摘要:目前,在我国电网建设中,配电自动化系统为主要工作内容之一,其本身与不同供电区域相结合。根据区域状况选用适宜的可靠性设计方案,即遵循差异化规划原则,这是建设配电自动化系统的一种重要指导原则。然而,如何才能引入此差异化规划原则,已经成为了建设配电自动化系统的一大难题。基于此,从供电可靠性入手归纳供电区域,对所应用到的关键性技术进行分析,并引入差异化规划原则展开探讨。
关键词:供电可靠性;配电自动化;系统规划;差异化规划
前言:
随着电网建设的快速发展,电网规模的不断扩大,对我国自动化配电系统的要求也日益增高,但在实际的配电自动化系统规划中,规划缺乏科学性、合理性,配电自动化系统综合性能严重降低,面向供电的可靠性不足,阻碍了电网建设。
1配电工程建设规划的意义
电力配网工程在建设以前,需要制定一个完整、合理且有效的电力配网工程建设规划方案。因为电力配网工程是一个工程量庞大、周期较长、难度系数大的工程项目,如果没有前期合理的规划势必会导致在建设过程中出现严重的事故。比如在建设实施以前,没有统筹规划好工程各个阶段应该完成的任务,需要使用的技术设备,工作人员的工作安排,没有制定应急措施等都会在该阶段造成建设实施上的混乱和不科学性,因为没有严格的制度导致在实施过程中没有按照原先预期的方向前进,对后期的实施工作也会造成很大的影响。另外,制定合理的工程建设规划需要用长远的宏观的目光看待问题,不仅要细致安排到工程建设的每个阶段、每个工程点、每个人员、还要把工程建设整个相关起来,从宏观的角度统筹规划,在尽量做到完善每一细节的同时,还要顾全大局利益。一个工程如果没有前期合理的规划安排,工程就无法顺利进行下去,开展过程中会出现混乱,对建设的结果产生较大的影响,整个电力配网工程就可能存在安全隐患。
2供电区域划分
根据供电可靠性需求的不同,可将供电区域划分为:A+区域、A类区域、B类区域、C类区域、D类区域、E类区域。A+区域对供电可靠性需求极高,达到99.999%,电力负荷密度通常超过30MW/km2,这类供电区域一般为重点城市的市中心区域和国家级高新技术开发区域等;A类区域对供电可靠性要求极高,要求达到99.99%,电力负荷密度通常在15-30MW/km2,直辖市市区、国家级高新技术开发区等都属于这类供电区域;B类区域供电可靠性要求较高,要求达到99.965%,电力负荷密度通常在6-15MW/km2,地级市市中心、省级高新技术开发区等都属于这类供电区域;C类区域供电可靠性要求中等,要求达到99.897%,电力负荷密度通常在1-6MW/km2,地级市市区、发达的城镇等都属于这类供电区域;D类区域供电可靠性要求一般,要求达到99.828%,电力负荷密度通常在0.1-1MW/km2,一般城镇和农村等都属于这类供电区域;E类区域供电可靠性要求不高,电力负荷密度通常在0.1MW/km2以下,偏远农牧区属于这类供电区域。
3实现供配电自动化系统合理规划的常用技术
3.1主站规划设计技术
在开展面向供电可靠性的配电自动化系统规划时,首先应将自动化主站划分为高、中、低三个等级。等级不同,采取的延伸模式也不相同。此外,应当以等级标准为依据,选择GIS、PMS等交互型建模平台,确保能够及时传递并共享信息,从而建立科学、完善的故障处理和电网监控等系统。硬件方面,以信息容量大小为依据进行合理配置,接入容量不超过40万点的软件模块。随后合并主站中的SCADA监控系统与服务器,调配妥当故障处理器,借助信息交互软件模块达到信息数据共享的目的。需要注意,在中型站内,同样需要配置好相应的SCADA监控系统,而大型主站配置的软件应用模块等级也应当更高。
3.2配电网终端与通信技术
在配电自动化系统中,配电网终端是不容忽视的一部分,可分为三遥和二遥两类终端。其中,三遥终端能够整合故障信息,向功能配电端上报,同时具备遥控、遥测和遥信等功能。该终端通常需使用光纤通道,并展开非对称加密,要求控制的开关具备电动操作的机构。二遥终端指的是具备电流遥测、故障信息上报等功能的配电终端,不具有遥控的功能,但具备本地保护功能,可采用GPRS或无线专网的方式。
3.3继电保护技术
此项技术的主旨是确保供电的可靠性。在城市配电网方面,它具有供电半径短、短路时容量高等特点。
当出现短路故障时,电流水平差异较小,给电力定值整定工作带来了一定难度。此时,可采取级差保护措施,保证主干线与分支线在故障状态下也不会产生干扰。在农村配电网方面,它具备供电半径长、分支多和短路时容量低等特点。当出现短路故障时,电流水平差异比较明显,通过安装断路器将三段式过流保护设置在主干线上等方式,便可将故障快速切除。
4面向供电可靠性的配电自动化系统规划案例分析
面向供电可靠性下,本文以某城市的配电自动化系统规划为例,对配电自动化系统规划的可行性进行了分析。
4.1供电可靠性的目标
配电自动化系统规划供电区域的供电可靠性目标和终端配置方式参照了当地的实际情况,如:A+区域供电可靠性指标为99.999%,终端配置方式为三遥;A类区域供电可靠性指标为99.995%,终端配置方式为三遥或二遥;B类供电区域供电可靠性指标为99.982%,终端配置方式以二遥为主;C类供电区域供电可靠性指标为99.968%,终端配置方式为二遥;D类供电区域供电可靠性指标为99.962%,终端配置方式基本型二遥。
4.2薄弱环节的分析
(1)在该地区进行配电自动化系统规划过程中,配电自动化覆盖率仅为0.81%,建设压力相对较大;很多站点的传输设备无法支撑现有数据环网的建设要求,不支持以太网业务;在规划初期,本区域未进行光纤通道预留,如果对其进行改造建设,成本支出较大,会影响当地交通和人们的正常生活。
(2)在对配电自动化系统状态监测和检修方面,缺乏专业的状态监控处理中心和技术人才。
(3)计划停电的执行力较差,应结合区域内的工程和企业生产情况,采取多种技术手段,合理制定计划、安排停电时间,避免对供电可靠性造成影响。
4.3配电主站的规划
(1)在进行配电主站规划时,应采用体系架构形式,满足各种配电终端设备接入的需求,实现配电实时监控,减少配网的线路耗损,如“配电主站+配电终端+信息交换总线”,能够优化和拓展相关功能和运行方式,确保系统运行的可靠性。
(2)为了确保系统的安全性、稳定性,结合未来几年本地区的配电网发展趋势,采用标准化通用设备作为硬件设备。并且采用双网模式,在关键节点配置服务器,对于现成则采用PC服务器,确保无论任何一个节点出现故障都不会影响系统的整体运行。
(3)项目的配电自动化主站系统还新增了与其他系统接口的综合功能,实现了配电自动化系统的所有基本功能,如:配网管理信息、故障抢修管理模块等。
5配电终端规划和通信网规划
结合工程的实际情况,根据制定的供电可靠性配置方案,对具有实时条件或者可以一次性改造完成的线路进行配电终端配置,如:对A+区域采用三遥配电终端等。另外,为了确保配电通信网的稳定性和可靠性,采用EPON无源光纤,并且可以引入载波、无线通信进行辅助,不断提升配电自动化终端的在线率和遥控成功率。
同时,对于横向通信,可以利用安全拨号认证网管等设备,采用部署一级信息交互总线;对于纵向通信,可以采用“主站硬加密+终端软加密”的保护方式,保证配电自动化设备的安全性。
4结束语
合理规划配电自动化系统可有效提高供电可靠性。在实际规划设计时,需要按照供电可靠性的要求来划分不同的供电区域,明确在建设过程中需要应用的关键性技术,通过引入差异化规划原则,让不同供电区域内建设的配电系统可以满足供电可靠性的标准规范,从而加快电力系统的建设步伐。
参考文献
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