面向供电可靠性的配电自动化关键技术研究 崔思瑶

发表时间:2020/10/12   来源:《基层建设》2020年第16期   作者:崔思瑶
[导读] 摘要:在我国快速发展过程中,人们的生活质量在不断提高,对于电力的需求在不断加大,随着我国电网建设规模的不断完善,提高其自动化配电控制水平也成为系统改革的重要方向。
        国网沈阳供电公司  辽宁沈阳  110000
        摘要:在我国快速发展过程中,人们的生活质量在不断提高,对于电力的需求在不断加大,随着我国电网建设规模的不断完善,提高其自动化配电控制水平也成为系统改革的重要方向。基于供电可靠性的配电自动化关键技术研究与应用,可以不断提高电网供电的稳定性、安全性和自动性,并对完善配电自动化系统存在有重要意义。以供电可靠性为基础的配电自动化关键技术为研究对象,结合配电自动化的系统构成,分析其关键技术的应用和实践。
        关键词:供电;可靠性;配电自动化;关键技术
        引言
        用户的供电可靠与调度机构的调度水平有着密不可分的联系,同样,电力可靠性管理是电力系统安全经济运行的重要保证。根据国家电网公司供电系统用户供电可靠性相关定义,供电系统状态包括供电(可用)状态和停电(不可用)状态,其可靠性能够反映电力系统及其设备的运行工况以及对终端用户的用电影响,并可以从供电系统以及其设备的历史运行数据中提取出来。自动重合闸重合成功或备用电源自动投入成功,不应视为对用户停电。对于中压配电网10(20)kV系统的故障中,单相接地类的故障占比较大,根据相关文献资料,在接地与短路故障中占比高达65%~75%之多,并且中压配电网10(20)kV供电线路通常为馈供线路,那么对于电网运行人员来说,需要准确、快速判定故障设备(故障线路)是一种挑战。本文结合黄山供电公司所研究的一些成果与读者进行交流。
        1配电网的自动化
        配网自动化以高新技术为所有工作开展的主要基础,其支撑条件主要依靠计算机和互联网技术,是新兴科学技术的一种。配网自动化是在现代高新技术应用下,对电力系统安全运行实施有效的检测、维修及故障排查。配网自动化的研发应用实现了电力系统网架的可靠性提高。配网自动化工作宗旨为提供高效率的供电和稳定的供电,防止在供电中出现安全隐患,为广大用户和行业用电确保用电的稳定性和安全性。同时,在配网自动化下通过稳定电力供应维持较好的社会影响,有助于电力行业的发展,提高了其服务水平。配电自动化系统也被称为配电管理系统(DistributionManagementSystem,DMS),属于一套整体数字自动化能源管理系统,分为以下几大系统:(1)配电管理系统,实现了变电、配电至用电全过程的管理,以地理信息系统、配电自动化实时环境、综合性数据库系统为基础,构建了多个相对独立性的应用功能子系统。(2)馈线自动化,是指将变电站出现到用户用电设备之间的馈电线路自动化,能够实现对日常用户用电检查、故障检测、故障隔离及恢复供电等功能。(3)配电网图资地理信息系统,具有编辑维护、查询分析、调度SCADA信息查询、电网故障定位查询及停电范围显示功能。第四为需求侧管理,是在政府相关法律政策支持下,以激励措施引导发电公司、电网公司、社会中介组织等各方用户共同合作,提高用电的效率及改变用电方式,进而实现资源的合理配置,实现最大化的经济效益。第五是远程自动抄表系统,借助计算机互联网技术和微电子、传感技术等开展数据的读取和处理,实现了工作流程的简化,提高了管理效率,更满足了用户的需求。
        2面向供电可靠性的配电自动化关键技术
        2.1继电保护技术
        对于配电自动化系统设计中的继电保护技术应用,主要是结合农村配电网以及城市配电网的继电保护特点而研究其不同的供电可靠性保障措施。在农村配电网当中,基于其配网网络存在的分散性、低容性、范围广特点,提高配电自动化系统的供电稳定性就需要突破其较长分支、较大供电半径、较小短路容量的限制,通过快速切除故障的方式,最大限度地减少供电故障带来的不良影响。同时,通过将三段式过流保护设备安装在配电网络的主干线路上,并实现断路器的效果发挥,最终做到对配电网络的自动化控制和供电可靠性的保护。此外,在城市配电网的继电保护当中,考虑到其密集性高、容量高以及分段性较强的特点,实现配电自动化系统的供电稳定性就要求其需要提高配电网络的短路容量、增强范围内供电保障,从而有效避免整定电流值问题。

结合城市配电网发生区段故障时的电流短路差异性小、电流定值困难等供电表现方式,通过动作延时保护的方法,可以实现线路的极差配合。同时,在继电保护当中,需要从变电站设备入手,结合开关配置断流器的应用,做到配电网络各分支的断路器级别的延时级差保护。这样可以有效地避免配电网络当中不同线路之间的相互影响。
        2.2深入分析供电可靠性故障
        为促进供电可靠性的提升,对配电网系统展开深入分析十分必要。可靠性分析的内容并非仅是统计汇总数据并报告,也包含上个月及上季度供电可靠性的情况。工作人员应当将存在于工作中的不足及时发现,并以此为根据合理进行改进计划与建议的制定,同时也要全面总结可靠性。为提高停电计划的合理性,工程竣工时相应的调整计划必不可少。此外,供电可靠性分析内容也将相关性指标、故障检修停电方案包含在内,在此基础上也需要对故障具体原因进行分析,以便确保其指导性作用能够发挥在供电过程中。
        2.3中性点非直接接地系统的消弧线圈并小电阻法
        在进行试拉过程中仍存在对非故障用户的不必要停电的情况,我们提出中性点非直接接地系统消弧线圈并小电阻法,提出10(20)kV系统变电站配置零序电流保护,并与分支开关的零序保护进行配合,分支开关位于配电网线路的支线上,支线路发生故障时能够快速将故障隔离在支线范围内,减少对主线路的影响。结合配电自动化终端FTU,将信息上传调度系统,同时配置自动重合闸装置,来对瞬时故障跳闸的补救,以实现故障的精准定位。
        2.4配电自动化通信系统完善
        配电自动化通信系统的完善主要是通过区分4G双卡通信、塑料光纤通信以及石英光纤通信的不同应用范围,突破其在配电自动化关键技术在技术和经济上的应用限制。随着配电网络数据在终端层与主站层之间的持续传输,如何进一步增强数据传输的节点数值、提高配电网络的技术运行规模也成为完善配电自动化通信系统的重要手段。1)4G双卡通信的应用,做到了配电自动化系统更为高速的下载速度和上网速度,并同时提升了配电网络用户应用的使用感。通过将4G双卡通信与配电网络相结合的方式,可以在终端和通信设计技术应用时,做到通信设备FTU、TTU以及DTU的转换和连接,从而提高信息传输的数量,并大大提升信息交互的速率,从而保障配电网络技术的故障上报和信息处理,达到了供电可靠性的目标。2)塑料光纤通信技术的应用使得在改善城市配电网的自动化系统应用环境时,可以提高通信的稳定性和时效性,提高单次信息传输的速率和距离,从而有效规避城市配电网存在的供电半径较短而导致的限制。在配电网络中,塑料光纤通信技术的应用,主要是通过传输GPRS信号或者光纤信号的方式,实现配电网络当中不同设备之间的信息多次传输和交互工作,并能够有效保障信息传输的稳定性。3)在石英光纤通信技术应用中,是基于主站与终端设备之间采用的光纤自愈双环网的通信方式,实现各类型主站规划的不同光纤网络的连接和通信。同时,结合变电站的中转作用,光纤网与配电线路共同组成主光缆环路,通过不同的开关控制,做好主环路的光纤接入和终端通信接入,进而结合不同配置有效满足配电自动化系统通信需求。
        结语
        供电可靠性能将电力工业对国民经济电能需求的满足程度反映,同时也能将供电系统持续为用户供电的能力直接反映出来。供电可靠性管理是与现代化电力行业特点相符合的一种科学化管理方法,是电力系统及设施的全面质量管理,是组成电力工业现代化管理的关键性成分之一,与电力企业管理的各方各面皆有联系,综合体现了供电系统的规划、设计、施工、生产运行及服务等质量管理水平。因此,评估配电系统供电可靠性极具意义,且必须保障评估结果的精准与精确。
        参考文献:
        [1]荣秀婷,叶彬,陈静,等.基于配电自动化的配电系统供电可靠性评估[J].机械设计与制造工程,2018,47(7):34-38.
        [2]周福柱.配电自动化条件下配电系统供电可靠性评估[J].科技创新导报,2017,14(30):58-59.
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