随着科学技术的发展,实现中低压配电网的自动化已成为电力系统发展的趋势。中低压配电网作为输配电系统的最后一个环节,其实现自动化的程度与供用电的质量和可靠性密切相关。为此,本文特对中低压配电网自动化的必要性及其实现方案作简单的讨论。
1 实现中低压配电网自动化的必要性
1.1 实现中低压配电网自动化是提高人们生活质量、发展国民经济的要求
在现代社会中,供电质量的好坏,不仅反映一个国家或地区人们的生活质量、水平和投资环境的好坏,更是影响经济发展的重要因素,它决定着工业发展的方向、规模。实际上,信息时代的到来www.cechina.cn,要求不间断供电的计算机设备越来越多,给供电提出了更高的要求。停电或限电会导致减产,而忽然的停电则会危害工厂的重要设备。只有实现中低压配电网的自动化,才可能最大限度地提高供电质量,满足人们日常生活工作与生产的需要。
1.2 实现中低压配电网自动化是电力企业自身发展的需要
实现中低压配电网自动化,可提高供电的质量和可靠性。实现中低压配电网自动化,可减少故障次数,缩小事故范围,缩短事故时间,为恢复供电、快速分析、诊断、报告事故原因提供有效的依据
实现中低压配电网自动化,可以提高整个电力系统的经济效益:减轻维护人员的劳动强度;减少操作人员;增强电力系统的免维护性;有利于提高设备的安全和健康水平www.cechina.cn,延长使用寿命。
实现中低压配电网自动化,可以提高整个电网的管理水平。主要包括:为电力系统计算机管理自动、准确、及时地提供更为详尽、丰富的数据和信地方、任何用户的计划停电、供电;可以方便、直观地监控全局内各个用户的用电、供电情况,实现总体控制。
1.3 中低压配电网是我国配电网自动化的薄弱环节
配电网自动化建设,在我国尽管起步较晚CONTROL ENGINEERING China版权所有,但也已经进行了近20年的研究和实践,取得初步成效。但是研究与实践成果大多数都是在高压配电网(35 k V以上)层次上进行的,而在中低压配电网(配电房这一层次)的自动化问题上,还是一片空白,既没有总体的规划,也没有一个统一的技术原则。不仅如此www.cechina.cn,目前的纵向监控一般只限于变电站的出线以前,对于从变电站馈线到终端用户等属于用电管理范畴的监控,除少数大用户的负荷控制外,尚无其它监控手段。
2 中低压配电网自动化方案
2.1 电力系统自动化现有方案的比较
中低压配电网(主要指开关站、开关房、开闭所)的自动化和变电站的自动化具有一定的相似性。因此,分析一下变电站自动化的实现方法,对于正确确定中低压配电网自动化方案具有重要意义。
变电站自动化系统由5个部分组成:主站、远方终端单元(re mote terminal units,RTU)、线路传感器、远方控制SF6或真空开关、通信电缆。其中,RTU装置位于变电站现场,可以自动采集各种开关状态量(遥信)、模拟量(遥测),并经专用通道传递到监控中心的主站系统;有的RTU还可以按监控人员的意图和指令执行特定的遥控操作,并将操作结果返送监控中心主站系统。
从变电站RTU可以实现的功能来看,变电站的自动化包括3个方面的内容:遥信、遥测、遥控。除此之外,有的系统还可以根据遥测的结果实现电能量总加功能。与此相应,变电站自动化系统可以分为两类:一类只实现了遥信、遥测的功能,即传统的SCADA系统;而最新的SCADA 系统则属于另外一类,它应该可以实现所有“三遥”功能。这两类系统对应着电力系统自动化的不同阶段和水平。
从变电站RTU实现遥测的方法来看,RTU存在两种实现方案:
a)直流采样方案
这种类型的RTU装置在采集模拟量之前,先利用变送器将交流转化成直流,然后再使用RTUA/D转换元件将直流量表示成数字量。其装置以模拟电路为主,辅以少量的数字电路。其特点在于需要变换器,无需高级的数字处理单元(CPU等),难以反映模拟量的瞬时变化,无法进行谐波分析,电能量总加功能的实现比较复杂困难。
b)交流采样方案
这种类型的RTU装置直接使用A/D转换元件对交流电量进行采集计算,无需变送器之类的转换设备,但需要快速的数字处理单元进行配合,以对采集到的数据进行分析、综合。它不仅可以反映电量的瞬时变化,而且可以进行谐波分析,计算频率,简单地实现电能量总加功能。它们多使用微型计算机(如8 X86等)配合多个单片机(如8051、8098等)、并加上大量的A/D转换电路,来实现开关量、模拟量的采集。
当前在数字技术得到充分发展和应用的情况下,交流采样方案是配网自动化的一个合理选择。它以数字电路为主,辅以少量的模拟电路,功能强大,扩充容易控制工程网版权所有,可靠性较直流采样方案有较大提高,综合成本低。
2.2 中低压配网自动化的应用特点
中低压配网自动化