配電管理及自動化系統(tǒng)實施中的問題

　　1　引言

　　配電自動化(DA)是一項集計算機技術、數(shù)據(jù)傳輸、控制技術、現(xiàn)代化設備及管理于一體的綜合信息管理系統(tǒng)，其目的是提高供電可靠性，改進電能質(zhì)量，向用戶提供優(yōu)質(zhì)服務，降低運行費用，減輕運行人員的勞動強度。在工業(yè)發(fā)達國家中，配電系統(tǒng)自動化受到了廣泛的重視，美國、日本、德國、法國等國家的配電系統(tǒng)自動化，已經(jīng)形成了集變電站自動化、饋線分段開關測控、電容器組調(diào)節(jié)控制、用戶負荷控制和遠方抄表等系統(tǒng)于一體的配電網(wǎng)管理系統(tǒng)(DMS)，其功能已多達140余項。

　　現(xiàn)代化的城市需要有現(xiàn)代化的配電系統(tǒng)與之相適應。目前配電自動化系統(tǒng)在我國的許多地區(qū)已經(jīng)不再是一種理論探討，而是一種實踐。亦即不再是上與不上的探討，而是怎么上的問題。自90年代以來，我國電力系統(tǒng)的35 kV變電站逐步實現(xiàn)了四遙功能，但規(guī)模覆蓋變電站自動化、饋線的故障定位與故障隔離和自動恢復供電、負荷控制、遠方自動讀表、最低網(wǎng)損、電壓/無功優(yōu)化，而變電配電和用電管理信息系統(tǒng)的配電網(wǎng)綜合管理系統(tǒng)，則是近年來才起步的。雖然我國配電自動化開展得比較晚，但已經(jīng)取得了一些可喜的成績。銀川城區(qū)配電系統(tǒng)自動化已經(jīng)通過了國家電力公司組織的技術鑒定，達到國內(nèi)領先水平，還有一些地區(qū)的配電系統(tǒng)自動化已達到了國外配電系統(tǒng)自動化第一階段的水平。

　　本文針對配電自動化系統(tǒng)實施過程中的實際問題，從工程應用的角度對配電自動化與配電管理系統(tǒng)的關鍵技術問題進行了探討。

　　2　配電自動化與配電管理系統(tǒng)

　　有關配電系統(tǒng)自動化的功能雖各不相同，但基本集中于5個方面，即SCADA、故障管理、負荷管理、自動繪圖/設備管理/地理信息系統(tǒng)(AM/FM/GIS)、配電網(wǎng)高級應用軟件。

　　圖l示出了DA/DMS的5個基本應用方面及其相互關系，這5個方面有機組合構(gòu)成了配電系統(tǒng)自動化豐富多彩的應用。以故障管理為例，故障管理與SCADA、配電高級應用中的故障隔離定位軟件相結(jié)合構(gòu)成了饋線自動化(FA)功能;故障管理與AM/FM/GIS相結(jié)合構(gòu)成了故障檢修GPS定位管理功能。

 
　　3　配電SCADA與DA

　　同輸電網(wǎng)的調(diào)度自動化系統(tǒng)一樣，配電網(wǎng)的SCADA也是配電自動化的基礎，只是數(shù)據(jù)采集的內(nèi)容不一樣，目的也不一樣。配電SCADA針對變電站以下的配電網(wǎng)絡和用戶，目的是為DA/DMS提供基礎數(shù)據(jù)。但是，僅僅是配電SCADA的三遙功能，并不能稱為配電自動化系統(tǒng)，只有在配電SCA-DA基礎上增加饋線自動化(FA)功能后才能稱為配電自動化系統(tǒng)。

　　饋線自動化的基本功能應包括饋線故障的自動識別、自動隔離、自動恢復。配網(wǎng)故障診斷是一復雜問題，由于配網(wǎng)實際情況和故障情況的差別，其診斷的步驟與方法也是不同的。診斷方案應適用于以下情況：

　　(1)故障類型：單相接地故障、兩相故障、兩相接地故障和三相故障;

　　(2)適用范圍：中性點不接地或小電流接地系統(tǒng)。

　　因此，為了完成DA的功能，配電SCADA除了可以采集正常情況下的饋線狀態(tài)量外，還應對故障期間的饋線狀態(tài)進行準確的捕捉。除了可以進行人工遠程控制外，還應可以對饋線設備進行自動控制，以便實現(xiàn)故障的自動隔離和自動恢復。

　　4　地理信息系統(tǒng)(GIS)與面向電力系統(tǒng)的實時GIS平臺

　　由于配電網(wǎng)供電設備點多面廣，并且按地理分布，因此，對其管理離不開地理信息。常規(guī)的地理信息系統(tǒng)(GIS)由GIS軟件包、數(shù)據(jù)庫和計算機硬件構(gòu)成。可以完成一般的圖形制作、編輯與管理功能，以及空間數(shù)據(jù)分析和關聯(lián)分析。建立在GIS基礎上的設備管理系統(tǒng)通常稱為AM/FM/GIS系統(tǒng)。

　　這種由常規(guī)GIS構(gòu)成的設備管理系統(tǒng)，包含了許多電力系統(tǒng)分析所不需要的地質(zhì)、地貌信息，必然導致資源浪費。而電力系統(tǒng)分析又對實時性要求極高，因此，需要一種面向電力系統(tǒng)的實時GIS平臺作為配電自動化/配電管理系統(tǒng)的基礎平臺。這種平臺應以地理圖形為靜態(tài)背景，將電力系統(tǒng)的動態(tài)圖形和動態(tài)數(shù)據(jù)疊加在上面并結(jié)合成有機的整體，即可實現(xiàn)實時的GIS平臺功能。

　　這種平臺的基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。它應具有的基本功能為：①良好的實時性;②對電力系統(tǒng)模型的良好描述;③對其它系統(tǒng)的開放接口。