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浅谈配电网自动化系统研究现状

时间:2022-11-17 19:50:05 来源:网友投稿

摘 要 馈线自动化系统能快速处理线路故障,减小因停电造成的损失,提高配电网供电可靠性,被广泛应用于我国配电网中。本文阐述了国内外配电网自动化技术的发展历史和研究现状,以及在应用中存在的问题。

关键词 馈线自动化;配电网;供电可靠性

引言

利用各种装置对配电网络中的线路和线路上的各种设备进行远程实时监控的系统称为馈线自动化系统。当配电网中发生故障时,馈线自动化系统能够在短时间内自动确定故障发生位置,并能够主动隔离故障区域恢复非故障区域正常供电。馈线自动化系统能够减小因为停电造成的损失,能快速处理线路故障,对于改善配电网的供电可靠性,提高电网的生产管理水平具有重要意义。

1 国外研究现状

20世纪60、70年代,一些发达国家已经有了配电网自动化的概念,并且在现场中已经得到应用。配电自动化的发展主要经历了三个阶段:20世纪60代,配电网在发生故障时能实现自动隔离故障;20世纪70年代开始,在过去取得的成果基础上进行了自动化系统各个负荷控制的試点,但是各个系统一般都是各自独立工作的;20世纪80年代起,随着计算机技术和通信技术的不断研究发展,利用计算机对配电网进行监测,使得当网络发生故障后能自动进行故障位置的确定并将其进行隔离,使配电网非故障区域迅速恢复供电或实现部分负荷进行转移等功能,减少了系统的停电时间,在80年代末日本的配电网中馈线自动化水平已经达到很高的水平,大约有86.5%的线路能够实现自动化[1]。

20世纪70年代中期美国开始对馈线自动化进行研究,在80年代由于计算机技术和通信技术的研究深入,美国馈线自动化技术飞速发展,由于美国高科技企业对供电可靠性的要求提高,电网公司十分重视客户的需求和满意度,因此重点发展馈线自动化技术,20世纪90年代该技术已经达到世界领先水平。如美国的长岛照明公司的配电网线路多数为架空线路,在发生各种恶劣天气状况时经常出现短路故障,因此在发生故障后重点需要进行故障的切除和负荷的转移,针对这种情况在20世纪90年代长岛照明公司首先对公司所属的120条配电线路进行了馈线自动化的改造,改造完成后成为美国当时最先进的馈线自动化系统并且领先世界,能够在43秒时间内即可完成故障切除并且恢复正常供电。此后,美国发展能源公司、阿拉巴马州公司、爱迪生公司、南加州的爱迪生公司、德州奥克斯等公司也开始投入到配网自动化系统的研究和建设中。英国在1998年到2002年之间对伦敦城区的配电网进行了自动化系统的设计和建设,对当地郊区的辐射型配电线路进行配电自动化改造。该工程最终实现了能对伦敦城区的861条线路进行实时监测,保障了当地180万居民的用电可靠性[2]。

2 国内研究现状

由于国家电网公司更加关注特高压问题,配电网自动化起步较晚。自1998年以来,国家大力支持城乡电网技术改造,与此同时,随着计算机技术和通信技术的蓬勃发展以及电气设备性能的提高,配电网自动化系统的建设呈现出快速发展的势头。总的来说,我国配电网自动化的发展经历了三个阶段。

第一阶段是使用自动切换装置,当线路发生故障时,开关设备的自动重叠和设备之间的相互协作可以实现故障隔离和无故障区域恢复供电。电气恢复,由于这个过程中不需要建立通信网络和计算机系统,因此这个阶段的自动化程度相对较低,它只在发生故障时充当隔离故障,而不能用于配电网络系统的正常运行。它起监控作用,无法优化运行模式。同时,由于在隔离故障期间需要多次重新闭合开关设备,因此设备的使用寿命受到很大影响。另外,当配电网运行模式改变时,需要现场修改设定值,并且在非故障区域恢复供电时难以采取最佳措施。

配电自动化系统的第二阶段基于馈线终端单元(FTU),通信传输网络和计算机主站背景的配电自动化系统。当配电网络系统正常运行时,它可以实时监控配电网络。操作状态具有通过遥控改变操作模式的功能;当配电网发生故障时,可以及时发现故障,调度员发出命令隔离故障并远程恢复非故障区域的电源。

配电自动化系统的第三阶段伴随着计算机技术的发展。它与配电自动化第二阶段的最大区别在于增加了自动控制功能,当故障发生时,由计算机系统自动完成隔离和实现其他功能。该阶段的配电自动化系统构成了集成配电网SCADA系统,需求侧管理(DSM),地理信息系统,调度员模拟调度,工作票管理和故障呼叫服务系统的集成系统。

自2000年以来,随着城乡电网的发展和能源改革的发展,智能配电网的自动化逐渐引起人们的关注。2003年,在100多个城市建立了配电网自动化系统。2009年,国家电网公司开始建设强大的智能电网项目,分阶段实施强大的智能电网建设,并在北京,厦门,杭州和银川启动首批配电网自动化试点。试点单位按照标准信息架构构建了配电网自动化系统,实现了信息共享和应用集成,取得了很好的效果。从2011年到现在,它是配电网自动化系统的综合建设阶段,初步形成了智能电网运行控制和互动服务系统。利用配电网调控和集成的基础平台,通过SCADA实施,网络分析和馈线自动化等应用功能,增强配电网调度功能,提高电网运行监控能力和故障响应处理能力,效果良好非常明显[3]。

3 结束语

配电网自动化已经取得了一定的成果,但配电网自动化系统仍存在一些值得我们关注的问题。例如,存在诸如自动化孤岛现象,维护工作滞后以及管理机制不兼容等问题。随着对配电网自动化的功能、结构、通信方法和管理系统有了更深入的研究,这些问题将会得以解决。

参考文献

[1] 葛树国,沈家新.10kV配电网馈线自动化系统控制技术分析及应用[J].电网与清洁能源,2012,(08):29-34.

[2] 刘健,赵树仁,贠保记,等.分布智能型馈线自动化系统快速自愈技术及可靠性保障措施[J].电力系统自动化,2011,(17):67-71.

[3] 李家珏.馈线自动化系统设计与研究[D].沈阳:沈阳工业大学, 2011.

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