孫鐸 樊兆蕊
摘要:配電網(wǎng)自動化是一項集計算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸、現(xiàn)代化設(shè)備及管理于一體的綜合信息管理系統(tǒng)。配電自動化系統(tǒng)主要由配電主站系統(tǒng)、配電子站系統(tǒng)、配電終端系統(tǒng)和通信通道系統(tǒng)組成。赤道幾內(nèi)亞巴塔市電網(wǎng)工程,成功應(yīng)用了配電網(wǎng)自動化技術(shù),取得了很好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
關(guān)鍵詞:配電網(wǎng)自動化;主站;子站;終端;通道
1概述
為了提高供電可靠性,改進(jìn)電能質(zhì)量為用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù),降低運(yùn)行配套費(fèi)用,減輕運(yùn)行人員勞動強(qiáng)度,在赤道幾內(nèi)亞巴塔城市電網(wǎng)改造擴(kuò)建工程中,中水電采用了在工業(yè)發(fā)達(dá)國家中均受到了廣泛應(yīng)用的集多項功能與一體的配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)。配電自動化系統(tǒng)主站設(shè)置于巴塔市電力調(diào)度中心:5個配電子站分別設(shè)置于Minoman變電站、Ncolombong變電站、城南變電站和重油電廠變電站四座110kV變電站及巴塔220kV變電站:配電終端設(shè)置于各20kv/0.4kv預(yù)裝式變電站和20kv綜合配電柜內(nèi).配電子站內(nèi)設(shè)置ONU設(shè)備與配電主站之間的通信利用依托巴塔電網(wǎng)SDH光纖通信環(huán)網(wǎng)建設(shè)的調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)實現(xiàn),各配電子站與配電終端之間的通信利用EPON (以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò))實現(xiàn)。
2配電主站系統(tǒng)
2.1系統(tǒng)功能
2.1.1配電SCADA
(1)數(shù)據(jù)的采集和處理
能接收、處理格式各異的模擬量、狀態(tài)量、電能量和各類事件順序記錄。具有對通信通道、遠(yuǎn)方終端的監(jiān)視、統(tǒng)計、報警和管理功能。
(2)遙控
達(dá)到對設(shè)備的單點(diǎn)控制、條件控制及序列控制,具備多重安全措施。
(3)監(jiān)控
有完善的信息分流、分區(qū)和分層功能。
(4)事故追憶(PDR)
(5)人機(jī)交互
(6)通信及規(guī)約
支持多種通信方式的信息傳輸、接入和轉(zhuǎn)發(fā)。
2.1.2首次使用SCADA地理背景圖
(1)電網(wǎng)設(shè)備的位置信息和相關(guān)的圖形化視圖均可以在地理背景圖上提供
(2)系統(tǒng)可實現(xiàn)配電設(shè)備的地理圖定位,設(shè)備故障時自動推出地理背景圖的設(shè)備接線圖,并閃爍顯示故障設(shè)備,設(shè)備名稱和設(shè)備位置信息可方便獲取。
(3) 地理背景接線圖上可進(jìn)行需要的控制操作,并實時顯示操作結(jié)果。
2.1.3配電網(wǎng)分析應(yīng)用
(1)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?
(2)狀態(tài)估計;
(3)潮流計算;
(4)負(fù)荷預(yù)測;
(5)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。
2.1.4配電運(yùn)行與操作仿真
(1)能夠模擬任意地點(diǎn)的系統(tǒng)的狀態(tài)變化和各類故障,也可以進(jìn)行人為的假想故障,并且自動演示故障的處理過程和結(jié)果,包括故障定位、隔離過程和主站恢復(fù)策略的預(yù)演等;
(2)可隨意進(jìn)行拉合開關(guān)來達(dá)到模擬停電范圍的分析,開關(guān)狀態(tài)變化后線路和設(shè)備會根據(jù)供停電狀態(tài)著色,可以直觀的反映出模擬電網(wǎng)的運(yùn)行情況。
2.1.5 配電網(wǎng)智能化
(1)分布式電源接入與應(yīng)用
具備對分布式電源、微電網(wǎng)的接入、運(yùn)行、退出的監(jiān)控管理功能,并且可以提出相對優(yōu)化的控制方案,確保電網(wǎng)可以安全、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。
(2)配電網(wǎng)快速仿真
可以根據(jù)采集到的實時、準(zhǔn)實時數(shù)據(jù),進(jìn)行綜合數(shù)據(jù)分析技術(shù),主動分析配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài),快速發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行的薄弱環(huán)節(jié),準(zhǔn)確捕捉監(jiān)控要點(diǎn)。
(3) 智能預(yù)警
通過實時監(jiān)控配電網(wǎng)相關(guān)信息,結(jié)合環(huán)境、氣候、以及自然因素,對配電網(wǎng)運(yùn)行狀況進(jìn)行趨勢預(yù)測,評估配電網(wǎng)安全運(yùn)行水平,提出相應(yīng)的安全預(yù)警及預(yù)防控制方案。
2.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
配電自動化主站系統(tǒng)采用交換式以太網(wǎng),傳輸速率10/100/1000Mbps.傳輸速率應(yīng)為自適應(yīng)式,采用TCP/IP辦議,遵循IEE8023標(biāo)準(zhǔn)。該層網(wǎng)絡(luò)為雙冗余熱備。在調(diào)度中心內(nèi)通過數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)服務(wù)器和調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)與設(shè)在變電站的配電子站系統(tǒng)相連。
2.3硬件配置
(1)數(shù)據(jù)采集服務(wù)器;
(2)歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器;
(3) DPAS服務(wù)器;
(4)配調(diào)工作站;
(5)報表兼維護(hù)工作站;
(6)局域網(wǎng)交換機(jī);
(7)激光打印機(jī)。
3配電子站系統(tǒng)
采用監(jiān)控功能型子站,子站分布在巴塔220kV變電站、Minoman 110kV變電站、城市110kV變電站、NCOLOMBONG?110kV變電站和重油電廠110kV變電站。
3.1主要功能
(1)終端數(shù)據(jù)的匯集、處理和轉(zhuǎn)發(fā):
(2)遠(yuǎn)程維護(hù)和診斷:
(3)接收并轉(zhuǎn)發(fā)上級主站下達(dá)的控制命令;
(4)接收事件順序記錄并向上級主站傳送;
(5)接改并執(zhí)行對時命令:
(6)終端的通信異常監(jiān)視與上報:
(7)具有程序自恢復(fù)功能:
(8)信息存儲:
(9)人機(jī)交互(顯示模擬調(diào)試功能、實時數(shù)據(jù)、修改子站時間、下發(fā)控制命令、顯示和修改配置);
(10)具有中文/西班牙文界面,人機(jī)友好,運(yùn)行調(diào)試方便,具有通道報文顯示、數(shù)據(jù)模擬、控制調(diào)試等功能。
(11)采用不低于32位微處理器,采用嵌入式操作系統(tǒng)。裝置應(yīng)用程序應(yīng)基于商業(yè)化實時多任務(wù)操作系統(tǒng)軟件平臺進(jìn)行開發(fā),用以保證配網(wǎng)終端裝置過行故障識別,規(guī)約轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)管理等復(fù)雜功能要求。
3.2技術(shù)參數(shù)
(1)遙測傳送時間:≤2s;
(2)遙信傳送時間:≤5s;
(3)變位響應(yīng)時間:≤2s;
(4)遙信數(shù)據(jù)庫容量:≥4個;
(5)系統(tǒng)平均無故障時間(MTEF):≥30000小時;
(6)CPU負(fù)載率:正常<20%?事故<30%;
(7)系統(tǒng)可利用率:>99.9%;
(8)可匯集不少于128臺配電終端;
(9)提供4個異步RS232/RS485通信接口,并具備2個以上以太網(wǎng)通信接口;
(10)年可用率≥99.99%,由于偶發(fā)性故障而自動熱啟動的平均次數(shù)應(yīng)小于1次/3600小時;
(11)環(huán)境溫度、濕度滿足C2級要求。
4配電終端
(1)遙信
a.遙信量采集包括:開關(guān)分/合閘位置、熔斷器熔斷信號、SF6開關(guān)低氣壓,電源失電、后備電源欠壓、變壓器保護(hù)裝置信號、變電器本體測量保護(hù)信號、箱門打開等等信息,并向遠(yuǎn)方發(fā)送,狀態(tài)變位優(yōu)先傳送;
b.選擇設(shè)定變位遙信產(chǎn)生事件順序記錄并向遠(yuǎn)方傳送。
(2)遙測(采用RS485通信)
a.環(huán)網(wǎng)柜變壓器回路電流;
b.變壓器低壓側(cè)電區(qū)、電流、有功功率、有功電度;
c.路燈回路有功電度。
(3)遙控:配置有遙控輸出接點(diǎn),節(jié)點(diǎn)容量250VAC/30VDC,5A。
(4)對時:支持接收主站系統(tǒng)時鐘校時功能。
(5)通信功能
a.端口:遠(yuǎn)方終端至少具有2個以太網(wǎng)接口、4個RS232/485串行口,通信口均經(jīng)過光電隔離,具有良好的抗干擾和防雷特性;
b.規(guī)約:支持DL/T 634.5101-2002/IEC60870-5-101;2002(支持平衡式的通信方式)、DL/T 634.5104/IEC60870-5-104、MODBUS、DL451、DL/T 645等多種規(guī)約,可與主站(子站)及其他智能設(shè)備通信的功能。
c.通信模塊:本次工程中,每臺裝置內(nèi)置與ONU通信的適信模塊。
(6)裝置電源
a.裝置電源取自變壓器低壓側(cè)交流220V電源。該電源除為TTU供電外,還為EPON系統(tǒng)的ONU供電。
b.備用電源采用免維護(hù)閥控鉛酸蓄電池。一旦主電源中斷,裝置應(yīng)在無干擾情況下自動切換到備用電源供電方式:當(dāng)主電源恢復(fù)供電時,裝置應(yīng)自動切回主電源供電方式,切換過程中保證裝置不斷電、不重啟。裝置即能實現(xiàn)監(jiān)視供電電源的狀態(tài),也能將電源供電狀態(tài)以遙信的方式上傳到上級系統(tǒng);
c.裝置電源支持遠(yuǎn)方及本地控制蓄電池活化功能,并提供活化狀態(tài)信號接點(diǎn);
d.交流失電后,后備電源為TTU與0NU等通信設(shè)備供電時間大于等于8小時,且在8小時內(nèi),至少確保主電源在停電后開關(guān)可進(jìn)行分合閘操作2次。
5結(jié)束語
巴塔市作為赤道幾內(nèi)亞第一大城市和經(jīng)濟(jì)中心,一個優(yōu)質(zhì)的公用城市電網(wǎng)是十分迫切和必要的。配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)必將在今后的城市電網(wǎng)運(yùn)行管理中發(fā)揮重要作用。