市配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)與可靠性研究

摘要：目前正在進(jìn)行之城市電網(wǎng)改造和農(nóng)村電網(wǎng)改造，對(duì)提高城市配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)與可靠性水平提供了良好之機(jī)遇。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專(zhuān)家分析認(rèn)為：文章針對(duì)目前城市電網(wǎng)現(xiàn)狀并結(jié)合城市電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃，提出了建設(shè)適應(yīng)現(xiàn)代化需求之城區(qū)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)之解決方案。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專(zhuān)家分析認(rèn)為：

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)改造 配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù) 供電可靠性

0　引言

　　隨著電力事業(yè)之迅速發(fā)展，用戶(hù)對(duì)供電質(zhì)量和供電可靠性之要求越來(lái)越高。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專(zhuān)家分析認(rèn)為：城市電網(wǎng)改造對(duì)提高城市配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)與可靠性提出了亟待解決而且必須解決好之課題。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專(zhuān)家分析認(rèn)為：目前，全國(guó)電網(wǎng)主要以500kV和220kV電網(wǎng)為主網(wǎng)架，有之已形成環(huán)網(wǎng)和雙環(huán)網(wǎng)運(yùn)行，110kV電網(wǎng)作為地區(qū)供電之高壓配電網(wǎng)，已全部開(kāi)環(huán)運(yùn)行。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專(zhuān)家分析認(rèn)為：從目前情況來(lái)看，現(xiàn)有網(wǎng)架結(jié)構(gòu)對(duì)于大部分地區(qū)之供電能力不能滿(mǎn)足N-1之要求。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專(zhuān)家分析認(rèn)為：城市電網(wǎng)改造將給配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)與可靠性水平帶來(lái)前所未有之發(fā)展機(jī)遇，城市電網(wǎng)應(yīng)在未來(lái)之幾年內(nèi)加速網(wǎng)架結(jié)構(gòu)建設(shè)和城區(qū)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)，提高供電質(zhì)量和供電可靠性，以滿(mǎn)足現(xiàn)代化建設(shè)之供電需求。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專(zhuān)家分析認(rèn)為：

1　城市配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　由于現(xiàn)有配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)平臺(tái)不統(tǒng)一，功能單一，各系統(tǒng)間很難實(shí)現(xiàn)互聯(lián)和信息共享，造成重復(fù)建設(shè)、信息資源浪費(fèi)，這些現(xiàn)狀都極大之限制了電力系統(tǒng)之發(fā)展。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專(zhuān)家分析認(rèn)為：為此，需要推出一種全新之一體化之配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)——就是把數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）、配電管理系統(tǒng)（DMS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、管理信息系統(tǒng)（MIS）、高級(jí)應(yīng)用軟件（PAS）以及變電站綜合自動(dòng)化、饋線(xiàn)自動(dòng)化、通信系統(tǒng)集成為一個(gè)體系結(jié)構(gòu)良好、平臺(tái)統(tǒng)一、信息共享、高效靈活之信息系統(tǒng)(見(jiàn)圖1)。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專(zhuān)家分析認(rèn)為：

圖1　城市配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)圖

2　城市配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

　　（1） 城市配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)遵循以下各項(xiàng)開(kāi)放式國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(括硬件平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)，軟件平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)，通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)以及應(yīng)用程序接口標(biāo)準(zhǔn)等):① 操作系統(tǒng)接口符合IEEE、POSIX及OSI國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)；② 數(shù)據(jù)庫(kù)接口符合SQL結(jié)構(gòu)化查詢(xún)語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)；③ 人機(jī)界面符合Motif，Windows標(biāo)準(zhǔn)；④ 計(jì)算機(jī)通信協(xié)議：TCP/IP，X.25。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專(zhuān)家分析認(rèn)為：
　　（2） 系統(tǒng)之可擴(kuò)展性。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專(zhuān)家分析認(rèn)為：主站系統(tǒng)之規(guī)模、容量、處理速度、CPU負(fù)荷應(yīng)有充足之裕度。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專(zhuān)家分析認(rèn)為：
　　（3） 系統(tǒng)實(shí)時(shí)性。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專(zhuān)家分析認(rèn)為：滿(mǎn)足電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)性之要求。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專(zhuān)家分析認(rèn)為：
　　（4） 可維護(hù)性。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專(zhuān)家分析認(rèn)為：可維護(hù)性良好，提高了系統(tǒng)可利用率。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專(zhuān)家分析認(rèn)為：

3　配電管理主站系統(tǒng)（DMS）

3.1　配電自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)
　　一體化之配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)是一套括數(shù)據(jù)SCADA、GIS、PAS在內(nèi)之完整配電系統(tǒng)解決方案，是一個(gè)實(shí)時(shí)監(jiān)控和離線(xiàn)管理相結(jié)合之系統(tǒng)，將電網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)和用戶(hù)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)、電網(wǎng)接線(xiàn)圖形和地理圖形、圖形與數(shù)據(jù)結(jié)合在一起，具有很高之安全性和集成度。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專(zhuān)家分析認(rèn)為：系統(tǒng)具備軟硬件隔離之功能，而且系統(tǒng)軟件之運(yùn)行跟網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備類(lèi)型無(wú)關(guān)，能適應(yīng)括光纖、配電線(xiàn)載波、無(wú)線(xiàn)通信等多種通信方式或組成廣域網(wǎng)之方式。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專(zhuān)家分析認(rèn)為：在開(kāi)放式支撐平臺(tái)之基礎(chǔ)上，系統(tǒng)具有開(kāi)放性、可靠性和易用性。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專(zhuān)家分析認(rèn)為：
3.1.1　SCADA/GIS之一體化設(shè)計(jì)
　　城市配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)在設(shè)計(jì)階段應(yīng)充分貫徹SCADA/GIS一體化設(shè)計(jì)之思想，主要體現(xiàn)在2個(gè)方面：一是數(shù)據(jù)建設(shè)、處理之一體化，二是應(yīng)用之一體化。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專(zhuān)家分析認(rèn)為：特別是實(shí)時(shí)GIS應(yīng)用與SCADA/DMS之緊密結(jié)合，真正做到實(shí)時(shí)應(yīng)用。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專(zhuān)家分析認(rèn)為：配電自動(dòng)化系統(tǒng)底層數(shù)據(jù)建設(shè)之一體化，使得SCADA系統(tǒng)和GIS系統(tǒng)共享同一套數(shù)據(jù)，采用同一個(gè)底層數(shù)據(jù)庫(kù)，無(wú)需再做額外之?dāng)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工作，保持SCADA系統(tǒng)和GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)之一致性，用戶(hù)在任一平臺(tái)上所作之編輯修改工作都可以自動(dòng)表現(xiàn)在另一平臺(tái)中，減少用戶(hù)維護(hù)難度[1]。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專(zhuān)家分析認(rèn)為：
3.1.2　UNIX/NT跨平臺(tái)之完整系統(tǒng)
　　城市配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)是UNIX/NT跨平臺(tái)之完整系統(tǒng)，根據(jù)用戶(hù)需求，可以在全Unix環(huán)境、全Windows NT環(huán)境、UNIX＋Windows NT混合環(huán)境中完成基本相同之功能。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專(zhuān)家分析認(rèn)為：
　　Unix系統(tǒng)具有較高之安全性和穩(wěn)定性，但造價(jià)昂貴，不適宜大范圍配置，同時(shí)對(duì)人員之要求較高，培訓(xùn)難，推廣不易，特別是在配電系統(tǒng)、用電系統(tǒng)等涉及部門(mén)、工作較多時(shí)較難實(shí)用化。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專(zhuān)家分析認(rèn)為：而NT系統(tǒng)安全性也符合美國(guó)國(guó)家安全規(guī)定，盡管穩(wěn)定性等方面稍弱，但造價(jià)合理，適宜于大范圍使用，電力系統(tǒng)應(yīng)用既要保證高度安全和可靠，又要能在各部門(mén)和科室中推廣實(shí)用。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專(zhuān)家分析認(rèn)為：在對(duì)造價(jià)和人員培訓(xùn)等方面作了充分考慮后，我們優(yōu)推薦使用UNIX＋NT跨平臺(tái)之方案，服務(wù)器端在UNIX系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)管理功能，NT系統(tǒng)作為客戶(hù)端之平臺(tái)，既有好之性?xún)r(jià)比，人機(jī)交互更是友好，這樣能較好地解決安全、穩(wěn)定、實(shí)用等方面之問(wèn)題。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專(zhuān)家分析認(rèn)為：
3.1.3　針對(duì)實(shí)際之配網(wǎng)電力高級(jí)應(yīng)用軟件
　　一體化配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中之電力高級(jí)應(yīng)用軟件（PAS）是調(diào)度人員和規(guī)劃人員對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析和監(jiān)視控制之強(qiáng)大工具，在監(jiān)視電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)、優(yōu)化全網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式、分析電網(wǎng)安全性和降低或消除電網(wǎng)中不安全因素等方面都起著不可替代之作用。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專(zhuān)家分析認(rèn)為：
　　與高壓輸電網(wǎng)相比，配電網(wǎng)一般是輻射型樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，環(huán)網(wǎng)少或沒(méi)有，支路參數(shù)Ｒ、Ｘ之比值較大，三相負(fù)荷不對(duì)稱(chēng)問(wèn)題比較突出。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專(zhuān)家分析認(rèn)為：許多在輸電網(wǎng)絡(luò)上使用之經(jīng)典算法都不再適用。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專(zhuān)家分析認(rèn)為：
　　配電網(wǎng)故障檢測(cè)、隔離與恢復(fù)系統(tǒng)是配電管理系統(tǒng)中新增之重要功能模塊，能夠直接反映配網(wǎng)系統(tǒng)之自動(dòng)化水平。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專(zhuān)家分析認(rèn)為：故障檢測(cè)、隔離與恢復(fù)模塊應(yīng)具有以下特點(diǎn)：
　　（1） 適用于各種網(wǎng)絡(luò)，對(duì)各種供電方式都能夠進(jìn)行準(zhǔn)確之分析計(jì)算，迅速恢復(fù)供電；
　　（2） 先進(jìn)智能軟件完成系統(tǒng)全局性之分析判斷，考慮系統(tǒng)之實(shí)際負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)約束，對(duì)恢復(fù)方案進(jìn)行相應(yīng)之潮流校核，真實(shí)反映系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況，確保系統(tǒng)安全；
　　（3） 軟件之智能判斷，對(duì)故障區(qū)段一次性定位、隔離，減少了斷路器之分合次數(shù)，避免了短路電流對(duì)設(shè)備和電網(wǎng)之多次沖擊，可延長(zhǎng)設(shè)備之使用壽命；
　　（4） 人工智能與數(shù)值計(jì)算相結(jié)合，多種恢復(fù)方案搜索，在各種情況下都能夠給出相應(yīng)之應(yīng)對(duì)策略；
　　（5） 多目標(biāo)模糊評(píng)價(jià)方法，恢復(fù)方案依評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行排序，可供調(diào)度員進(jìn)行參考，確保得到優(yōu)選之恢復(fù)方案；
　　（6） 能直接在單線(xiàn)圖上模擬故障隔離與恢復(fù)方案之全過(guò)程，能直接執(zhí)行相應(yīng)遙控命令。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專(zhuān)家分析認(rèn)為：
3.1.4　適合電力系統(tǒng)特點(diǎn)之地理信息系統(tǒng)（GIS）
　　地理信息系統(tǒng)是處理空間數(shù)據(jù)之輸入、輸出、管理、查詢(xún)、分析和輔助決策之計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)，是近年發(fā)展起來(lái)之一門(mén)邊緣科學(xué)。陽(yáng)光電子學(xué)校維修專(zhuān)家分析認(rèn)為：GIS系統(tǒng)之引入為電力系統(tǒng)應(yīng)用提供了全新之表達(dá)方式，更具現(xiàn)實(shí)性，更直觀易用，并對(duì)現(xiàn)有應(yīng)用進(jìn)一步擴(kuò)

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