網絡安全、光通信與PLC技術、IED現(xiàn)場設備技術(包括RTU、FTU、TTU、電子TA/TV等)和配電網運行分析等配點自動化相關知識的理解。通過培訓發(fā)揮人的潛能,以提高系統(tǒng)運行水平和工作效率。

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