配电自动化是提高中、低压配电网供电质量、运行效率和分布式电源接纳能力,改进客户服务水平的重要技术手段。社会经济的发展与分布式电源的大量接入,给配电网调度、控制与管理水平提出了更高的要求,配电自动化技术受到了广泛关注。
配电自动化
利用现代计算机与通信技术,将中、低压配电网的实时运行、电网结构、设备、用户以及地理图形等信息集成,实现其运行监控及管理自动化与信息化的技术。
- 英文名称
- distribution automation
- 所属学科
- 电气工程
包括配电网运行自动化功能和配电网管理自动化功能两个方面。
配电网运行自动化功能主要包括数据采集与监控、自动故障定位/隔离与恢复供电、电压与无功控制、负荷管理等运行控制功能。
配电网管理自动化功能主要包括配电网设备管理、停电管理、检修管理、缺陷管理、作业(工作票、操作票)管理、规划设计管理等诸项管理功能。
包括提高供电可靠性、配电网容量利用率、电能质量、用户服务质量、管理效率以及降低线损等方面。
减少停电次数与停电时间,能够减少用户的停电损失,从而带来巨大的经济效益,是配电自动化的首要作用。提高供电可靠性的作用主要体现在降低故障发生概率、减少故障停电时间、缩短故障修复时间、缩短倒闸操作停电时间等方面。
扩大现有配电网的供电能力,减少或延缓配电网建设投资。配电自动化为在不同的变电站、馈线之间及时地转供负荷创造了条件,从而可以在不影响供电可靠性的情况下,压缩备用容量,减少一次设备的投资。
实时监视配电线路供电电压的变化以及谐波含量等,使运行人员能够及时发现电能质量问题,通过调整运行方式、调节变压器分接头档位、投切无功补偿电容器组等措施,保证电能质量合格。
优化无功分布,实现无功功率就地平衡,减少线损。为运行人员提供监视并调整配电变压器、馈线负荷水平的技术手段,使其能够合理地分配负荷,避免设备因过载或负载过小增加损耗。
在停电故障发生后,能够及时确定故障点位置、故障原因、停电范围及大致恢复供电时间,给用户一个满意的答复。由计算机制定抢修方案,尽快修复故障,恢复供电,进一步增加用户满意度。
对配电网进行远程实时监视与控制,可节约大量的人工现场巡查故障与倒闸操作劳动力;同时,生产管理实现自动化、信息化,可以很方便地录入、获取各种数据,通过计算机系统提供的软件工具进行分析、决策,制作各种表格、通知单、报告,将人们从繁重的工作中解放出来,提高了工作效率与质量。
完成单一或综合的配电自动化功能的自动化系统的总称。包括配电网运行自动化系统、配电网管理自动化系统以及由这两个系统集成的配电管理系统。
完成配电网运行自动化功能的自动化系统,简称配电网自动化系统[注](DNAS)。可将配电网自动化系统分为配电网数据采集与监控系统(DSCADA系统)以及配电网运行自动化高级应用软件两部分。DSCADA系统是配电网自动化系统的基础子系统,它服务于配电网调度与控制,完成配电网实时数据采集与运行监控功能;高级应用软件包括故障信息管理、馈线自动化(故障定位、隔离与恢复供电)、网络拓扑、合环操作、状态估计等。
实际工程中,将配电网运行自动化系统简称为配电网自动化系统或配电自动化系统(DAS)。
完成配电网管理自动化功能的自动化系统,通常称为配电生产管理系统[注](DPMS)。DPMS一般是以自动绘图、设备管理和地理信息系统(AM/FM/GIS)作为基础支撑平台开发的,因此,可把配电网生产管理自动化看作AM/FM/GIS的高级应用。AM/FM/GIS利用通用GIS平台对配电设备和线路,按地理坐标或空间位置进行各种处理与管理。有的供电企业把配电GIS、DPMS作为两个相对独立的系统开发,这种情况下,DPMS需要与配电GIS通信,以获取配电设备和线路的属性数据、网络拓扑与地理背景信息。
完成配电网运行与管理自动化功能的计算机系统,又称配电网综合自动化系统。
编制配电自动化系统发展计划的管理活动。编制步骤和主要内容:①根据城市供电区域类别及其对供电可靠性的要求与配电网基础条件,确定规划范围和规划内容。②收集相关资料作为规划依据,包括城市配电网一次系统和二次系统规划资料,配电网规模、接线方式、开关设备配置、负荷转供能力与故障处理时间等资料,调度自动化系统现状与规划资料,配电网通信现状和规划资料,自动化设备及系统工程综合造价等资料,企业技术经济指标资料(如新增网售电量、近3年和5年的总投资、投资收益率、配电成本等)。③分析配电网现状,根据其对供电可靠性的要求,确定不同类别的供电区域的规划建设目标。④制定规划原则和技术方案,包括监控选点、系统体系结构、系统集成方案、配电网自动化系统主站、配电网自动化系统子站、配电网自动化系统终端、配电网自动化通信系统、馈线自动化、一次设备改造及工程管理等内容。⑤制定分阶段建设与改造方案。⑥进行规划投资估算和规划方案评估。⑦编制规划报告,提交相关部门审查。
供电企业能否实施配电自动化,取决于外部需求条件与内部基础条件两个方面。
根据地区社会经济发展水平、国内外配电自动化建设经验,以及用户对供电可靠性的要求,对是否有必要建设配电自动化做出定性判断:如果一个地区的经济发展水平较高,用户对供电可靠性的要求也比较高,配电自动化投资的回报就高,应把配电自动化建设提到议事日程上。另一个要考虑的因素是负荷密度,负荷密度越高,说明社会经济发展水平越高,配电线路停电引起的停电损失就越大,实施配电自动化的效益也就越明显。
审查配电网网架结构、一次设备以及运行管理水平是否满足实施配电自动化的要求。①一次网架结构与容量设计是否合理。应采用环网、多供一备等结构形式且馈线要具有足够电源备用容量,馈线一旦发生故障,能将受影响的负荷转供到非故障线路区段上去,达到“N-1”的供电可靠性效果,否则即便实施了配电自动化,也达不到应有的效果。一次网架结构应相对稳定,在未来不会有很大的变化,否则配电网自动化系统终端、配电网自动化系统子站、配电网自动化通信系统的重新部署以及配电网自动化系统主站配置数据更新的工作量大,会造成较大的投资浪费。②一次设备是否具备实施配电自动化的条件。馈线分段开关要能够进行电动操作,并且能够安装电压互感器、电流互感器,满足配电网自动化系统终端供电与测量要求。此外还要有足够的空间安装二次测控设备。③供电可靠率的水平。供电可靠率是一个地区网架结构、运行管理水平的反映,因此,可以根据其实际达到的供电可靠率水平,判断该地区是否具备实施配电自动化的内部基础。一般认为,如果一个地区的供电可靠率超过99%。95%(用户年平均停电时间4.3小时)说明该地区网架结构、技术装备基础比较好,配电网运行管理水平相对较高,可以考虑实施配电自动化。