乌当供电局配电自动化试点方案

摘要：该文凭据当前配电自动化研究与运用情况，连系乌当城网现状和典型配电自动化系统整体结构模式，提出试点配电自动化系统整体结构,采用包括配电主站层和配电终端层的两层结构模式。在此根蒂根基上，提出试点配电自动化通讯系统采用分支通讯层和用户通讯层的两层结构模式，并给出试点配网通讯系统的夹杂通讯方案。针对试点配电环网，提出两种切合现实的“手拉手”环网馈线自动化解决方案。此外，还指出构建配调合一的.系统需要做的工作。关头词：配电自动化；通讯方式；馈线自动化乌当供电局城网供电区域为高新技术工开发区，对供电有较高要求。随着城网改造的深进进行，配电网的复杂水平也随之提高。是以，2004年乌当供电局已起头测验考试实施馈线自动化，在城区两对“手拉手”环网上安装了10台电压型自动化开关，但还没有建立配网通讯系统和配电自动化主站系统。本次试点的目的就是要在以往实施馈线自动化的根蒂根基上，构建配网通讯系统，并充实运用现有的ON2000调剂自动化系统平台，对其进行扩容升级，实现调剂自动化、配网自动化主站一体化。同时，还将选择两条10kV馈线，将其进行适合的环网改造，到达以下目的：提高城网供电靠得住性；实现故障自动检测与识别，故障自动定位，故障自动隔离和网络重构功能；建立配电网数据监控及收集系统（SCADA），实现对配电装备实时监控和经管功能。
图1　乌当供电局试点配网一次接线图试点触及如图1所示。变电站3座：110kV新添变、北衙变和35kV下坝变；10kV线路6条：北府-洛府线、北广-洛广线和洛年夜-下三线，划分组成三个“手拉手”简单环网，其中洛年夜-下三线为待改造环网；配电自动化开关15台：其中现有开关（东芝技术VSP5电压型自动负荷开关，与珠海许继公司TOSDAC-D21P11型RTU配套使用）10台，北府-洛府线、北广-洛广线两个环网各5台；新增开关（东芝技术VSP5电压型自动负荷开关，与南瑞团体公司DAT-1P型FTU配套使用）5台，用于洛年夜-下三线环网；配电变压器10台：其中新增配变终端TTU（南瑞团体公司DAT-1T型）5台（散布于城区），已建配变负荷监测仪（上海久电公司UI-III型）5台（散布于各乡镇）；10kV柱上无功抵偿装配（成都星宇公司xyJWK-10型）6台（散布于各乡镇）。1环网改造及自动化开关的选型1.1环网改造经由过程分析计较，采用手拉手翰单环网，可以使供电靠得住性RS1指标到达99.96。斟酌到电力的供求平衡及线路平安等多种身分，一条环网的尺度设置装备摆设可定为5台自动化开关，并连系变电站站内开关将2条线路凭据负荷、线路长度有机朋分成6个相对自力的供电区段并互为备用，日常平凡运行在开环状态，如图2所示[1]。
图2　手拉手翰单环网尺度设置装备摆设示意图
1.2自动化开关的选型[1]乌当供电局配电网的特点是排挤、电缆夹杂网，而我局今朝使用的VSP5电压型自动负荷开关既可上杆、也可落地安装，同时该型开关长寿命、免维护、靠得住性高，年夜年夜减小了我局的配电网日常运行、维护工作。乌当区是一个空气污染较严重的地域，且雷电天气异常频仍，在这类天气条件下，室外蓄电池出格容易受损、失效，而该型开关具有“失压脱钩，来电自举”功能，是以不需要直流操作电源，很是适合久长延续运行。该型开关设置装备摆设故障检测装配（FDR）后，其动作行为可不依赖通讯系统和后台系统，就地能够自动进行网络重构，为分阶段实施配电自动化提供了技术保障。是以，本次试点依然采用东芝技术VSP5电压型自动负荷开关，并与南瑞团体公司DAT-1P型配电自动化终端（FTU）配套使用。2系统整体结构配电自动化系统凡是分三个条理进行控制和经管，划分是配电主站层、子站层和终端层。采用这类分层控制模式可以加速配网故障自动处置进程，提高系统实时性。各层间既相互自力又互为备用，提高系统的靠得住性。分层结构模式，削减了信息流，节省配网通讯系统的投资。由于乌当供电局配电自动化试点所触及的配电环网不多，只有三个手拉手翰单环网，结构比力简单，整个系统由配电主站和配电终端组成，同时斟酌是试点，受资金、技术和运行经验的限制，建设规模应控制，不宜将系统复杂化，故可斟酌省往配电子站层，即试点系统整体结构采用两层结构模式[2]，整个系统包括配电主站层和配电终端层，未来凭据需要再增加配电子站层，扩大为完整的三层结构模式。3配网通讯方案配网通讯系统要求具有高度靠得住性、经济性和开放性、可扩充性，同时还要求操作维护利便，拥有双向通讯能力且顺应多种传输速度。配电自动化经常使用的通讯方式有光纤通讯、电力线载波、有线电缆、无线扩频、微波通讯、借助公众通讯网（如GPRS）等多种。
凭据本次试点现实情况，试点配网通讯系统采用分支通讯层和用户通讯层的两层结构模式。今朝，还没有一种通讯技术可以很好的知足这两个条理的需要，所以试点配电自动化通讯系统须接纳夹杂通讯方案，即：·分支通讯层：即主站与FTU之间的通讯，采用光纤自愈双环网通讯方式；·用户通讯层：FTU（内置光Modem）与TTU之间的通讯，采用屏障双绞线作传输介，可将多个TTU经由过程RS-485总线接进统一个光Modem的统一个RS-485数据接口；采用GPRS技术实现配电主站与配变负荷监测仪和10kV无功抵偿装配之间通讯。本次试点采用北京蛙视公司Omate2000数据光端机组成双纤自愈环网。为试点配网光纤自愈双环网通讯方式组成图如图3所示。现场的光Modem安装在FTU或RTU通讯箱内。为了在统一个光纤环网上传输分歧规约的信息，和避免因轮询点较多致使响应实时性欠安，可采用接口时隙分组技术。本试点是将光纤自愈双环网中的光Modem设置装备摆设为三组接口时隙，每组时隙对应一个数据通道，同时对应一组配电终端。也就是说，用其中一组时隙（数据通道）传输新增5台FTU信息，采用IEC101规约；另外一组时隙（数据通道）传输新增5台TTU信息，采用IEC101规约；再用另外一组时隙（数据通道）传输现有10台珠海许继RTU信息，采用ITU-TV.23通讯协议。
图3　乌当供电局试点配网光纤自愈双环网通讯方式组成图对于可能的响应延时问题，除采用时隙分组技术外，还可采用合适的规约（如DNP3.0等）和增加配电子站来加以解决。4馈线自动化方案在配电自动化的所有功能中，馈线自动化(FeederAutomation，简称为FA)是主要的功能，其作用主要包括故障检测、定位、隔离和网络重构（也常简称为DA）。经常使用的馈线自动化实现模式有就地控制、远方集中控制和综合智能控制等几类。在对其进行分析比力的根蒂根基上，连系乌当配电网络现状，本次试点馈线自动化可划分接纳两种方案来实现，即已建北广-洛广、北府-洛府两个环路接纳就地控制与远方集中控制相连系DA解决方案，新建洛年夜-下三线环路接纳电压/电流夹杂型DA方案。就地控制与远方集中控制相连系DA方案。现有北广-洛广、北府-洛府两个环路上的开关均采用VSP5电压型自动化开关及其配套RTU（TOSDAC-D21P11），本次试点将加装通讯箱，由开关配套TV供电，经由过程双纤自愈环网将RTU接进配电主站。由于RTU不带蓄电池，停电时造成通讯中断，RTU将失往与配电主站的联系，不能上报故障信息，是以对于已有两个环路DA方案，只能由当地RTU终端完成故障检测、定位、隔离功能，而网络重构则由配电主站来实现。这类方案，变电站出线开关庇护没必要要改造。这类方案的故障隔离，仍是凭据电压型原理，由终端就地进行故障隔离，配电主站接收到终端发出的故障信息、开关变位信息后，确认故障所在区段。在确认故障已隔离条件下，提出好网络重构方案，由主站远方远控，恢复系统供电。电压/电流夹杂型DA方案。进行环网改造后的洛年夜-下三线环路照旧采用东芝技术VSP5电压型负荷开关，与南瑞团体公司DAT-1P型配电自动化终端（FTU）配套。该FTU除具有当地/远方测控、故障判别等常规功能，还具有多种通讯接口（RS-232/485、CAN总线、以太网等）和支持经常使用远动规约（IEC101/104、DNP3.0、CAN2.0B等）。此外，FTU还配有蓄电池，以便在停电情况下维持FTU工作，在故障停电时保证FTU正常工作，配合主站完成DA功能[3]。出格是DAT-1P型FTU具有电压型DA与电流型DA相互兼容的特点，在DA方式的选择上更具灵活性。所谓电压/电流夹杂型DA，指当环路发生故障时，故障检测、定位、隔离功能的实现将采用电流型远方控制方式，即由配电主站集中收集环路上各FTU故障信息，凭据网络拓扑关系，进行分析诊断，准确进行故障定位。由于VSP5开关具有“失压脱钩”特点，此时，相关开关已处于分闸状态，远方主站只需发出开关闭锁饬令，把故障点两侧开关闭锁。对于馈线上健全区段的供电恢复，由主站提出好重构方案，经由过程远控响应开关，并连系VSP5电压型开关“来电自举”的特点，逐级恢复，完成网络重构。这类夹杂型DA方案，具有电压型、电流型DA方案势互补的点，一方面体现了电流型快速、靠得住定位故障和隔离故障的点，同时阐扬VSP5电压型开关采用交流操作电源的特点，避免使用蓄电池作为操作电源，使开关操作靠得住性年夜年夜提高。这类方案，变电站出线开关庇护也不需要改造，保留一次重合闸即可，但DA功能完全依赖于配网通讯系统，对通讯靠得住性要求较高。这两种方案都阐扬了VSP5电压型开关的点，充实哄骗了配网光纤通讯资本和配电主站资本，适用于各类配电网故障的处置。5配电主站系统乌当供电局在用的调剂主站构建于南京南瑞团体公司“一体化ON2000配网综合调剂自动化系统”的平台。该系统基于Windows2000操作系统，在一体化支持情况上，可实现调剂自动化、配电自动化、地舆信息系统、调剂经管、配网经管等多种运用功能。由于采用了模块化的系统结构，可凭据具体的功能需求，利便地进行运用功能的灵活组合。是以，可在现有调剂自动化系统的软硬件平台上，构建配电自动化主站系统，形成一体化配网综合调剂自动化系统[4]。实现调配一体化主站系统有以下点：·比两套自力系统具有更好的性能价格比，年夜年夜下降整体投资；·系统软件、硬件资本获得充实同享；·削减系统运行、维护工作和运行费用；·共用数据服务器，共用一个数据库，既实现资本同享，又能保证调剂、配网各自数据对平安性、靠得住性、实用性、开放性、扩大性和容错性的要求。为了知足配电自动化需求，需对原调剂自动化系统进行扩容。连系本次试点的现状，主站系统需要扩容的硬件主要有：·两台配电工作站。配电工作站对整个配电网的运行进行实时监视和控制，实现配网SCADA功能和正常10kV负荷倒闸操作，和对配电变压器、无功抵偿装配的测控与经管。·一台数据光端机。主站光Modem与配电终端光Modem一起组成光纤自愈双环网，完成数据收集和下发控制饬令等使命。·一台GPRS通讯经管机。GRPS通讯经管机经由过程APN线接进移动无线公用数据网，对配电变压器、无功抵偿装配进行测控，并完成分歧通讯协议的转换。主站系统需要扩容的软件主要有：·DA故障处置软件。主要完成配网故障的检测、隔离、网络重构和各类交互式人工处置使命。·配电SCADA软件。主要完成配电网的数据收集、数据处置、图形显示、配网控制、告警处置、事故追思、报表打印和权限经管等功能。
通讯软件。主要用于各类通讯协议（远动规约）之间的转换。·配变、无功抵偿装配监测与经管软件。6竣事语现场运行证实，该配电自动化试点方案切实可行，提高了供电靠得住性，提高了城网的运行维护水平，也提高了对配电网的经管水平，真正起到了以点代面的试点作用，具有秀的经济效益和社会效益。同时，完全可以以本试点系统为根蒂根基，进行较为利便的扩大，进一步扩年夜配电自动化功能和规模并实用化。参考文献
[1]胡宪泽,刘晖,吴卫.贵阳市北供电局配电自动化系统的模式和实践.第四届输配电技术会群情文集.2003:870-871.
[2]林功平,奚国富,徐石平易近.农电系统县级城市配电自动化模式.电力系统自动化.2004,28(24):75-78.
[3]林功平,徐石明,罗剑波.配电自动化终端技术分析.电力系统自动化.2003,27(12):59-62.
[4]吴福保,等.ON2000一体化配网综合调剂自动化系统.电力系统自动化.2002,26(22):70-73.