配电自动化新技术以及发展趋势

1.绪论

在电力市场环境下,对配电自动化系统的经济性要求将会提高,配电自动化各种功能之间的协调性要求增强,对信息的需求加大,从而对配电自动化功能的集成及综合提出了更为严格的要求。因此,电力市场环境下配电系统的自动化,将是集成以往各自独立的孤岛自动化,形成通道、信息、功能、效益综合,供电方与用户联动的“配电系统综合自动化(DCA)。”其内容将涉及调度运行自动化、管理自动化及用户自动化,特别是用户自动化将是电力市场环境下配电系统综合自动化的重要内容。其主要内容包括:配电自动化(DA),配电管理自动化(DMA),用户自动化。其中配电自动化侧重于控制功能的自动化,包括配电、SCADA、馈线自动化。从信息角度看,它更侧重于信息的自动收集。配电管理自动化侧重于配电系统运行管理和决策的自动化、信息化,包括地理住处系统(GIS)、设备运行管理(AM)、高级分析决策功能等,它更侧重于对信息的自动处理和决策;用户自动化主要包括远方自动读表、负荷管理、实时电价信息、用户电力技术等。

2. 新时期配电系统综合自动化面临的问题

2.1 配电管理应面对的问题

电力市场环境下的配电管理系统必须在以下几方面加以提高和改进

(1)具有电能质量监测评价的功能。电力市场环境下对电能质量的广泛关注迫使配电公司建立有效的电能质量监测手段。但如果专门建立一套监测系统将花费很大的一次投资及运行维护费用,势必加大供电企业的成本。因此,理想的办法是把电能质量监测作为配电系统综合自动化的一项功能,开发出考虑电能质量监测的配电SCADA系统和相应的分析软件来对各种电能质量问题进行系统的分析。做到共用信息通道、共用数据库系统等,从而实现对电能质量的经济有效的实时在线监测和分析处理。供电公司可以通过所监测到的信息检验其电能质量的状况和决定应该采取的措施。

(2)必须对部分高级应用分析软件加以改进以适应电力市场需求,并且真正实用化。负荷预测:市场环境下由于峰谷电价、分时电价及实时电价的推行,尤其是在实行需求侧竞价后,负荷的随机性增大,增加了负荷预测难度,负荷预测软件必须适应这种变化。无功优化与电压调整:传统的无功优化是在满足电压约束的条件下以网损最小为目标的,在电力市场环境下,无功优化及电压调整涉及到用户供电的质量问题,而不同的供电质量应该有不同配电电价,因此优化的目标将以收益最大为目标。故障恢复与网络重构:在电力市场环境下故障恢复及网络重构目标也转变为收益最大。

(3)提高和加强信息系统集成化及应用功能综合化的力度。为降低供电成本,必须打破以往各单项自动化工程相互独立、功能重叠的弊端,将配网自动化系统的信息进行集成,对其功能进行重组与综合。实现SCADA系统与CIS系统的一体化设计、融合现有的CIS系统、线损管理系统、可靠性管理系统及生产MIS系统,实现一体化的配电管理系统。

2.2 用户自动化应面对的问题

(1)在零售竞争电力市场模式下,由于开放了零售竞争,允许需求侧竞价,这就要求配电网络运营商有相应的技术手段对配电网络阻塞进行有效管理。而利用配自动化系统完成这一任务将是经济有效的选择。

(2)具有分时电价、实时电价信息发布及计量与结算功能。在电力市场环境下,为充分运用电价的调节功能,采用分时电价、实时电价手段调整用户及系统的负荷曲线、降低高峰提高系统容量负载率,降低配电网的建设入运行成本(包括提高系统容量负载率、减少及延缓基建投资、过负荷损耗等)。而分时电价、实时电价必须有相应的技术手段支持。因此,可以将分时电价、实时电价信息发布及计量与结算作为配电系统综合自动化的一项基本功能,可以大大提高自动化系统综合效益。

2.3 配电自动化面临的问题

(1)高度可靠和快速反应的变电站、馈线自动化系统。在电力市场环境下,为了保障终端用户的供电可靠性,自动化系统不仅要求能够正确判断故障、隔离及恢复故障,而且要求加大对自动化系统的投资,增加快速、可靠的开关及控制装置,尽量减少对用户的停电次数和停电时间。同时,因配电网故障必须中断部分负荷供电时,应能快速自动识别重要用户,优先保障其供电。

(2)为了适应市场环境下的竞争需要,SCADA系统的功能应该是强大的,特别是对重要用户的监控更应该作到准确、可靠、灵敏。否则会给配电公司带来较大的损失,这种损失包括对用户的真接停电和造成社会影响的间接损失。

(3)实现SCADA与GIS一体化设计,达到SCADA和GIS数据一体化、功能一体化、界面一体化,实现从GIS中自动提取SCADA需要的网络结构和属性数据及由SCADA系统向GIS提供配电实时运行数据。

(4)采用可扩展综合型的配电自动化终端(CDAU)。为满足电力市场对电能质量的监测及实时电价信息的发布要求,实现综合信息的采集及控制, 尽可能减少现场终端的数量及降低系统的复杂性,应考虑采用可扩展功能的综合型配电自动化终端。该终删除了具有通常的功能外,还具有电能质量监测、实时电价信息发布、故障录波及部分仪表功能。

3. 配电自动化系统的运行维护和人员培训

配电自动化系统是复杂的多功能综合系统,健全、完善的配网自动化挂你机制是发挥其功能,提高企业和社会综合经济效益的保障。配电自动化系统的运行维护应从组织机构、规章制度、人员培训三方面着手。通过合理的分工协作,明确的规章制度和专业的运行人员使配电自动化系统发挥最大的效益。

配电自动化管理机构设置方案应做到各部门分工明确,职责清晰。明确配网自动化系统的一、二次设备、主站系统、终端设备、通讯系统等运行、维护单位,并就相关的工作交叉进行规定。明确各单位的工作流程。建立专职机构从事规划编制、工程管理、质量管理及运行维护管理等日常工作。按照“配售分离”的原则设置专职呼叫中心和客户服务部门,提高供电企业形象。

相关的规章制度能够确保配电自动化系统安全、稳定、可靠运行;明确各部门人员的操作权限,保证各行其责,互不冲突;细化正常、故障和异常状态下的操作规范,保障有章可循。运行管理人员是配电自动化系统中最灵活和积极的因素。要求配电自动化系统运行人员了解配网自动化系统的基础知识,并熟练使用, 能处理系统本身的一般故障;熟悉变电站及配电网结构、运行方式,基本了解监控范围内设备的技术参数及技术性能。通过有组织的培训工作,提高系统运行维护人员的业务素质,增强对SCADA技术、数据传输网络技术、GIS技术、新型通信协议标准、网络安全、光通信与PLC技术、IED现场设备技术(包括 RTU、FTU、TTU、电子TA/TV等)和配电网运行分析等配点自动化相关知识的理解。通过培训发挥人的潜能,以提高系统运行水平和工作效率。