配電自動化系統建設論文
摘要：介紹了濟寧局城區配電網自動化系統的實施情況、功能及實現目標。
關鍵詞：配電系統自動化實踐
1城區配電網結構概況
目前濟寧城區共有7座變電所，即市中所、東郊所、西郊所、南郊所、北郊所、後鋪所和高新所，城區10kV主幹線路46條。結合城網建設改造和標準化工作，以市中變為中心，城區全部實現了多電源點供電和"手拉手"供電，供電符合"N-1"準則，滿足配電自動化對手拉手線路供電電源的要求。整個配電網路結構合理，各種電力設施標準，為配電自動化的實施打下了堅實的基礎。
2配電自動化系統實施範圍
"上規模才能出效益"，本著高起點、高標準、高度代表性的原則，我公司的配電自動化系統覆蓋整個濟寧城區，包括主站系統一套，子站系統7套，戶外配電裝置計118臺柱上開關，10座開閉所，實現42條架空線路、4條地纜線路的饋線自動化。
3配電自動化系統簡介
實踐證明，建設DA與基於GIS的DMS一體化系統，實現線上系統與離線系統、電網結構與地理圖形、電網資訊與使用者資訊的有機結合，給我們構建了完整的、時間與空間一體的現代化數字配電網概念，在配電排程、執行、規劃、設計、施工、業擴、搶修、營銷、客戶服務等多方面將發揮重要的作用，應是我國配電自動化及配電管理的基本模式，它也是當今世界配電管理現代化的發展方向，是數字化供電公司的最重要的組成部分。我公司的配電自動化系統即是上述DA與基於GIS的DMS一體化系統。
傳統意義上的DA系統有兩種模式，即電壓型和電流型。兩種模式在理論上均能實現，主要應考慮本地區的實際情況。電流型開關由於需要直流電源做為操作電源，執行維護工作量大，故障處理和網路重構高度依賴通訊系統和後臺系統支援，具有較大的風險性，配電線路供電半徑和縮短和分段數量的增加以及線路上負荷情況的變化，給各級開關的動作時間的配合帶來了整定難題，且開關需切斷故障電流，造價高昂推廣受限，基於上述原因，根據我市配電網現狀，我公司選用電壓型DA系統。
3.1概況
配電自動化裝置採用日本東芝公司開發、設計、生產的電壓型自動化裝置，包括：柱上自動真空開關、電源變壓器、一體型遙控終端單元和站內故障指示裝置。
配電自動化系統由配電主站系統、配電子站系統和系列戶外測控終端及通訊系統組成，能夠對配電網路進行全面的計算機監視、控制和管理。位於配電排程中心的配電主站系統具有配電SCADA、配電GIS、配電模擬、線上維護、大螢幕顯示和高階應用分析等功能。配電子站系統分佈於市區變電所，負責各變電所管轄的戶外測控終端RTU(FTU、TTU、DTU等)的資訊轉發和監控，並可轉發站內RTU和保護資訊。戶外測控終端分佈於廣闊的配電網路各個節點，負責採集配電線路的資訊及轉發，並執行配電線故障的就地保護和配電線路的遙測、遙控、遙信功能。
3.2配電主站系統
配電主站是整個配電自動化系統的核心，主站系統採用日本東芝技術的TOSCAN－D3000C系統，其硬體和軟體遵循國際標準設計。配電主站的裝置包括分佈於兩層開放型LAN網上的伺服器、工作站、TCM和外設等。伺服器和工作站選用的是UNIXEWS生產廠家SunMicrosSystem製造的SunUltra60。
系統主要功能：
(1)配電SCADA功能：配電SCADA不僅包括資料採集(遙信、遙測)、報警、事件順序記錄、事故追憶、遠方控制(遙控)、計算、趨勢曲線、歷史資料儲存和製表列印、事件記錄等常規SCADA功能，還包括線路的動態著色、地理接線與GIS整合等功能。它主要包括資料採集、處理、顯示和控制功能。
(2)故障處理功能：
自動查詢配電網、變電所發生的故障並自動恢復故障區間以外停電區間的正常供電。當配電網、變電所發生故障時，根據發生故障引起的配電線開關、保護、柱上開關的狀態變化判斷故障的發生區間及原因，並透過畫面顯示、警報鳴響、列印等來通知操作人員。
(3)DMS功能：
配電網地理資訊系統(GIS)是建設DMS的基礎，它與AM/FM結合，形成AM/FM/GIS系統，把配電網圖形資料和非圖形引數建立於地理圖形的基礎上，真實反映配網線路的'實際走向、電力裝置地理位置和屬性、所屬電力使用者的屬性等各種資訊。為監視配電網的執行和電力系統執行管理提供具有地理資訊的網路模型，支撐系統應用軟體的開發，實現圖形處理、線路工程輔助設計、查詢統計、裝置運行臺帳管理、使用者報修、使用者業擴輔助設計等功能。
(4)與其他系統的介面：配電自動化系統具有開放分佈的特點,網路通訊採用TCP/IP國際標準協議,因此係統可直接透過LAN、或經網橋與其他自動化系統進行整合。其中包括與公司MIS系統、用電MIS系統、排程自動化系統和大螢幕顯示等系統的介面。
(5)高階應用軟體：
包括網路拓撲、狀態估計、線上模擬、負荷管理、潮流計算、短路電流計算、可靠性分析、執行管理、工程管理等軟體
(6)三大指標計算：
包括配網可靠性分析、網損計算、電壓合格率統計。
3.3配電子站系統(TCR)配電子站主要採集變電所內RTU和戶外各種RTU(FTU、DTU、TTU等)的資訊，並進行資料彙集和轉發。由於配電子站管理的RTU數量眾多(是變電所監控系統的3～5倍),因此配電子站的高可靠性和靈活配置的設計是必不可少的。
配電子站的主要功能包括：
(1)變電所內RTU資料的彙集和轉發。
(2)戶外RTU(包括FTU、DTU、TTU等)資料的彙集和轉發。
(3)資料預處理。
(4)規約轉換。
(5)當地維護功能。
(6)自我診斷功能。
3.4配電終端裝置遙控終端單元RTU分佈於複雜的配電網上且數目眾多，執行環境惡劣，因此要求產品具有高度的可靠性和免維護的特點。遙控終端單元TOSDAC-D21P11具有智慧化故障查尋、就地隔離功能，並帶有遠方通訊功能。TOSDAC-D21P11產品設計嚴謹，工業化程度高，結構具有全免維護特點，採用全密封鍍金航空接插頭，效能優越。
3.5系統通訊
系統通訊採用以光纖通訊為主，雙絞線通訊和載波通訊為輔的模式。配電子站及主站之間的資訊傳送量大，對通訊速率要求較高，光纖通訊具有容量大、傳輸速率高、可靠性強的特點，同時光纖雙環網還具有"自愈"功能，因此配電系統自動化的主幹通訊通道全部設計為光纖通訊；子站與終端通訊資料量相對較少，根據現場架設場地和裝置實際，設計為光纖與雙絞線混合模式，部分處於城區邊緣、需架設線路較長且下步無商業化運營的需要，則採用配電載波的形式。
4配電自動化系統實現目標
(1)完成適用於開閉所DTU、柱上開關FTU及部分配變TTU的功能，監視配電裝置執行工況，準確及時發現缺陷，減少人員的現場操作，提高配網安全執行水平。
(2)最佳化網路執行方式，提高裝置利用程度，減少備用容量，降低電網建設投資和執行維護費用，實施分割槽線損考核，減少電能損失，提高執行經濟性和企業經濟效益。
(3)提供業擴工程輔助設計，實現各類統計報表的自動生成，提高工作效率。
(4)提高供電可靠性，改善電能質量，加快業擴報裝速度，縮短故障搶修時間，為用電管理提供科學依據，提高優質服務水平，樹立良好的社會形象。
(5)初步建立起主站系統基本的軟硬體系統平臺和配電子站系統，為系統的擴充套件留有餘地。
(6)在現有通訊網路的基礎上，構建滿足配電系統需要的ATM通訊網路，同時為以後參與社會化資訊服務打下基礎。
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