1城市配网自动化系统技术特点与基本原则
配网DSCADA+GIS+配网高级应用是当前配网自动化主站系统的基本模式,配网自动化主站通过配网安全接入区前置服务器采集各配网自动化设备的开关位置、量测值及保护、异常信号等,配网DSCADA应用将对所采集的信息进行处理,将开关位置、量测量展现在GIS单线图中,相关告警信号则展示于告警窗中,配网监控人员根据系统数据进行配网线路的监视与控制。目前无线通信在配网自动化终端使用广泛,除此之外电力载波、光纤等通讯方式,能够在开放发展的环境中显现出自身具备的技术优势,特别是随着5G通信及云计算的发展,具备高速率、低延时及广连接特点的5G将成为配网自动化终端的重要接入媒介之一,未来配网自动化将走向5G+云边融合模式。因此,开放性、可靠性及实用性是当前城镇配网自动化系统的主要特点。
从配网自动化系统的配置原则方面看,主要有以下几点:
(1)配网自动化系统当中,应当使操作系统的接口符合POSIX、OSI、IEEE等国际标准;
(2)操作系统的接口所对应的语言方面,应当使其与SQL结构语言标准类型保持基本吻合;
(3)配网自动化系统的人机交互界面应友好、实用,符合人机工效设计。
(4)在通讯过程中,终端通信协议应使用TCP/IP,使用统一的配网规约。
除以上几点外,为保持配网自动化系统良好的发展趋势,应当密切关注自动化系统自身扩展性问题,且还需要考虑运行过程中的维护性与实时性等特征,尽量做到容量、规模和处理速率之间的平衡,利用实时监控的手段来掌握系统运行过程中的各类异常事件,为维护工作的顺利开展提供有利条件,让配网自动化系统的安全、稳定运行得到可靠保障。
2配网自动化的应用
2.1 GIS红黑图技术
GIS红黑图技术技术是目前配网自动化图纸管理的必备模块,当配网线路计划进行自动化改造时,运维部门将在GIS系统上修改该单线图,图纸经过运维部门审核后,GIS系统将自动触发预发布图的推图流程,GIS系统将以svg+xml的形式以异动单号为单位向SOA总线接口推送图模文件,配网自动化主站系统通过其部署在Ⅲ区的GIS图模接口服务器获得该图模文件,并将该图模文件通过Ⅰ/Ⅲ区正、反向安全隔离装置将图模文件推送至Ⅰ区并进行文件解析、规则校验,通过校验的图模文件将自动导入配网自动化系统,配网自动化主站工作人员使用预发布的红图与运维部门进行配网自动化终端的调试,待该改造项目结束并申请送电后,由调度员发布该红图完成预发布红图至正式版黑图的转换。
2.2远程终端系统
在配电自动化系统中,配电自动化远动终端主要有FTU、DTU、TTU、故障指示器等。配网自动化远动终端主要实现了终端采集的模拟量、状态量数据的实时上送及遥控命令的执行。就目前配网自动化终端运行状况而言,配网自动化终端的电源供应、线路跳闸时后备电池做为电源能带得了多久配网自动化终端及开关机构储能电机运行,后备电源为高能电容的配电自动化终端长期运行的高能电容损耗后储能容量将不足以驱动配网开关机构完成一轮储能操作导致开关拒动,是一个值得思考的问题。
2.3能量转换技术
在智能电网系统的实际建设中,新能源出力已成为网供出力及错避峰出力之一。利用新能源技术发电可以适当减少传统火电出力,降低发电领域的碳排放,有效保证智能电网系统发展与经济社会效益的有机结合,新能源发电技术在智能电网中的广泛应用可以有效保证其低能耗、低污染,通过使用现代先进技术,促进电能转换,促进可持续发展。目前,配网在智能电网上的应用主要包含分布式小水电的并网点监测,通过在分布式小水电并网点安装升级版配网自动化开关,实现并网点遥测、遥信的采集,使调度员能实时掌握各小水电负荷出力;通过退出小水电并网点开关得电合闸功能、变电站内馈线开关可投入重合闸功能,若该小水电解列或馈线故障导致线路跳闸时,并网点配网自动化开关失电分闸,此时若变电站内馈线开关重合闸动作时并网点开关不再动作合闸,若该线路为永久性故障,重合闸于故障后变电站开关将后加速跳开站内开关,隔离故障线路,若为瞬时性故障,重合闸成功后再由配网调度员遥控合上该并网点开关实现小水电的并网。但是,从许多发达国家的电能转换技术来看,我国的相关技术还不够成熟,在能源转换过程中需要不断完善,需要技术创新。在智能电网建设中,能量转换技术具有非常重要的价值和意义。同时,采用更多的高科技并网技术也是智能系统技术发展的核心内容。为了更好地保证能量转换技术取得巨大优势,相关员工需要加大技术改进力度,培养更多高素质人才,进一步加强智能电网的优化、建设和创新。
2.4配网GIS
GIS是电网数字化平台的核心组成部分,负责电网资源中心建设,基于统一电网数据模型,通过电子化移交实现全网电网资源(图形、台账、站线变户拓扑)的统一维护,并融合生产、调度、计量等实时数据,构建完整、准确、鲜活的电网一张图,数据统一存储于数据中心,建设具有电网特色的地图导航引擎与二三维电网资源共享服务,支撑电网管理平台、输电机巡、变电站智能运维等三维业务应用。因此,GIS建设过程中,应充分了解与其有数据接口交互关系的各系统的数据结构及数据需求,在充分考虑数据的输入、处理、输出等各环节需求后,制定具有针对性的解决方案,满足不同应用场景的应用需求。
2.5通信系统
信息的准确、快速传输和接收将直接影响到整个系统的运行效果,在设计配网自动化通信方案时,需考虑的因素主要为主站与配网自动化终端间的有效通信。目前常用的配网通信方案主要针对主站与配网自动化终端间的通信及主站与现场单元之间的通信。随着5G技术的不断发展,具有高速率、低时延、广连接、低空口时延等优势的5G将广泛应用于电力通信,实现万物互联。在未来,5G将分配一个固定频段专用于电力通信,通过正交频分复用的方式实现电力通信与公网的物理隔离,增强配网安全接入区网络安全水平,提高配网自动化终端的接入带宽与在线稳定性,同时5G还具备授时功能,为配网线路的配网差动保护装置提供实用化投运条件。
2.6智能配网自愈技术
目前配网自愈大致分为主站集中型和就地自愈型两大类。主站集中型是指当配网线路发生故障后,配网主站依靠各配网自动化终端所上送的遥信告警信号,根据GIS图的电气拓扑定位出故障点所处区间,自动下发遥控指令断开该故障区间两侧的配网自动化开关隔离故障,确认故障隔离成功后,配网自动化主站系统将对目前拓扑进行一次配网潮流分析及合环潮流安全校核,若当前运行方式符合安全运行及合环转供条件,系统将自动下发遥控指令合上非故障区间开关或联络开关,实现非故障区域的快速复电。同时配电自动化主站系统还能根据配网自动化终端并结合站内10kV小电流接地选线装置等相关线路接地告警信号,基于10kV配网线路单相接地模型结合自身算法,推断出该条10kV配网线路接地故障的区间并向配网调度员进行告警提示。
结论
总之,在配网建设过程中,其建设的规划、布局及建设质量将直接影响配网实用化的落地,从而影响智能配电网的技术实用进程。百年未有之大变局正在全速推进,在中国实现现代化和共同富裕的进程中,能源始终是重大战略问题,“十四五”将瞄准低碳发展这一方向,构建多元能源保障体系,重塑能源生产与消费的布局,以新能源为主体的新型电力系统将建立全新的能源秩序,而智能电网及配网自动化的建设将推动这一新型能源体系的落地、转型。在发展、转型的过程中,还应积极参考国内各地及国外智能电网及配网自动化建设经验,结合地方特色,不断创新求发展,提高智能电网及配网自动化的建设质量。
参考文献:
[1]贺墨琳,徐常,陈露东.城市配网自动化及其配网规划的应用[J].电子技术与软件工程,2020(9).
[2]殷健.城市配网自动化及其配网规划的应用探究[J].华东科技(综合),2020,(02):P.1-1.
[3]刘汝墨.城市配网自动化及其配网规划的应用分析[J].名城绘,2020(04):P.1-1.