主配网自动化系统协同模式的探索实践

发表时间:2020/7/20   来源:《中国电业》2020年2月6期   作者:张颖梅
[导读] 主配网自动化系统协同模式的实践提升了主配网信息的一致性,显著提升主配网信息交互的实时性、一致性和安全性,协同模式标准化且可扩展。
        摘要:主配网自动化系统协同模式的实践提升了主配网信息的一致性,显著提升主配网信息交互的实时性、一致性和安全性,协同模式标准化且可扩展。在实践中还需要进一步完善协同模式的效率,在确保可靠同步的情况下,探索增量变更的方式,减轻文件传输和配网侧比对变更运算的分析压力。
        关键词:主配网;自动化系统;协同模式
1配网自动化含义
随着网络技术的不断发展进步,配网自动化在智能电网中的应用实例日趋增多,人们不断增长的用电需求也到了保障。配网自动化系统是现代数字化、智能化科技发展的产物。[1]该技术在综合运用计算机、控制芯片、数据传输以及数据库等技术的基础上,对配电系统运行参数实行动态监管,完成智能化操控,最终保证电力系统的高效率运转,为人们提供稳定性的电力能源。当前,配电网自动化主要为主站、子站与终端的三层结构,由配电站和配电终端构成,且多采用自动化开关设备构成的配电自动化模式以及集中采集、分散监控相结合的模式。其中,主站的作用是对配电网内各配电终端的数据进行采集和处理,采集原则统一由远程工作站进行调度。这种管理模式非常便捷,能充分保证数据的准确性和一致性。
2协同模式总体架构
根据配电自动化各应用功能需要,为全面支撑配电网智能管控水平,在充分分析现有交互方式和内容的基础上,进一步细化主配网交互内容,重构主配网信息交互方式,探索了一种全新的主配网自动化系统协同模式。智能电网调度控制系统和配电自动化系统所用的计算机硬件设备、网络配置、软件构成及其架构等基本相同,主站软件功能也均由平台层和应用层构成,统一的存储结构,均为实现主配网自动化系统协同模式提供了基础。基于同构基础平台的文件服务,通过满足电力监控系统安全防护要求的高速高可靠的正反向隔离装置,实现主配网系统间交互信息的高效协同。同步交互的信息包括图模信息、实时数据、操作信息、遥控信息和事故事件,出于系统交互的安全性考虑,各类信息各自独立处理[2]。
3配网自动化关键技术风险分析
3.1通信技术风险分析
我国逐渐进入信息化时代,网络通信技术越来越成熟、完善,被广泛应用于社会各个行业领域。在配网自动化系统中,对通信技术的应用也较为广泛。可以说,当前的配网自动化系统的运行离不开通信技术的支持。但是,根据通信技术在配网自动化系统中的应用情况来看,应用通信技术的成本增加,网络通信的安全性、实效性、可靠性与精准性也受到一定的影响。要想保证未来配网自动化系统的安全、可靠运行,还需要充分重视配网自动化通信技术风险,并制定有效的控制措施。
3.2主站以及信息处理技术的风险
在配网自动化系统等更加高级的数据分析工作中存在较明显的分析结果不精准的问题,在配网的分区供电状态分析、潮流分析以及线路负荷预测等数据分析中尤其明显。这也就在一定程度上导致配电自动化系统中的分布式电源控制、故障自动恢复以及智能监测等功能难以得到有效发挥,也不利于配网自动化系统的安全、平稳运行。在配网自动化系统中,对网络通信技术的广泛应用使得配网自动化发展的主流趋势就是数据交互和信息集成。这也就使得数据的处理、传输速率有效提升,但是这也就进一步提高了对数据集成的要求。就我国现阶段的配网自动化系统运行中产生的各类数据集成与统一情况来看,尚未做到高度有效的集成和统一,尚未形成统一的数据集成标准,使得配网自动化系统运行中挖掘、运用数据信息还存在一定的困难。


4主配网自动化系统协同技术
4.1文件共享方式的实时数据同步
传统配电自动化系统中,主网实时数据转发基于变电站整厂转发报文交互模式实现,在工程应用中存在通道资源占用多、信息点号维护量大、数据实时性差等问题。考虑配电自动化系统采用物理隔离装置实现系统互联的建设标准,报文交互模式难以适应物理隔离装置文件传输模式的要求。在协同模式中,充分考虑主配网同步实时数据信息成倍增长的趋势,摒弃资源消耗与维护量大的传统整厂转发报文交互模式,以全网断面文件融合变化数据文件方式进行主配网实时数据的共享与交互。配网系统侧,基于完全一致的主网模型名称及ID匹配主网同步下发的遥信、遥测等实时数据。通过周期性同步全网遥测、遥信断面文件的方式,实现主网全数据的实时同步;对于开关跳闸、保护动作等重要变位信息,采取消息文件的方式即时传送,保证配网馈线自动化(FA)等实时类应用的时效性。
4.2多维校验的安全控制
原有配网系统对主网变电站内低压出线开关的控制是基于遥控信息转发表实现的,通过检查控制对象所属厂站及控制点号,由主网系统前置服务器输出控制指令,这种方式对主配网运维的同步性、一致性、及时性要求非常高,需要运维人员反复核对两套系统中厂站名称、设备名称、设备I D、遥控点号,运维风险大且繁琐,不利于电网的安全生产。在协同模式中,基于自动实时同步且高度一致的主网模型信息,优化主配网遥控交互方式,并采取多维安全校验机制确保系统间遥控信息交互的安全可靠。基于实时同步模型的遥控交互替代原有的遥控转发表控制,基于厂站名称、电压等级、设备名称及ID、设备挂牌状态、控制行为、控制时间及次数等多维度的逻辑智能校核替代原有的人工核对,不仅简化了主配网原有繁琐的遥控流程,并有效提升了主配网系统的协同处理能力,确保了控制操作的安全性。
4.3基于事故事件驱动的FA分析
由于FA是根据出线开关事故跳闸启动的,通过将主网系统中事故分闸事件直接推送到配网自动化系统,以基于事故事件的交互驱动替代原有的配电自动化系统同步获取主网信息后独自判断,一方面解决了主配网系统事故信息时效性差异问题,另一方面大大节约了主配网系统信息交互占用的大量资源。原有的配电自动化系统需要在可靠同步主网开关遥信、保护信号等信息基础上再进行“二次”事故事件判定。[3]而事故事件驱动机制是基于主网实时数据库,一旦主网系统确认事故事件,即可以直接启动配网系统F A分析,是一种对主网系统事故事件信息实现变化即时处理的高效方式,并且可以实时跟踪主网系统对该事故的后续处理,使主配网系统事故处理联动起来,若发生事故事件的撤销时,配网系统也将同步撤销事故事件,并告知配网调度员具体的撤销原因。
4.4加强通信技术风险控制
针对配网自动化系统中对通信技术应用过程中可能产生的技术风险,就需要根据具体的风险特征来采取有效的控制措施。可在配网自动化控制系统中采取无线专网和使用无源光通信技术等措施来控制与规避风险。因为在配网自动化系统中应用无线专网技术和无源光通信技术,能够有效提升传输速率,外界对其产生影响也较小,实际运行的可靠性较高。
结束语
为了能够更好的满足我国社会经济发展中对电力的需求,进一步促进电力系统朝着可靠性的方向发展,我国开展了广泛的电力配网自动化升级改造。在该过程中,通过应用大量先进的技术与设备,在极大地提升了配电运行的质量和效率的同时也产生了一定的问题,不利于配网自动化系统的安全、平稳、可靠运行。
参考文献
[1]赵建华.电力自动化配电网管理系统及工作模式[J].科技与创新,2017(22):41-42.
[2]许涛.配网自动化以及通信系统的建设途径[J].电子技术与软件工程,2017(15):138.
[3]王其明,张亚洲,陈小龙,朱庆,张谢,樊桂枝.现代配电网通信系统管理模式探讨[J].信息通信,2017(07):159-161.
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