【文章內(nèi)容簡介】 2 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的基本構(gòu)成配網(wǎng)自動化系統(tǒng)是一項系統(tǒng)工程，它大致可分為三個子系統(tǒng)：配網(wǎng)自動化主站系統(tǒng)；配網(wǎng)自動化子站系統(tǒng)；配網(wǎng)自動化終端。主站系統(tǒng)由三個子系統(tǒng)組成：配電SCADA主站系統(tǒng)；配電故障診斷恢復(fù)和配網(wǎng)應(yīng)用軟件子系統(tǒng)DAS；配電AM/FM/GIS應(yīng)用子系統(tǒng)DMS構(gòu)成配電SCADA主站系統(tǒng)由前置機(jī)服務(wù)器（RTU服務(wù)器）、SCADA服務(wù)器、調(diào)度員工作站（MMI）、報表工作站、DA服務(wù)器、GIS服務(wù)器等組成。前置機(jī)服務(wù)器：它包括若干臺前置機(jī)服務(wù)器。其中一臺為主前置機(jī)服務(wù)器，當(dāng)服務(wù)器出現(xiàn)故障時，從前置機(jī)服務(wù)器中的一臺自動成為主前置機(jī)服務(wù)器，以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，這是由nap來完成的。主前置機(jī)服務(wù)器通過dater接收子站通過交換機(jī)發(fā)送來的數(shù)據(jù)，由vcterm經(jīng)過規(guī)約解釋存入當(dāng)?shù)貎?nèi)存，形成生數(shù)據(jù)實(shí)時共享內(nèi)存。主前置機(jī)服務(wù)器通過rawd向若干從前置機(jī)服務(wù)器發(fā)送生數(shù)據(jù)，各從前置機(jī)服務(wù)器通過datsrv接收主前置機(jī)服務(wù)器發(fā)送來的生數(shù)據(jù)形成自己的生數(shù)據(jù)實(shí)時共享內(nèi)存。SCADA服務(wù)器：它包括若干臺SCADA服務(wù)器。，其中一臺為主SCADA服務(wù)器，當(dāng)服務(wù)器出現(xiàn)故障時，從SCADA服務(wù)器中的一臺自動成為主SCADA服務(wù)器，以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，這是由nsp來完成的。主SCADA服務(wù)器通過datsrv接收主前置機(jī)服務(wù)器發(fā)送來的生數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理形成熟數(shù)據(jù)。將形成的熟數(shù)據(jù)存入內(nèi)存，形成實(shí)時庫。同時將形成的熟數(shù)據(jù)存入硬盤，形成歷史庫，歷史庫全系統(tǒng)唯一只有一個。需要?dú)v史數(shù)據(jù)時，從歷史庫取數(shù)據(jù)。取數(shù)據(jù)的方式有：polling方式；stream方式；sql方式。整個主站系統(tǒng)為一個局域網(wǎng)，通過交換機(jī)或HUB連接在一起。為保證配網(wǎng)自動化系統(tǒng)投運(yùn)后，能夠完全滿足本系統(tǒng)的技術(shù)要求，必須對本系統(tǒng)起至關(guān)重要作用的配電故障診斷和恢復(fù)功能（即DA功能）進(jìn)行聯(lián)調(diào)測試。在進(jìn)行DA聯(lián)調(diào)測試前，必須保證以下條件完整無誤：(1）主站置庫完畢并經(jīng)反復(fù)檢查無誤；(2）主站、子站和FTU之間的通訊正常；(3）對要進(jìn)行DA測試的FTU進(jìn)行遙測、遙控、遙信調(diào)試，并保證其功能正常；(4）恢復(fù)無故障區(qū)段的供電時，必然涉及到變電站出口斷路器，因此要對變電站的出口斷路器進(jìn)行遙控測試。另外，在DA測試中采用繼電保護(hù)測試儀模擬故障引起開關(guān)跳閘的方式啟動配電自動化系統(tǒng)的DA功能，完成一次設(shè)備的實(shí)際動作。實(shí)現(xiàn)故障的自動隔離、非故障區(qū)段的恢復(fù)可以采取多種方法，取決于自動化裝置的技術(shù)特點(diǎn)和整體方案。一般有就地控制和主站遠(yuǎn)方控制兩種方式。就地控制以饋線終端單元（FTU）之間的配合為主，不需要通信通道，通過對線路過流或過壓的檢測，以及對開關(guān)分合閘的邏輯控制實(shí)現(xiàn)故障區(qū)段的隔離和非故障區(qū)段的供電恢復(fù)；主站遠(yuǎn)方控制方式需要有可靠的通信通道，通過主站軟件對FTU上傳信息的分析判斷，制定合理的隔離策略和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)策略，遠(yuǎn)方控制配電開關(guān)實(shí)現(xiàn)故障區(qū)段的隔離和非故障區(qū)段的供電恢復(fù)。（1）從輸電系統(tǒng)自動化的發(fā)展來看，中國目前已普及了以SCADA功能為主的地調(diào)自動化系統(tǒng)，但作為更高層次的能量管理系統(tǒng)（EMS）卻尚未全面達(dá)到，盡管如此，輸電系統(tǒng)SCADA已經(jīng)發(fā)揮了巨大的作用。由于配電系統(tǒng)較輸電網(wǎng)更復(fù)雜、更分散，實(shí)現(xiàn)綜合管理系統(tǒng)水平的配電管理系統(tǒng)（DMS）的難度也就更大。因此，應(yīng)當(dāng)學(xué)習(xí)輸電系統(tǒng)自動化發(fā)展經(jīng)經(jīng)驗，在使用中不斷提高系統(tǒng)自動化水平。（2）DF9100配電主站系統(tǒng)中的AM/FM/GIS是配電管理系統(tǒng)的重要功能之一。它是將地理學(xué)空間數(shù)據(jù)處理、計算機(jī)技術(shù)與電力系統(tǒng)相結(jié)合，為獲取、存儲、檢索、分析和顯示電力設(shè)備的空間定位資料和屬性資料而建立的計算機(jī)化的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。其中AM為自動繪圖，F(xiàn)M為設(shè)備管理，GIS是地理信息系統(tǒng)，AM/FM/GIS是配電管理系統(tǒng)DMS的基本平臺。利用AM/FM/GIS集成DMS系統(tǒng)，建立統(tǒng)一的DMS數(shù)據(jù)庫，為各子系統(tǒng)提供共享資料，從而減少資料的冗余度，保證資料的一致性，提供良好的全圖形化的人機(jī)界面。地理信息系統(tǒng)GIS的引入為電力系統(tǒng)應(yīng)用提供了全新的表達(dá)形式，更具有現(xiàn)實(shí)性，更直觀易用，并對現(xiàn)有應(yīng)用進(jìn)一步擴(kuò)展，使其具備空間管理、運(yùn)用能力，實(shí)現(xiàn)更高一級的管理。（3）配電地理信息系統(tǒng)GIS與配電SCADA系統(tǒng)互聯(lián)，使實(shí)時數(shù)據(jù)在地理信息圖上顯示并為GIS的空間分析子過程提供數(shù)據(jù)，該局配網(wǎng)GIS與SCADA實(shí)時數(shù)據(jù)同步。配網(wǎng)GIS系統(tǒng)本身就支持SCADA實(shí)時數(shù)據(jù)的顯示，但由于GIS系統(tǒng)運(yùn)行在該局辦公自動化10網(wǎng)段上，而SCAD系統(tǒng)運(yùn)行在191網(wǎng)段上，目前為了實(shí)現(xiàn)GIS系統(tǒng)的實(shí)時顯示，利用WEBSRV（雙網(wǎng)卡設(shè)置191和10段IP）機(jī)器作為CADA實(shí)時數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，10段的GISSRV（10網(wǎng)段的SCADA服務(wù)器）作為SCADA實(shí)時數(shù)據(jù)接受服務(wù)器，利用轉(zhuǎn)發(fā)程序?qū)崿F(xiàn)兩個不同網(wǎng)段的實(shí)時數(shù)據(jù)同步。因為配網(wǎng)監(jiān)控設(shè)備點(diǎn)多面廣，配電SCADA系統(tǒng)的系統(tǒng)測控對象既包含較大容量的開閉所、環(huán)網(wǎng)柜，又包含數(shù)量較多、分布較廣的柱上開關(guān)，不可能把所有的站端監(jiān)控設(shè)備直接連接到配電主站，因此必須增設(shè)中間一級，稱為配電子站（SUBSTATION），由其管理其附近的柱上開關(guān)、開閉所、配電站端監(jiān)控設(shè)備，完成“數(shù)據(jù)采集器”、饋線監(jiān)控、當(dāng)?shù)乇O(jiān)控及饋線重合閘的功能；并將實(shí)時數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送配電主站通信處理器，這樣既能節(jié)約主干通道又使得配電自動化主站SCADA網(wǎng)絡(luò)可以繼承輸電網(wǎng)自動化的成熟成果。城市配網(wǎng)自動化終端負(fù)責(zé)對城域所轄的柱上開關(guān)、開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、配電變壓器等進(jìn)行監(jiān)控，既要實(shí)現(xiàn)FTU、TTU等的三遙功能，又要實(shí)現(xiàn)對故障的識別和控制功能，從而配合配網(wǎng)自動化主站及子站實(shí)現(xiàn)城區(qū)配網(wǎng)運(yùn)行中的工況檢測、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、優(yōu)化運(yùn)行以及網(wǎng)故障時的故障隔離和非故障區(qū)域的恢復(fù)供電。為本系統(tǒng)配套的WPZD110型FTU，其容量為9路遙測量，8路遙信量，4路遙控量，具有與上級站通訊的RS232接口，也有與下級站通訊的RS485接口。其主要功能有：數(shù)據(jù)采集和處理，遠(yuǎn)方控制與當(dāng)?shù)乜刂?，故障識別、故障隔離和負(fù)荷轉(zhuǎn)移，接受遠(yuǎn)方指令及轉(zhuǎn)發(fā)采集的數(shù)據(jù)信息，具備相適應(yīng)的通信功能等。該市城局配電網(wǎng)采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，電源取自饋線的不同母線，按閉環(huán)方式運(yùn)行。配電網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成有電纜和架空線路兩種方式。其中架空線路雙電源手拉手供電是以往最基本的形式。線路主干線分段的數(shù)量取決于對供電可靠性要求的選擇。理論上講，分段越多，故障停電的范圍越小，但同時實(shí)現(xiàn)自動化的方案也越復(fù)雜。那么要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對各段的故障能夠自動準(zhǔn)確識別并切除，且最大限度縮短非故障區(qū)域的停電時間的愿望，也就更有難度。3 配電網(wǎng)自動化技術(shù)的應(yīng)用 配電網(wǎng)自動化應(yīng)用現(xiàn)狀 配電網(wǎng)自動化是一個龐大復(fù)雜的、綜合性很高的系統(tǒng)性工程，包含電力企業(yè)中與配電系統(tǒng)有關(guān)的全部功能數(shù)據(jù)流和控制。從保證對用戶的供電質(zhì)量，提高服務(wù)水平，減少運(yùn)行費(fèi)用的觀點(diǎn)來看，配電自動化是一個統(tǒng)一的整體。目前實(shí)現(xiàn)配電自動化大體有以下幾種方式：在10kV輻射線路和樹狀線路采用重合器、分段器方式。由于不需配置通道和主站系統(tǒng)，依靠重合器和分段器自身的功能進(jìn)行線路故障時的故障隔離和恢復(fù)供電，因而實(shí)施比較容易，投資較節(jié)省。在10kV環(huán)形電纜配電網(wǎng)絡(luò)中采用重合器，配合環(huán)網(wǎng)柜實(shí)現(xiàn)配電自動化。在10kV環(huán)形電纜配電網(wǎng)絡(luò)中采用環(huán)網(wǎng)柜加裝FTU并設(shè)置配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)，環(huán)網(wǎng)柜可以是戶外的，亦可以是戶內(nèi)式。目前貴州省大多數(shù)城市是由沿城市街道敷設(shè)的架空絕緣導(dǎo)線構(gòu)成10kV配電網(wǎng)絡(luò)。針對這種配電網(wǎng)絡(luò)，目前采用的配電自動化方式是首先進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化改造，形成多個環(huán)網(wǎng)或“手拉手”線路，使每一戶用戶有2個供電源。 配電網(wǎng)自動化應(yīng)用原則 適應(yīng)城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)條件的原則。由于我省農(nóng)村經(jīng)濟(jì)相對落后，因而不能照搬發(fā)達(dá)國家的配電網(wǎng)自動化模式，應(yīng)該立足省情，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際條件以解決配電網(wǎng)的實(shí)際問題和符合供電可靠性及用戶的要求為目的，將有限的資金有效地投入配電網(wǎng)自動化中去。適應(yīng)配電網(wǎng)發(fā)展的原則。隨著“網(wǎng)改”的不斷發(fā)展，配電網(wǎng)無論在線路長度和設(shè)備容量上也在不斷的增長，配電網(wǎng)自動化應(yīng)該能適應(yīng)發(fā)展了的配電網(wǎng)，反過來，發(fā)展的配電網(wǎng)，更需要實(shí)現(xiàn)自動化，并逐步向智能配電網(wǎng)過渡。適應(yīng)定時限保護(hù)的原則。定時限保護(hù)方式采用電流階梯和時間階梯的重合，可使上下級保護(hù)配合方便、協(xié)調(diào)。而反時限保護(hù)由于設(shè)備產(chǎn)品的實(shí)際保護(hù)特性有差異、使上下級保護(hù)的配合不協(xié)調(diào)。 配電網(wǎng)自動化是一項綜合性系統(tǒng)工作，最基本的條件是應(yīng)具有較為完善的多路電源的配電網(wǎng)點(diǎn)，涉及到城市建設(shè)，配電網(wǎng)規(guī)劃，設(shè)備選擇第一系列繁雜工程，內(nèi)容豐富，技術(shù)性強(qiáng)。對于配電網(wǎng)自動化的發(fā)展應(yīng)實(shí)行分期，分階段進(jìn)行。第一階段為初級階段，即變電站出線以自動重合閘作保護(hù)，線路上裝多組自動配電開關(guān)，建立電壓控制系統(tǒng)。第二階段在第一階段的基礎(chǔ)上，增設(shè)通信及控制設(shè)備，對各分支線自動配電開關(guān)實(shí)現(xiàn)控制，對負(fù)荷進(jìn)行調(diào)配。第三階段建設(shè)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)和相應(yīng)的通信系統(tǒng)，將各點(diǎn)信息傳送到配電網(wǎng)調(diào)度中心，實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制及信息的自動處理，達(dá)到完善的配電自動化。由于重合斷路器經(jīng)常有合分操作以及瞬時性故障時自動重合，使得配電開關(guān)頻繁動作，導(dǎo)致設(shè)備可靠性降低，影響使用壽命。另外，自動配電開關(guān)有個合閘延時時間，故障時在并聯(lián)組數(shù)較多的線路，最末級完成合閘的時間達(dá)幾十分鐘，合閘時間明顯大于故障判斷時間，影響供電的連續(xù)性。分布式無功電壓控制目前我國城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)的電能質(zhì)量都較差，電壓水平低、諧波含量豐富、網(wǎng)損率高，尤其農(nóng)村電網(wǎng)因線路長、線徑小、配變分散，致使有的配網(wǎng)網(wǎng)損率高達(dá)28%。據(jù)統(tǒng)計220kV及以上電壓等級網(wǎng)損、110kV及35kV網(wǎng)損、::，所以10kV配網(wǎng)的降損潛力大。在配電系統(tǒng)信息化的基礎(chǔ)上通過對配電網(wǎng)電壓/無功控制的功能優(yōu)化來改善穩(wěn)態(tài)電壓質(zhì)量和降低網(wǎng)損意義重大，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。目前，在配電網(wǎng)中按就地補(bǔ)償、分散補(bǔ)償和集中補(bǔ)償?shù)炔煌臒o功補(bǔ)償方式配置有大量的無功補(bǔ)償設(shè)備，如何對它們實(shí)行最優(yōu)控制，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)損最小和電壓無功不等式約束是配電自動化的一項重要功能。只有在實(shí)現(xiàn)配電自動化的基礎(chǔ)上才能真正實(shí)現(xiàn)立足于全局的電壓/無功的最優(yōu)控制。配電網(wǎng)中，為了改善電壓質(zhì)量和降低網(wǎng)損，在配電變壓器的低壓側(cè)就地分散布置電容器組補(bǔ)償負(fù)荷無功，提供功率因素，同時在某些分段節(jié)點(diǎn)或開閉所集中布置電容器組補(bǔ)償負(fù)荷無功以及網(wǎng)絡(luò)的無功損耗，提高配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量。通過規(guī)劃優(yōu)化計算后在配電網(wǎng)的低壓側(cè)和高壓側(cè)合理地布置并聯(lián)補(bǔ)償電容器，實(shí)踐證明這種電壓/無功控制方式在配電網(wǎng)中是最經(jīng)濟(jì)有效的方法。但由于負(fù)荷的變化，為了能達(dá)到既最大限度地降低網(wǎng)損，又保證實(shí)時的電壓質(zhì)量滿足用戶要求，就必須對電容器組進(jìn)行實(shí)時優(yōu)化投切?，F(xiàn)代工業(yè)對電能質(zhì)量的要求越來越高，低的電能質(zhì)量將使產(chǎn)品質(zhì)量下降，而越來越多的電子設(shè)備的使用對電壓的要求也越來越苛刻。配電自動化在對配電系統(tǒng)的電能質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測的同時可以通過電能質(zhì)量補(bǔ)償裝置實(shí)現(xiàn)對配電網(wǎng)電能質(zhì)量的補(bǔ)償控制。電壓/無功控制的實(shí)現(xiàn)提高了配電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)電壓的質(zhì)量，除此之外，電能質(zhì)量還包括電壓波動和閃變、諧波、電壓不對稱等電壓指標(biāo)。因此進(jìn)一步提高電能質(zhì)量是配電網(wǎng)運(yùn)行與控制的重要內(nèi)容之一。現(xiàn)有的電能質(zhì)量補(bǔ)償裝置由三類：并聯(lián)型補(bǔ)償裝置能夠減小負(fù)荷電流的畸變和降低電壓閃變對網(wǎng)絡(luò)的干擾；串聯(lián)型補(bǔ)償裝置能夠提高用戶端的電壓質(zhì)量；并聯(lián)、串聯(lián)混合型補(bǔ)償裝置既能調(diào)節(jié)負(fù)荷電壓又能抑制負(fù)荷變化對配電網(wǎng)的干擾。通過對這些補(bǔ)償裝置的分散布置和集中監(jiān)控可以實(shí)現(xiàn)對配電電能質(zhì)量的控制。如今，國內(nèi)外學(xué)者提出了許多有價值的新原理、新思想來解決這個問題。然而，這些原理的應(yīng)用都依賴于豐富的測量功能，至今并不能完全確保識別的正確性。在高壓系統(tǒng)中，由于重合閘的廣泛應(yīng)用以及對輸電可靠性的要求，在線識別瞬時性故障的可行性很小，但在配電系統(tǒng)中，對于有些不使用自動重合閘的系統(tǒng)，識別出瞬時性故障對于快速恢復(fù)供電具有重要意義。識別瞬時性故障的原理有兩方面：其一是利用線路故障前后的精確采樣數(shù)據(jù)，采用微分方程及最小二乘法計算故障電弧上的電壓，以此區(qū)分瞬時性故障；其二是利用測量開關(guān)斷開時開關(guān)前后的兩側(cè)電壓的變化情況區(qū)分瞬時性故障。由于配電網(wǎng)的復(fù)雜性，不是單一方案就可以實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動化要求，對于不同的供電模式，應(yīng)具有不同的供電方案，以力求達(dá)到較完美的條件。(1) 環(huán)網(wǎng)電纜方案以電纜作為配電主干線的配電網(wǎng)自動化方案，主要在城市商業(yè)繁華、人口密集地方，以環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜為主體，負(fù)荷開關(guān)柜據(jù)所在地域和用戶的數(shù)量的要求設(shè)定出線保護(hù)多少，一般為二進(jìn)(四出)，當(dāng)進(jìn)出線回路較多，規(guī)模更大時可轉(zhuǎn)變?yōu)殚_閉所，環(huán)網(wǎng)柜和開閉所中設(shè)計量柜、聯(lián)絡(luò)等