基于IP网络的智能配电系统设计

1、基于IP网络的智能配电系统设计    关键词:配网自动化;IP网络;SCADA系统 在发电能力得到极大发展的今天,电力部门开始考虑如何将电能合理地进行分配,如何提高电力用户的用电质量(包括电能的质量和供电可靠性等)的问题,以减少电力用户对电力部门的不满,考虑提高配电网络运行的安全性和经济性的问题,以避免、减少、迅速恢复配电网故障,减少负荷损失,其根本目的是在满足社会生产和日常生活需要的前提下,提高电力企业的整体管理水平和经济效益。 我国从上个世纪的80年代开始进行配电网自动化的研究工作,从90年代中期开始在国内的发达地区的城市中进行了多个方面的配电网自动

2、化的试点工作,包括负荷管理、区域配电自动化、配电网设备管理、客户服务等。 在过去几年的配电网自动化发展过程中,国内众多的设备、系统供应商提供了多种自动化的系统,每种自动化系统也都有一定数量的用户,取得了一定的成就,基本达到了相应的目的,但也存在着几个迫切需要解决的问题。其一是盲目拓展系统功能的问题。其二是盲目套用输电网自动化的模式。其三是忽略不同配电网自动化系统之间的联系。 这些问题的存在,影响了配电网自动化的发展,为解决这些问题,需着重做好下面的工作。 1面向供电企业整体,把握电力体制改革的最终目标,充分考虑电力市场机制对供电企业提出的新的需求,研究在今后一阶段配电网自动化系统产品基本或核心

3、需求的整体框架,重点是界定在配电网自动化中不同的功能或系统之间的划分。 2通过对配电网自动化中不同部分之间信息交流需求的分析.研究各个主要配电网自动化系统对外部其他系统的界面,并对界面的实现方式进行研究和实施。目前在有关配电网自动化系统的行业标准(包括标准的草案)中,只提到系统应具有与外界通信的能力,而没有涉及界面本身。 3配电网自动化的根本是对配电网建设及配电网运行过程进行监管,在配电网中的牵涉的设备、用户、信息较多,在配电网自动化实施过程中往往采用分层实施的方法。分层是简化问题、提高效率的重要方法,但配电网自动化中的分层与输电网自动化中的分层有很大的不同.分层的目的不同,分层以后不同层次之

4、间的交互的复杂程度也不同。故必须对配电网自动化中的分层策略、层次之间的交互机制、分层的效果等多方面的问题进行研究,并具体研究实现的方法。 4配电网自动化中,有相当一部分自动化系统具有相伺或相似的系统模式,如果为不同的应用目的设计不同的产品,对用户而言是增加了系统使用和维护的难度、成本,对系统供应商而言是降低了提供多种系统产品的能力。故应该针对SCADA类型的系统产品进行结构上的深入解剖,并进行一定程度上的归纳总结,研究一种方案,以期能达到在同一SCADA平台上实现多种SCADA应用的目的。 一般而言,配网管理系统应包含如下主要功能: 配电自动化DAc实现配网的运行、监控、故障诊断、故障隔离与网

5、络重构决策。 图纸管理AM/FM/CIS。配电图纸管理系统是基于地理信息系统(GIS)的自动作图(AM)和设备管理(FM)系统。它把标明有各种电力设备和线路的街道地理位置作为配电网管理和维修电力设备以及寻找和排除设备故障的有力工具。 配电工作管理DwM。配网运行工作、统计报表管理;配电设计、施工、检修管理。 故障投诉管理TCM。投诉电话处理、故障定位与恢复供电。 需求侧管理DSM。提供用户负荷采集、统计、计量和控制等功能。 配网分析系统DAS。网络建与网络拓朴、状态估计、配网潮流、网损与压降分析、短路电流、电压/无功控制、负荷预测等; 从系统结构上来说,配网管理系统从上到下分为:配网管理系统、

6、配网控制中心(主站)、配网分(子)站、配电远方终端(FTU,TTU等),各部分通过通信系统连成一个整体,是个层次型分布式系统。 配网管理系统。实现配网管理的功能:图纸管理AM/FlVl/GIS,配电工作管理,故障投诉管理,需求侧管理,以及配网分析系统。是整个系统功能的最终体现。 配网控制中心(主站)。接收配网子站所有信息,并对配网。 配电子(分)站。根据系统规模决定是否设立配电子站。对于规模大的配网,配网监控设备点多面广,不可能把所有的站端监控设备直接连到配电主站上,必须将信息分层分析、处理,才能提高效率和响应速度,因此必须增设中间一级,称为配电子站。配电子站系统位于配电主站与配电终端层之间,

7、置于变电站、开闭所内。具有对变电站、开闭所所辖馈电线路配电自动化管理功能,收集所管辖的终端信鼠并分析处理后送人配电主站,实现配电主站与终端之间的数据传输和交换,此外还具有所辖区域内故障诊断、隔离、恢复的功能。 配电子站要求可以与配电中心主站、所辖区域内FTU、开关站和环网柜FTU、配变TTU及其它智能设备通信,实现四遥数据的收集转发、规约的转换、完成所辖区域故障识别、故障隔离和恢复供电功能。        配网远方终端。配网终端除了完成采样数据上传及下达命令外,还具有统计、分析、自动控制、保护等功能。在精度、抗干扰

8、、高低温特性等关键性能均需达到国家规定的指标。由于配网终端数量众多,因此终端产品的稳定性、可靠性、以及是否具有远方维护功能,都是很重要的。 抄表系统。为了适应目前供电部门“一户一表、抄表到户”的新的抄表模式要求以及电量计费改革的需要,作为用电的最终用户,用电部门必需采集用户的分时电量以及一些统计数据。 通信系统:目前在主站与子站之间一般采用光纤通信,分两种:光纤以太网、光纤环网,这两种光纤通信方式的造价相近。光纤环网更成熟一些,但光纤以太网是发展方向,光纤以太网目前技术实现及相关设备都已得到实践检验,正在推广应用。 子站与馈线之间目前一般采用光纤、双绞线、电力线载波、无线等多种通信手段混合的方式。常见的结构为:以光纤构建干线通信网络;通过双绞线,采用现场总线技术(如LonWorks、Can、Profibus)或485,将干线TTU、支线的FTU、TTU,连接到干线FTU,由其通过高速光纤通道,将信息上传到子站、主站,干线FTU应具备这种集中转发的能力。