欽州供電局智能配網(wǎng)管理系統(tǒng)運用研究

吳尚宗 邱龍富 鄒 宇

（廣西電網(wǎng)有限責任公司欽州供電局，廣西 欽州535001）

0 引言

傳統(tǒng)的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)基于大量的實時數(shù)據(jù)進行計算，需要在饋線大量部署DTU、FTU等終端設備，對終端設備和通信網(wǎng)絡的可靠性要求很高，導致配網(wǎng)投資巨大，但系統(tǒng)可用性不高。

欽州智能配網(wǎng)管理系統(tǒng)（以下簡稱DMS系統(tǒng)）采取了完全不同的設計思路，不依靠大量實時數(shù)據(jù)，而是構(gòu)建完善的配網(wǎng)模型，通過生成歷史負荷曲線、接入高壓變電站內(nèi)實時測量數(shù)據(jù)進行功能分析和計算。

1 欽州DMS系統(tǒng)的體系架構(gòu)

按照配網(wǎng)安全分區(qū)的不同，欽州DMS系統(tǒng)分別部署在一區(qū)（生產(chǎn)控制大區(qū)）和三區(qū)（管理信息大區(qū)）：

（1）一區(qū)DMS系統(tǒng)通過標準IEC104規(guī)約互聯(lián)EMS系統(tǒng)，獲取配網(wǎng)實時運行數(shù)據(jù)，調(diào)度員在一區(qū)DMS客戶端對配網(wǎng)進行實時監(jiān)控和高級功能運行分析。一區(qū)DMS系統(tǒng)包括2臺主備冗余的實時服務器、地理背景服務器、一區(qū)市局客戶端和一區(qū)縣局客戶端。

（2）三區(qū)DMS系統(tǒng)功能為數(shù)據(jù)工程、電網(wǎng)模型維護和測試、資產(chǎn)數(shù)據(jù)錄入、實時電網(wǎng)調(diào)度、電網(wǎng)運行模擬分析及報表。三區(qū)DMS系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)錄入服務器、實時服務器、2臺帶負載均衡的Web服務器、Oracle數(shù)據(jù)庫服務器、三區(qū)市局客戶端、三區(qū)縣局客戶端和Web客戶端。

一區(qū)和三區(qū)DMS子系統(tǒng)通過物理隔離裝置進行隔離，保證一區(qū)實時系統(tǒng)的安全。

2 DMS系統(tǒng)的應用

2.1 配網(wǎng)設備的數(shù)字化和圖形化

配網(wǎng)模型是配網(wǎng)管理的基礎。欽州供電局根據(jù)南方電網(wǎng)規(guī)范制定了《欽州供電局智能配網(wǎng)建模規(guī)范和圖元標準》。在DMS系統(tǒng)中建立了欽州配電網(wǎng)絡模型，定義了所有配網(wǎng)要素及其電氣參數(shù)、連接關系和計算模型，實現(xiàn)了上至高壓外圍配網(wǎng)，下至380 V、220 V配網(wǎng)的完整圖模和臺賬的電子化，并在衛(wèi)星圖、矢量圖等多種背景圖下進行動態(tài)管理。配網(wǎng)設備的數(shù)字化和圖形化能在調(diào)度人員和業(yè)務管理人員日常工作中直觀地展現(xiàn)配網(wǎng)狀態(tài)和位置分布，極大地增強了配網(wǎng)管理和運行監(jiān)控的直觀性和準確性。

在DMS系統(tǒng)中已經(jīng)錄入屬性的配網(wǎng)設備可以通過在一次接線圖上點擊右鍵查看屬性的表現(xiàn)，系統(tǒng)提供的多維度查找方式為業(yè)務管理人員和設備檢修人員提供了極大的便利，可以對設備進行快速查找。

2.2 故障管理功能的應用

DMS系統(tǒng)根據(jù)配電終端上報的線路故障報警信息，結(jié)合變電站繼電保護信號、開關跳閘、故障指示等故障信息，啟動故障處理程序，進行故障定位。系統(tǒng)采用聲光、語音、打印事件等形式報警，并在自動推出的配網(wǎng)單線圖上，通過網(wǎng)絡動態(tài)拓撲著色的方式明確標示出故障區(qū)段。

主站系統(tǒng)根據(jù)線路的負荷狀況和饋線可轉(zhuǎn)供的負荷容量綜合計算故障隔離和供電恢復方案，系統(tǒng)基于配網(wǎng)的拓撲邏輯給出恢復供電的方案，用戶可將系統(tǒng)提供的恢復供電的開關操作順序存檔，并由班組人員在現(xiàn)場執(zhí)行。

在實際應用中，由于故障定位主要是基于安裝在開閉所和配電房內(nèi)的故障指示器的一遙信號以及配網(wǎng)模型的拓撲邏輯，因此故障指示器的可用率非常關鍵，同時配網(wǎng)模型需要及時更新。在曾經(jīng)發(fā)生的幾起停電事件中，系統(tǒng)都能夠正確判斷出故障區(qū)間，同時給出合適的供電恢復方案，縮短了處理故障的時間，提高了供電可靠性。

2.3 配網(wǎng)高級功能的應用

配網(wǎng)調(diào)度對象包括廠站及廠站以外的中低壓配網(wǎng)，其中廠站以外的中低壓配網(wǎng)調(diào)度業(yè)務量遠遠大于廠站調(diào)度業(yè)務量。傳統(tǒng)的配網(wǎng)調(diào)度管理只有廠站端的SCADA實時數(shù)據(jù)，廠站以外的中低壓配網(wǎng)沒有SCADA實時數(shù)據(jù)，這就造成了此部分調(diào)度基本是憑經(jīng)驗的“盲調(diào)”，調(diào)度的安全程度、正確程度、精確程度、快速程度均較低。

DMS系統(tǒng)的狀態(tài)估計功能在很大程度上解決了這個問題，系統(tǒng)一方面采集了地調(diào)、縣調(diào)的SCADA數(shù)據(jù)（即廠站端的SCADA實時數(shù)據(jù)），另一方面配置了中低壓配網(wǎng)末端用電側(cè)的歷史數(shù)據(jù)（現(xiàn)階段主要是配電變壓器的TTU或電度表歷史數(shù)據(jù)），并依托配網(wǎng)模型的拓撲電氣關系，采用可實用化的狀態(tài)估計算法，估算出配網(wǎng)所有節(jié)點的運行數(shù)據(jù)，使調(diào)度員能夠?qū)崟r監(jiān)控配網(wǎng)整體、局部、單點的運行狀態(tài)。此外，該系統(tǒng)的潮流計算方法別具特色，潮流基于狀態(tài)估計的結(jié)果進行計算，配網(wǎng)模型中的遙信變位或遙測值改變將自動觸發(fā)狀態(tài)估計，進而影響潮流計算的結(jié)果，此過程在毫秒級內(nèi)完成。實時潮流計算一定程度上提高了我們對配網(wǎng)的監(jiān)控水平。

開關序列管理功能，當需要對現(xiàn)場的開關進行倒閘操作時，配調(diào)人員在仿真狀態(tài)下對開關倒閘進行模擬操作，確認停電影響范圍。在實際應用中，由于線路上的開關尚未實現(xiàn)三遙功能，我們采取班組人員到現(xiàn)場按照生成的開關操作順序進行開關分合操作的方式。

繼電保護分析功能可以設定配網(wǎng)節(jié)點發(fā)生故障時繼電保護的靈敏度分析、最短跳閘時間分析以及 計算繼電保護的最佳整定值，此外還對繼電保護的部署提供了建議。在實際應用中，該功能可對當前配網(wǎng)中保護定值的設定進行整體評估，根據(jù)系統(tǒng)提供的最佳保護定值，我們進行了相應的調(diào)整。

網(wǎng)絡優(yōu)化重構(gòu)可以通過改進常開開關的位置確定配網(wǎng)的最佳網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。在實際應用過程中，通過設置優(yōu)化目標，該功能可以為我們提供最優(yōu)運行方式，以有效降低有功和無功損耗，改善變壓器負荷不平衡以及饋線不平衡等問題。

系統(tǒng)共有16個高級功能模塊，目前已進入實用化的有狀態(tài)估計、潮流計算、拓撲分析、性能指標、開關序列管理、停電管理、網(wǎng)絡優(yōu)化重構(gòu)，其他功能正在試運行中。

3 結(jié)語

DMS系統(tǒng)目前在欽州已進入實用化階段，在實用化過程中，通過日常的使用，調(diào)度員又提出了一些新的需求，在下一階段的工作中，需要將部署在開閉所的智能開關數(shù)據(jù)接入到系統(tǒng)中來，并實現(xiàn)三遙功能，今后逐漸實現(xiàn)停送電工作的自動化。

系統(tǒng)的高級功能基于配網(wǎng)模型，模型的正確性直接影響計算精度，因此在系統(tǒng)建設前期要高度重視數(shù)據(jù)普查工作，單線圖要保證與現(xiàn)場的實際情況相一致。調(diào)度員在日常工作中要與系統(tǒng)形成互動，及時更新系統(tǒng)中的開關狀態(tài)，保證與現(xiàn)場狀態(tài)一致。

欽州智能配網(wǎng)管理系統(tǒng)的模式不同于國內(nèi)常規(guī)的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)，不需要在饋線上部署大量終端設備獲得實時數(shù)據(jù)，而是依靠已有調(diào)度自動化系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)和計量自動化系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)進行計算分析，節(jié)省了大量設備投資，這為國內(nèi)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的建設提供了一個新的思路。

［1］王守相，王成山.現(xiàn)代配網(wǎng)系統(tǒng)分析.北京：高等教育出版社，2007

［2］Schneider Electric DMS NS.Advanced Distribution Management System，2012

［3］Schneider Electric DMS NS.Telvent DMS＿Software，2012

［4］秦立軍，馬其燕.智能配電網(wǎng)及其關鍵技術.北京：中國電力出版社，2010