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配電自動(dòng)化與智能配電網(wǎng)論文范文
導(dǎo)語(yǔ)：闡述了國(guó)內(nèi)外配電自動(dòng)化的基本狀況，指出了配電自動(dòng)化系統(tǒng)在各個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)中的定位，同時(shí)給出了配電自動(dòng)化系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié)以及對(duì)應(yīng)通信系統(tǒng)的構(gòu)架。描述了配電自動(dòng)化的基本功能、基礎(chǔ)應(yīng)用和高級(jí)應(yīng)用，展望了配電自動(dòng)化的未來(lái)――智能配電網(wǎng)的發(fā)展前景。以下是小編整理配電自動(dòng)化與智能配電網(wǎng)論文范文的資料，歡迎閱讀參考。
關(guān)鍵詞：配電自動(dòng)化；智能配電網(wǎng)；通信平臺(tái)；配電網(wǎng)網(wǎng)架
中圖分類(lèi)號(hào)：TM72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2016）03-0-02
配電網(wǎng)直接面向用戶，屬電網(wǎng)最后一公里。配電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是否合理是實(shí)現(xiàn)基本功能的物理基礎(chǔ)，與之匹配的通信系統(tǒng)是配電自動(dòng)化系統(tǒng)基礎(chǔ)應(yīng)用與高級(jí)應(yīng)用的支撐平臺(tái)。配電自動(dòng)化系統(tǒng)既涵蓋一次設(shè)備、線路又包括保護(hù)與自動(dòng)化等二次設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。智能配電網(wǎng)是配網(wǎng)自動(dòng)化的高級(jí)階段，是配電自動(dòng)化的終極目標(biāo)與應(yīng)用的最高形式。
1 國(guó)內(nèi)外配電自動(dòng)化的發(fā)展和現(xiàn)狀
1.1 國(guó)外配電自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r
根據(jù)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況，國(guó)外配電自動(dòng)化技術(shù)可分為三種類(lèi)型：第一類(lèi)主要包括美國(guó)、英國(guó)和日本，其特點(diǎn)是發(fā)展速度快，運(yùn)行效果好。尤其日本近60%的線路實(shí)現(xiàn)了饋線自動(dòng)化，個(gè)別地區(qū)覆蓋面超過(guò)80%，供電可靠性因此得到很大提升；第二類(lèi)包括新加坡、韓國(guó)等。新加坡電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格狀布局，配電自動(dòng)化系統(tǒng)覆蓋了中低壓配電網(wǎng)，用戶年停電時(shí)間為0.31分鐘，大大提高了供電可靠性；第三類(lèi)主要包括印度、泰國(guó)等。其特點(diǎn)是多應(yīng)用系統(tǒng)集成，規(guī)模大，且相互兼容。
1.2 國(guó)內(nèi)配電自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r
我國(guó)配電自動(dòng)化主要采用引進(jìn)、消化、吸收、改善等多種方式來(lái)實(shí)施和推進(jìn)。最初，從引進(jìn)日本的配電網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)備，不斷消化吸收，逐步啟動(dòng)了配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)工作。采用分期分批試點(diǎn)、總結(jié)、提升至推廣應(yīng)用的模式，在部分城市開(kāi)展了配電自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)施工作，到目前為止，已完成了多個(gè)城市的配電自動(dòng)化實(shí)用化功能驗(yàn)收工作。其技術(shù)路徑為：從配電自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)研究到試點(diǎn)與示范工程，再到推廣應(yīng)用，取得了大量的工程經(jīng)驗(yàn)和有效數(shù)據(jù)。其發(fā)展也經(jīng)歷了饋線自動(dòng)化、簡(jiǎn)約配電自動(dòng)化到復(fù)雜配電自動(dòng)化應(yīng)用不斷深入的過(guò)程。
2 典型配電自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成
配電自動(dòng)化系統(tǒng)硬件主要由后臺(tái)主站、配電終端和通信平臺(tái)組成；應(yīng)用軟件由配電自動(dòng)化應(yīng)用軟件平臺(tái)體系支撐。其系統(tǒng)構(gòu)成及其在系統(tǒng)中的定位如圖1所示。配電主站與配電終端構(gòu)成其核心系統(tǒng)，調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)及變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與該系統(tǒng)關(guān)系密切。配電終端采集的配電網(wǎng)運(yùn)行及狀態(tài)數(shù)據(jù)，通過(guò)通信平臺(tái)系統(tǒng)傳輸至后臺(tái)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器，后臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器則完成數(shù)據(jù)分析處理，實(shí)現(xiàn)其應(yīng)用功能。配電自動(dòng)化系統(tǒng)利用信息總線，與生產(chǎn)、營(yíng)銷(xiāo)等相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)互聯(lián)，完成信息交互，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。其中，主站是配電自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)控、管理中心，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)控、分析和處理；配電終端實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和控制；通信系統(tǒng)為數(shù)據(jù)采集、傳輸與遠(yuǎn)程控制提供通道支撐；信息總線則是基于IEC61968標(biāo)準(zhǔn)的總線機(jī)制，可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享。
2.1 配電自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用功能
配電自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用包括配電系統(tǒng)運(yùn)行及狀態(tài)數(shù)據(jù)采集、傳輸與分析等基本功能，實(shí)現(xiàn) “一遙”即遙信功能或“二遙”即遙信與遙測(cè)功能，如全節(jié)點(diǎn)全斷面的量測(cè)、控制、保護(hù)功能等；基礎(chǔ)應(yīng)用：配電電網(wǎng)監(jiān)控、管理、運(yùn)行維護(hù)、檢修等，實(shí)現(xiàn)“二遙”即遙信與遙測(cè)功能或“三遙”即遙信、遙測(cè)與遙控功能。如生產(chǎn)運(yùn)行管理、營(yíng)銷(xiāo)管理、負(fù)荷監(jiān)控和用戶管理等；高級(jí)應(yīng)用：配電系統(tǒng)故障定位/隔離/自動(dòng)恢復(fù)供電，實(shí)現(xiàn) “三遙”即遙信、遙測(cè)及遙控功能或“四遙”遙信、遙測(cè)、遙控及遙調(diào)功能。如故障隔離與自愈，負(fù)荷轉(zhuǎn)供等。還包括分布式電源的控制與管理，配電主站系統(tǒng)與市調(diào)EMS、縣調(diào)EMS、智能計(jì)量系統(tǒng)、生產(chǎn)管理PMS、生產(chǎn)指揮搶修平臺(tái)等其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享和應(yīng)用集成，以及其他定制化應(yīng)用等。
應(yīng)用軟件系統(tǒng)基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，具備自診斷、自恢復(fù)功能，確保數(shù)據(jù)安全性；可實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)系統(tǒng)軟硬件運(yùn)行狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載等功能；對(duì)具備冗余配置的設(shè)備，能自動(dòng)切換到冗余設(shè)備運(yùn)行。
系統(tǒng)按照IEC61968/IEC61970標(biāo)準(zhǔn)的總線機(jī)制，與相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)互聯(lián)，擴(kuò)展與其它應(yīng)用系統(tǒng)之間的信息共享，為配電自動(dòng)化系統(tǒng)高級(jí)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)條件；另外，系統(tǒng)采用開(kāi)放的體系結(jié)構(gòu)，各平臺(tái)分層構(gòu)建，具有很強(qiáng)的擴(kuò)展能力；同時(shí)，系統(tǒng)采用面向設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)模型及面向服務(wù)的架構(gòu)等先進(jìn)技術(shù)，完全滿足配電系統(tǒng)點(diǎn)多面廣的特征。
2.2 配電自動(dòng)化系統(tǒng)的物理平臺(tái)
2.2.1 配電網(wǎng)典型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)
配電網(wǎng)拓?fù)渚W(wǎng)架結(jié)構(gòu)網(wǎng)格化，每個(gè)單元網(wǎng)格內(nèi)要確保有兩個(gè)以上的相對(duì)獨(dú)立的電源，才能確保配電自動(dòng)化基本功能的實(shí)現(xiàn)。一般典型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)單元如圖2所示。這些單元主要有放射狀、手拉手、環(huán)網(wǎng)甚至網(wǎng)格狀等形式。配電網(wǎng)網(wǎng)架由以上一個(gè)或幾個(gè)單元級(jí)聯(lián)而成。
2.2.2 配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的通信平臺(tái)
配電通信系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合配電系統(tǒng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)特征，采取多種通信方式相結(jié)合的原則來(lái)建設(shè)。主要的通信方式有光纖專(zhuān)網(wǎng)、配電線載波、無(wú)線專(zhuān)網(wǎng)和無(wú)線公網(wǎng)等。各種通信方式應(yīng)采用統(tǒng)一接口規(guī)范。每種通信方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際，確定組合方式。光纖通信技術(shù)具有傳輸頻帶寬、容量大、衰減小等優(yōu)點(diǎn)，已在電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。配電線載波通信方式充分利用現(xiàn)有電力線作為載體，實(shí)現(xiàn)模擬或數(shù)字信號(hào)傳輸。無(wú)線公網(wǎng)通信方式具有覆蓋面廣，維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)。
配電自動(dòng)化典型通信系統(tǒng)如圖3所示。具備遙控功能的配電自動(dòng)化區(qū)域應(yīng)優(yōu)先采用專(zhuān)網(wǎng)通信方式；依賴(lài)通信實(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)隔離的饋線自動(dòng)化區(qū)域宜用光纖專(zhuān)網(wǎng)通信方式。采用無(wú)線公網(wǎng)通信方式時(shí)應(yīng)符合相關(guān)安全防護(hù)措施和可靠性規(guī)定要求。
2.3 配電自動(dòng)化系統(tǒng)定位
在紛繁復(fù)雜的電力系統(tǒng)中，為便于理解，現(xiàn)將各類(lèi)自動(dòng)化系統(tǒng)梳理如下：對(duì)配電網(wǎng)而言，調(diào)度自動(dòng)化和配網(wǎng)自動(dòng)化構(gòu)成了調(diào)配一體化；而配網(wǎng)自動(dòng)化是由變電站綜合自動(dòng)化和配電自動(dòng)化作為支撐；用電自動(dòng)化也可以理解為低壓配電自動(dòng)化，與配電自動(dòng)化構(gòu)成配用一體化；配網(wǎng)自動(dòng)化和配用一體化又構(gòu)成了營(yíng)配一體化；調(diào)配一體化和營(yíng)配一體化構(gòu)成了營(yíng)配調(diào)一體化。目前這些劃分沒(méi)有統(tǒng)一嚴(yán)格的定義和區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)。圖4所示為各類(lèi)自動(dòng)化系統(tǒng)關(guān)系圖。
3 配電自動(dòng)化是智能配電網(wǎng)的基本功能
配電自動(dòng)化是智能配電網(wǎng)的初級(jí)形式，是智能配電網(wǎng)的基礎(chǔ)。配電自動(dòng)化系統(tǒng)首先實(shí)現(xiàn)了配網(wǎng)運(yùn)行工況的監(jiān)測(cè)功能，在具備條件的情況下，可分別實(shí)現(xiàn)“一遙”、“二遙”或“三遙”功能。
智能配電網(wǎng)是配電自動(dòng)化發(fā)展的未來(lái)。智能配電網(wǎng)在滿足配電自動(dòng)化的一般功能基礎(chǔ)上，逐步實(shí)現(xiàn)其高級(jí)應(yīng)用功能。智能配網(wǎng)是配電自動(dòng)化的發(fā)展與延伸，配網(wǎng)自動(dòng)化是智能配網(wǎng)的基礎(chǔ)；配網(wǎng)自動(dòng)化是智能配網(wǎng)的基本功能與基礎(chǔ)應(yīng)用，智能配網(wǎng)更多關(guān)注的是基于配網(wǎng)自動(dòng)化基礎(chǔ)之上的高級(jí)應(yīng)用。
智能配網(wǎng)與配網(wǎng)自動(dòng)化兩個(gè)信息化應(yīng)用系統(tǒng)都是建立在完善的配電網(wǎng)架與多種形式的通信平臺(tái)上，是信息流與功率流的融合。智能配電網(wǎng)依托完善的采集、通信、信息平臺(tái)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)自我狀態(tài)的持續(xù)監(jiān)測(cè)，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)給出準(zhǔn)確判斷，并通過(guò)智能分析形成決策，自動(dòng)進(jìn)行綜合調(diào)控，實(shí)現(xiàn)故障定位和切除，迅速恢復(fù)電力供應(yīng)，并進(jìn)行故障分析，縮短故障處理時(shí)間，使得電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)趨向最優(yōu)。
智能電網(wǎng)最有可能在配網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，即智能配電網(wǎng)是未來(lái)主動(dòng)配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的必要條件。實(shí)現(xiàn)大規(guī)模接入可再生能源和清潔低碳能源，提高電能對(duì)化石能源的替代程度，促進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)和節(jié)能減排的開(kāi)展；推進(jìn)需求側(cè)管理，節(jié)能降耗、提高能效，促進(jìn)能源和電力資產(chǎn)的高效利用；實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)、電源和用戶的信息共享，支持電網(wǎng)與用戶互動(dòng)。
4 結(jié) 語(yǔ)
配電網(wǎng)特征是點(diǎn)多、面廣、線長(zhǎng)、變化快、通信環(huán)境差；配電自動(dòng)化涵蓋了電力系統(tǒng)一次、二次設(shè)備，裝置及通信技術(shù)，要求復(fù)合專(zhuān)業(yè)型人才。配電自動(dòng)化實(shí)施是一個(gè)系統(tǒng)工程，且隨著新技術(shù)、新材料的出現(xiàn)，其方案也在不斷完善。其功能也從基本功能、基礎(chǔ)應(yīng)用到高級(jí)應(yīng)用漸進(jìn)式實(shí)現(xiàn)。只有從系統(tǒng)論的視角，統(tǒng)一規(guī)劃，分期分批分區(qū)域?qū)嵤拍軐?shí)現(xiàn)每批每期每區(qū)不同的應(yīng)用效果，最終逐步實(shí)現(xiàn)智能配電網(wǎng)的愿景。
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