巴塔配電網(wǎng)自動化技術(shù)應(yīng)用

孫鐸 樊兆蕊

摘要：配電網(wǎng)自動化是一項集計算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸、現(xiàn)代化設(shè)備及管理于一體的綜合信息管理系統(tǒng)。配電自動化系統(tǒng)主要由配電主站系統(tǒng)、配電子站系統(tǒng)、配電終端系統(tǒng)和通信通道系統(tǒng)組成。赤道幾內(nèi)亞巴塔市電網(wǎng)工程，成功應(yīng)用了配電網(wǎng)自動化技術(shù)，取得了很好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)自動化;主站;子站;終端;通道

1概述

為了提高供電可靠性，改進(jìn)電能質(zhì)量為用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，降低運行配套費用，減輕運行人員勞動強(qiáng)度，在赤道幾內(nèi)亞巴塔城市電網(wǎng)改造擴(kuò)建工程中，中水電采用了在工業(yè)發(fā)達(dá)國家中均受到了廣泛應(yīng)用的集多項功能與一體的配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)。配電自動化系統(tǒng)主站設(shè)置于巴塔市電力調(diào)度中心：5個配電子站分別設(shè)置于Minoman變電站、Ncolombong變電站、城南變電站和重油電廠變電站四座110kV變電站及巴塔220kV變電站：配電終端設(shè)置于各20kv/0.4kv預(yù)裝式變電站和20kv綜合配電柜內(nèi).配電子站內(nèi)設(shè)置ONU設(shè)備與配電主站之間的通信利用依托巴塔電網(wǎng)SDH光纖通信環(huán)網(wǎng)建設(shè)的調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)實現(xiàn)，各配電子站與配電終端之間的通信利用EPON （以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)）實現(xiàn)。

2配電主站系統(tǒng)

2.1系統(tǒng)功能

2.1.1配電SCADA

（1）數(shù)據(jù)的采集和處理

能接收、處理格式各異的模擬量、狀態(tài)量、電能量和各類事件順序記錄。具有對通信通道、遠(yuǎn)方終端的監(jiān)視、統(tǒng)計、報警和管理功能。

（2）遙控

達(dá)到對設(shè)備的單點控制、條件控制及序列控制，具備多重安全措施。

（3）監(jiān)控

有完善的信息分流、分區(qū)和分層功能。

（4）事故追憶（PDR）

（5）人機(jī)交互

（6）通信及規(guī)約

支持多種通信方式的信息傳輸、接入和轉(zhuǎn)發(fā)。

2.1.2首次使用SCADA地理背景圖

（1）電網(wǎng)設(shè)備的位置信息和相關(guān)的圖形化視圖均可以在地理背景圖上提供

（2）系統(tǒng)可實現(xiàn)配電設(shè)備的地理圖定位，設(shè)備故障時自動推出地理背景圖的設(shè)備接線圖，并閃爍顯示故障設(shè)備，設(shè)備名稱和設(shè)備位置信息可方便獲取。

（3） 地理背景接線圖上可進(jìn)行需要的控制操作，并實時顯示操作結(jié)果。

2.1.3配電網(wǎng)分析應(yīng)用

（1）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?

（2）狀態(tài)估計;

（3）潮流計算;

（4）負(fù)荷預(yù)測;

（5）網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。

2.1.4配電運行與操作仿真

（1）能夠模擬任意地點的系統(tǒng)的狀態(tài)變化和各類故障，也可以進(jìn)行人為的假想故障，并且自動演示故障的處理過程和結(jié)果，包括故障定位、隔離過程和主站恢復(fù)策略的預(yù)演等;

（2）可隨意進(jìn)行拉合開關(guān)來達(dá)到模擬停電范圍的分析，開關(guān)狀態(tài)變化后線路和設(shè)備會根據(jù)供停電狀態(tài)著色，可以直觀的反映出模擬電網(wǎng)的運行情況。

2.1.5 配電網(wǎng)智能化

（1）分布式電源接入與應(yīng)用

具備對分布式電源、微電網(wǎng)的接入、運行、退出的監(jiān)控管理功能，并且可以提出相對優(yōu)化的控制方案，確保電網(wǎng)可以安全、經(jīng)濟(jì)的運行。

（2）配電網(wǎng)快速仿真

可以根據(jù)采集到的實時、準(zhǔn)實時數(shù)據(jù)，進(jìn)行綜合數(shù)據(jù)分析技術(shù)，主動分析配電網(wǎng)的運行狀態(tài)，快速發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)運行的薄弱環(huán)節(jié)，準(zhǔn)確捕捉監(jiān)控要點。

（3） 智能預(yù)警

通過實時監(jiān)控配電網(wǎng)相關(guān)信息，結(jié)合環(huán)境、氣候、以及自然因素，對配電網(wǎng)運行狀況進(jìn)行趨勢預(yù)測，評估配電網(wǎng)安全運行水平，提出相應(yīng)的安全預(yù)警及預(yù)防控制方案。

2.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

配電自動化主站系統(tǒng)采用交換式以太網(wǎng)，傳輸速率10/100/1000Mbps.傳輸速率應(yīng)為自適應(yīng)式，采用TCP/IP辦議，遵循IEE8023標(biāo)準(zhǔn)。該層網(wǎng)絡(luò)為雙冗余熱備。在調(diào)度中心內(nèi)通過數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)服務(wù)器和調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)與設(shè)在變電站的配電子站系統(tǒng)相連。

2.3硬件配置

（1）數(shù)據(jù)采集服務(wù)器;

（2）歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器;

（3） DPAS服務(wù)器;

（4）配調(diào)工作站;

（5）報表兼維護(hù)工作站;

（6）局域網(wǎng)交換機(jī);

（7）激光打印機(jī)。

3配電子站系統(tǒng)

采用監(jiān)控功能型子站，子站分布在巴塔220kV變電站、Minoman 110kV變電站、城市110kV變電站、NCOLOMBONG?110kV變電站和重油電廠110kV變電站。

3.1主要功能

（1）終端數(shù)據(jù)的匯集、處理和轉(zhuǎn)發(fā)：

（2）遠(yuǎn)程維護(hù)和診斷：

（3）接收并轉(zhuǎn)發(fā)上級主站下達(dá)的控制命令;

（4）接收事件順序記錄并向上級主站傳送;

（5）接改并執(zhí)行對時命令：

（6）終端的通信異常監(jiān)視與上報：

（7）具有程序自恢復(fù)功能：

（8）信息存儲：

（9）人機(jī)交互（顯示模擬調(diào)試功能、實時數(shù)據(jù)、修改子站時間、下發(fā)控制命令、顯示和修改配置）;

（10）具有中文/西班牙文界面，人機(jī)友好，運行調(diào)試方便，具有通道報文顯示、數(shù)據(jù)模擬、控制調(diào)試等功能。

（11）采用不低于32位微處理器，采用嵌入式操作系統(tǒng)。裝置應(yīng)用程序應(yīng)基于商業(yè)化實時多任務(wù)操作系統(tǒng)軟件平臺進(jìn)行開發(fā)，用以保證配網(wǎng)終端裝置過行故障識別，規(guī)約轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)管理等復(fù)雜功能要求。

3.2技術(shù)參數(shù)

（1）遙測傳送時間：≤2s;

（2）遙信傳送時間：≤5s;

（3）變位響應(yīng)時間：≤2s;

（4）遙信數(shù)據(jù)庫容量：≥4個;

（5）系統(tǒng)平均無故障時間（MTEF）：≥30000小時;

（6）CPU負(fù)載率：正常<20%?事故<30%;

（7）系統(tǒng)可利用率：>99.9%;

（8）可匯集不少于128臺配電終端;

（9）提供4個異步RS232/RS485通信接口，并具備2個以上以太網(wǎng)通信接口;

（10）年可用率≥99.99%，由于偶發(fā)性故障而自動熱啟動的平均次數(shù)應(yīng)小于1次/3600小時;

（11）環(huán)境溫度、濕度滿足C2級要求。

4配電終端

（1）遙信

a.遙信量采集包括：開關(guān)分/合閘位置、熔斷器熔斷信號、SF6開關(guān)低氣壓，電源失電、后備電源欠壓、變壓器保護(hù)裝置信號、變電器本體測量保護(hù)信號、箱門打開等等信息，并向遠(yuǎn)方發(fā)送，狀態(tài)變位優(yōu)先傳送;

b.選擇設(shè)定變位遙信產(chǎn)生事件順序記錄并向遠(yuǎn)方傳送。

（2）遙測（采用RS485通信）

a.環(huán)網(wǎng)柜變壓器回路電流;

b.變壓器低壓側(cè)電區(qū)、電流、有功功率、有功電度;

c.路燈回路有功電度。

（3）遙控：配置有遙控輸出接點，節(jié)點容量250VAC/30VDC，5A。

（4）對時：支持接收主站系統(tǒng)時鐘校時功能。

（5）通信功能

a.端口：遠(yuǎn)方終端至少具有2個以太網(wǎng)接口、4個RS232/485串行口，通信口均經(jīng)過光電隔離，具有良好的抗干擾和防雷特性;

b.規(guī)約：支持DL/T 634.5101-2002/IEC60870-5-101;2002（支持平衡式的通信方式）、DL/T 634.5104/IEC60870-5-104、MODBUS、DL451、DL/T 645等多種規(guī)約，可與主站（子站）及其他智能設(shè)備通信的功能。

c.通信模塊：本次工程中，每臺裝置內(nèi)置與ONU通信的適信模塊。

（6）裝置電源

a.裝置電源取自變壓器低壓側(cè)交流220V電源。該電源除為TTU供電外，還為EPON系統(tǒng)的ONU供電。

b.備用電源采用免維護(hù)閥控鉛酸蓄電池。一旦主電源中斷，裝置應(yīng)在無干擾情況下自動切換到備用電源供電方式：當(dāng)主電源恢復(fù)供電時，裝置應(yīng)自動切回主電源供電方式，切換過程中保證裝置不斷電、不重啟。裝置即能實現(xiàn)監(jiān)視供電電源的狀態(tài)，也能將電源供電狀態(tài)以遙信的方式上傳到上級系統(tǒng);

c.裝置電源支持遠(yuǎn)方及本地控制蓄電池活化功能，并提供活化狀態(tài)信號接點;

d.交流失電后，后備電源為TTU與0NU等通信設(shè)備供電時間大于等于8小時，且在8小時內(nèi)，至少確保主電源在停電后開關(guān)可進(jìn)行分合閘操作2次。

5結(jié)束語

巴塔市作為赤道幾內(nèi)亞第一大城市和經(jīng)濟(jì)中心，一個優(yōu)質(zhì)的公用城市電網(wǎng)是十分迫切和必要的。配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)必將在今后的城市電網(wǎng)運行管理中發(fā)揮重要作用。