对闭环运行方式配电自动化系统的探讨

对闭环运行方式配电自动化系统的探讨

作者：苏荣春

来源：《华东科技》2013年第06期

【摘要】近年来，随着我国的不断发展与进步，大众生活水平的日益提升，用电已成为人们生活中不可或缺的一部分。因此，供电的质量与可靠性影响着人们的日常生活与生产。具有良好的供电质量和可靠性可减少用电户的经济损失，同时增加供电部门的经济效益。在电能发变送配中，配电是最后一个环节，在电力生产中具有十分重要的作用。 【关键词】配电自动化；闭环；可靠性 前言

随着社会的发展，我国的电力工业已经进入一个新的发展进程，电力资源紧张是近期我国经济建设过程中重要的需求矛盾之一，因此，社会对加强电网建设、电网安全稳定运行、电能质量和优质服务水平也提出了相应更高一层的要求。据笔者了解，近年来我国许多地区已经在不同层次、不同规模上对配电网自动化系统进行了优化。其中，闭环运行方式配电自动化系统开始在一些地区得到应用并取得了显著效果。 1配电自动化系统

（1）配电自动化系统（DAS）是一种可以使配电企业在远方以实时方式监视、协调和操作配电设备的自动化系统。各软件模块按功能对象明确划分，较为清晰。其内容包括配电网数据采集与监视（SCADA系统）、配电地理信息系统（GIS）和需求侧管理（DSM）。配电自动化主要是通过自动化系统，对配电网的实际运行情况进行更加全面的掌握与控制，其中包括负荷电流、接线方式、开关状态等。其目的在于提高供电的可靠性，提高供电服务质量，提高企业的经济效益并提高配电网络的管理水平。因此，运用配电自动化系统，可以在发生故障时，快速切断故障恢复供电，缩短事故抢修时间，保证供电的服务质量。

（2）闭环式配电自动化系统的SCADA具备现场数据的实时采集，采集各种部件（变压器、线路等）的电压、电流、功率等和各断路器的分、合状态，在此基础上实现系统监视和控制的功能。

（3）配电地理信息系统（GIS）包括设备管理（FM），其功能是将变电站、馈线、开关、电杆等设备的技术数据反映在地理背景图上。用户信息系统（CIS）便于将用户名称、地址、帐户、电话、用电量和负荷、供电优先级、停电记录进行处理，以尽快判断故障影响的范围。同时，SCADA上报的实时数据信息后，数据信息会与GIS相结合，便于操作、管理人员动态分析配网运行情况。接到停电投诉后，停电管理系统（OMS）发挥作用。GIS通过CIS和

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SCADA，快速查明故障地点，选择合理操作顺序和路径，自动将处理信息转给投诉电话应答系统。

经过不断的改革与尝试，我国许多地区已运用AM/FM/GIS系统，此种系统与通用的GIS在不少方面具有类似的风格，其比较突出的技术特征是可以结合网络协同作业环境，与实时监控系统紧密联系，高速的分级浏览查询。拥有着对海量数据进行高效的统计和管理，对多维图形进行实时显示的能力。

（4）需求侧管理（DSM）可使电力供需双方共同管理，以此来提高供电的可靠性。其中包括负荷监控与管理（LCM），通过综合分析用户用电量，分时电价，天气预报，供暖特性等，从而确定最优运行和负荷控制计划。远方抄表与计费自动化（AMR）是通过通信手段将远方用户电表数据，传到控制中心，自动生成电费报表、曲线。

（5）网络分析和优化（NA）的功能是减少线损，改善电压质量，从而降低运行成本。其中包括，网络接线分析，配电网潮流分析，短路电流计算，负荷模型的建立与校核，配电网状态估计（主配网电量估计、沿馈线电量估计），配电网负荷预测，安全分析，网络结构优化和重构，配电网电压调整及无功优化。

（6）工作管理系统（WMS）具有监测运行设备，分析采集的数据，判断设备磨损状态，实现预防性检修等功能。

（7）配电自动化终端装置（FTU）

配电网监控远方终端（FTU）的功能是对控制对象实时位置信号和测量值的接受以及对控制对象进行遥控。当配电网采用环网结构，按闭环方式运行时，部分用户对用电要求很高，希望在系统发生故障时，能瞬时切除故障，保证不间断供电，因此对配电网电气设备和保护方式提出了较高要求，此时应当选择恰当的FTU。 （8）馈线自动化

馈线自动化是配电自动化的重要组成部分。其目的是对馈出线路进行数据采集和监控（SCADA功能），故障时，及时准确地确定故障区段，迅速隔离故障区段并恢复健全区段供电。主要功能有配网馈线运行状态监测、控制、故障诊断、故障隔离、网络重构等。馈线自动化的实现一种是基于重合器的馈线自动化系统，另一种基于馈线终端设备（FTU）的馈线自动化系统。

2对闭环与开环的应用分析

（1）电力系统闭环运行指在网络结构中形成“环状”或称“网眼”，具体可分为同一电压等级形成的环网和经过变压器并联运行形成的“电磁环网”，与闭环运行对应的称为“开环运行”。

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（2）闭环系统是基于反馈原理建立的自动控制系统。反馈控制系统由控制器、受控对象和反馈通路组成。同开环控制系统相比，在反馈控制系统中，不管出于什么原因（外部扰动或系统内部变化），只要被控制量偏离规定值，就会产生相应的控制作用去消除偏差，所以闭环比开环更精确。相对于开环运行来说，闭环运行在供电连续性和维持电压水平方面都有优势，也更适用于有分布式电源接入的情况。

（3）闭环和开环运行时，由主站系统进行判断辨别。当某开关状态变化时，相应信息开始传送，接着由主站系统来判别该环此时所具有的运行状态。如果运行方式发生变化，系统将通知所有的配电自动化终端装置修改其保护动作判据和条件。当发生单相接地故障时，系统会先由小电流接地选线装置判断辨别故障线路所在，接着由配电自动化相关软件通过控制操作线路开关辨别到故障的线路，然后断开断路器，并恢复非故障段负荷的供电。

（4）由于不同地区各种因素的制约，配电网自动化主站系统（DMS）需要考虑闭环和开环运行方式兼容的情况。所以，对DMS系统提出了更高的要求。

（5）当采用闭环方式运行配电网系统时，为实现迅速的恢复供电，应着重注意必须条件：采用断路器，配置具有状态差动保护功能的FTU，具备光纤通信信道。 3结语

目前，许多地区双端供电已成为常用的供电模式，在倒负荷或检修时，通过合、解环操作来减少停电时间和停电范围，提高供电可靠性，但是合、解环操作必然会引起非故障线路不必要的停电，给用户造成损失。同时，在线路出现故障后，不能迅速的接触故障，保持线路通畅，势必会影响用户正常生产或者生活。通过本文分析可知，配电网闭环时，可以满足正常的继电保护的要求，提高供电服务质量。因此，在配电网中，可以采用闭环运行方式。这样可以更加有效地减少停电范围和时间，提高供电可靠性，增加供电量。采用这种运行方式，可以充分地利用现有的网络资源，提高了供电的可靠性，也节省了相应的投资。 参考文献：

[1]刘健，倪建立，邓永辉.《配电自动化系统》.北京：中国水利水电出版社，1999. [2]夏道止.《电力系统分析》.北京：中国电力出版社，2004.