探討配電網(wǎng)自動(dòng)化“三遙”系統(tǒng)的實(shí)施方案

蟻舜松

摘要：本文主要研究我國(guó)配電網(wǎng)自動(dòng)化“三遙”系統(tǒng)。筆者通過調(diào)查我國(guó)配電網(wǎng)自動(dòng)化現(xiàn)狀，結(jié)合我國(guó)普遍的供電技術(shù)，查閱文獻(xiàn)資料，對(duì)現(xiàn)有配電實(shí)施方案的可行性進(jìn)行了深入的分析，明確了其優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)，并提出了“三遙”系統(tǒng)的具體實(shí)施方案，為全面提升配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)水平提供指導(dǎo)，以使我國(guó)配電網(wǎng)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)更加接近于國(guó)際先進(jìn)水平，增強(qiáng)我國(guó)配電網(wǎng)的安全性。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；自動(dòng)化；“三遙”系統(tǒng)；實(shí)施方案

引言

進(jìn)入新世紀(jì)以來，我國(guó)工業(yè)建設(shè)不斷升級(jí)，電力系統(tǒng)作為國(guó)家經(jīng)濟(jì)民生的命脈，也得到了前所未有的發(fā)展，電網(wǎng)數(shù)量不斷增長(zhǎng)，給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來了新的考驗(yàn)。配電網(wǎng)隨著微電網(wǎng)、電動(dòng)汽車充電設(shè)施的發(fā)展逐漸由無源網(wǎng)絡(luò)過渡到了有源網(wǎng)絡(luò)，以前單向性的配電網(wǎng)也變成了雙向性。在這樣的背景下，配電網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化變成了主流，由于其切換快、準(zhǔn)確的特點(diǎn)，逐漸被應(yīng)用到了整個(gè)配電系統(tǒng)中。其中“三遙”系統(tǒng)是配電網(wǎng)自動(dòng)化的一種，能夠有效提升配電網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)的24小時(shí)不間斷的運(yùn)營(yíng)監(jiān)管，對(duì)電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障也能及時(shí)做出準(zhǔn)確的判斷，以便短時(shí)間做出處理。同時(shí)，“三遙”系統(tǒng)還能夠?qū)﹄娏Y源進(jìn)行合理的分配，使得配電網(wǎng)有更強(qiáng)的適應(yīng)能力[1]。

1.配電網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展歷程

1.1國(guó)外發(fā)展歷程

國(guó)外配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)開始較早，大約上世紀(jì)四十年代就開始了電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)。上世紀(jì)八十年代中葉，日本全國(guó)電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了百分之八十以上的饋線自動(dòng)化，并有百分之七左右的核心電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)方實(shí)時(shí)監(jiān)控，上世紀(jì)九十年代末期，日本基本建成了全國(guó)范圍內(nèi)配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的全覆蓋。

美國(guó)在配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的研究中走在時(shí)代前列，不論是理論方面的建設(shè)，還是相關(guān)產(chǎn)品的制造，都有了一定的規(guī)模。早在上世紀(jì)九十年代，美國(guó)配電網(wǎng)自動(dòng)化水平就已經(jīng)處于一個(gè)很高的水平，遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于一些發(fā)展中國(guó)家[2]。紐約一家電力公司九十年代初期投入運(yùn)營(yíng)的配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)代表了當(dāng)時(shí)國(guó)際上在此方面的最高水準(zhǔn)，能夠同時(shí)為一百多萬(wàn)戶的電力用戶提供電力監(jiān)測(cè)，并對(duì)用戶的用電安全進(jìn)行保護(hù)，大概減少了四分之一用戶的用電故障。

美國(guó)和日本一直走在配電網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展的前列，歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家也不甘落后。雖然沒有日本和美國(guó)的大幅度進(jìn)步，然而通過幾十年的不懈努力，最終實(shí)現(xiàn)了自己的配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)[3]。

1.2國(guó)內(nèi)發(fā)展歷程

上世界八十年代，也就是改革開放初期，我國(guó)開始了配電網(wǎng)自動(dòng)化的研究和建設(shè)。剛開始，由于缺乏相關(guān)的技術(shù)，我國(guó)首先在河北石家莊和江蘇南通引進(jìn)日本贈(zèng)送的一些配電網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)備作為試點(diǎn)。經(jīng)過十幾年的發(fā)展，上世紀(jì)九十年代中期，我國(guó)開始有了自主化的技術(shù)，開始在全國(guó)范圍內(nèi)進(jìn)行配電網(wǎng)自動(dòng)化的建設(shè)研究[4]。進(jìn)入新世紀(jì)以來，全國(guó)配電網(wǎng)自動(dòng)化規(guī)模不斷擴(kuò)大，以每年新增十個(gè)城市實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化的速度增長(zhǎng)。然而我國(guó)發(fā)展勢(shì)頭雖然很猛，卻還停留在試驗(yàn)階段，很多城市的配電網(wǎng)自動(dòng)化只是停留在試點(diǎn)階段，距離投入使用還有一大步要走。

2.配電網(wǎng)自動(dòng)化與“三遙”系統(tǒng)

關(guān)于配電網(wǎng)自動(dòng)化的定義有很多，現(xiàn)在筆者選取最常用的一種，摘抄如下：配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)就是講現(xiàn)代通信技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合起來，應(yīng)用到電力系統(tǒng)中，將配電網(wǎng)中的各種數(shù)據(jù)，如離線數(shù)據(jù)、在線數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等進(jìn)行信息綜合，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的正常有序運(yùn)行及遠(yuǎn)程監(jiān)控管理的一整套系統(tǒng)。高效的配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)能夠提升供電質(zhì)量并提高供電規(guī)模，使得配電網(wǎng)在比較經(jīng)濟(jì)的環(huán)境中運(yùn)行[5]。

所謂的“三遙”系統(tǒng)，簡(jiǎn)單來說，就是遙測(cè)、遙信、遙控，配電網(wǎng)一旦同時(shí)實(shí)現(xiàn)這三個(gè)功能，就可以再遠(yuǎn)程端進(jìn)行配電網(wǎng)所有數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

3.本文探討配電網(wǎng)建設(shè)的基本思路

本文以河北省保定市的配電網(wǎng)自動(dòng)化為例進(jìn)行研究。為了找出河北省保定市配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)中所存在的問題，并總結(jié)我國(guó)其他較發(fā)達(dá)地區(qū)在具體建設(shè)時(shí)的主要步驟及關(guān)鍵技術(shù)，筆者從實(shí)用性的角度提出了進(jìn)行配電網(wǎng)建設(shè)的基本思路[6]。

河北省保定市下游的配電網(wǎng)都是一次網(wǎng)架?？紤]到其復(fù)雜性及工程量太大，暫時(shí)不對(duì)其進(jìn)行徹頭徹尾的改換，只對(duì)市區(qū)內(nèi)一些重點(diǎn)的區(qū)域，比如供電可靠性要求高的地方、符合改造要求的地方等進(jìn)行“三遙”自動(dòng)化方案的建設(shè)，個(gè)別的線路故障，可采用網(wǎng)絡(luò)保護(hù)的方法。對(duì)其周圍要求較低的地區(qū)，可采用“一遙”或者“二遙”故障定位系統(tǒng)，使得“一遙”、“二遙”、“三遙”形成立體式的有機(jī)組合，共同組成配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)[7]。

4.實(shí)施方案

4.1環(huán)網(wǎng)模型

要在城區(qū)內(nèi)重點(diǎn)地區(qū)實(shí)施“三遙”系統(tǒng)，首先要將所有開關(guān)由手動(dòng)改為電動(dòng)。筆者對(duì)實(shí)施方案的主要地區(qū)進(jìn)行了實(shí)地勘測(cè)，發(fā)現(xiàn)其大部分適合安裝普通“三遙系統(tǒng)”，然而保定市政府由于其特殊要求，將采用網(wǎng)絡(luò)保護(hù)的“三遙”系統(tǒng)，因?yàn)樗軌驅(qū)崿F(xiàn)電力故障的及時(shí)預(yù)報(bào)及隔離[8]。所有“三遙系統(tǒng)的安裝均采用環(huán)網(wǎng)模型。

圖1 保定市其他重要地區(qū)環(huán)網(wǎng)模型

圖2 保定市政府環(huán)網(wǎng)模型

電網(wǎng)配置說明：斷路器位于變電站出口位置，負(fù)荷出線及主環(huán)網(wǎng)采用負(fù)荷開關(guān)，環(huán)網(wǎng)柜開關(guān)采用智能控制器進(jìn)行控制，且兩側(cè)有三相電壓互感器。普通“三遙”及網(wǎng)絡(luò)保護(hù)“三遙”均采用了多路智能終端。

4.2“三遙”功能的實(shí)現(xiàn)

對(duì)現(xiàn)有的環(huán)網(wǎng)站進(jìn)行一定程度的改造，對(duì)開關(guān)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化的更新，則主環(huán)網(wǎng)內(nèi)可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)的饋線自動(dòng)化方案。每個(gè)環(huán)網(wǎng)都配置有保護(hù)子站，可以通過光纖進(jìn)行智能終端與保護(hù)子站之間的信心及時(shí)交換，則監(jiān)控站能夠在很短時(shí)間內(nèi)找到電力故障發(fā)生的地點(diǎn)，從而進(jìn)行維護(hù)[9]。

一旦主環(huán)網(wǎng)發(fā)生了不可自動(dòng)修復(fù)的故障，則每個(gè)主環(huán)網(wǎng)的保護(hù)子站的信息科發(fā)送到主環(huán)網(wǎng)，根據(jù)此信息，主環(huán)網(wǎng)兩側(cè)的開關(guān)能夠自動(dòng)跳閘。而這并非說主環(huán)網(wǎng)就此中斷，因?yàn)槁?lián)絡(luò)開關(guān)可以自動(dòng)進(jìn)行故障點(diǎn)的轉(zhuǎn)移，從另一條路線進(jìn)行正常的供電，從而保證供電不至于中斷。

5.結(jié)論

配電網(wǎng)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，不僅要依靠過硬的施工技術(shù)，而且要進(jìn)行早期方案的設(shè)計(jì)，尤其是“三遙”系統(tǒng)，由于其很復(fù)雜，應(yīng)該本著經(jīng)濟(jì)實(shí)用的原則進(jìn)行準(zhǔn)確設(shè)計(jì)，按照事先設(shè)計(jì)好的步驟進(jìn)行分區(qū)域分階段實(shí)施，以保證系統(tǒng)各部分之間的協(xié)調(diào)性和兼容性。

參考文獻(xiàn)：

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