摘要：簡(jiǎn)要闡述配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)和作者本單位電網(wǎng)概況的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)介紹了該技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)推廣應(yīng)用的情況，對(duì)電網(wǎng)智能化技術(shù)改造和電網(wǎng)技術(shù)管理水平的提升，具有較好的借鑒意義。

　　關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動(dòng)化;兗礦;應(yīng)用

　　一、配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)概述

　　配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)是智能電網(wǎng)和無人值守變電所建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)，是西方發(fā)達(dá)國(guó)家60年代提出的概念，目前在日本、歐美已得到了充分發(fā)展。《配電系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)計(jì)導(dǎo)則》中針對(duì)配電自動(dòng)化給出了很確切的定義：“利用現(xiàn)代電子、計(jì)算機(jī)、通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將配電網(wǎng)在線數(shù)據(jù)和離線數(shù)據(jù)、配電網(wǎng)數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和地理圖形進(jìn)行信息集成，構(gòu)成完整的自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)及其設(shè)備正常運(yùn)行及事故狀態(tài)下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制、用電負(fù)荷配電管理的現(xiàn)代化”。

　　配電系統(tǒng)自動(dòng)化涉及范圍主要包括10kV中壓系統(tǒng)，一般是從變電站的主變低壓側(cè)和低壓母線開始，直至電力用戶為止。配電自動(dòng)化主要處理此中壓網(wǎng)的一次設(shè)備(開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、柱上開關(guān)、變壓器)的監(jiān)測(cè)與控制，以及基于地理信息系統(tǒng)(GIS)的設(shè)備管理。

　　配電自動(dòng)化系統(tǒng)(DAS，distribution automatic system)在縱向結(jié)構(gòu)分屬于配電管理系統(tǒng)(DMS，distribution management system)，橫向與變電站綜合自動(dòng)化、調(diào)度自動(dòng)化、電力MIS等緊密關(guān)聯(lián)。從目前實(shí)施的需求和現(xiàn)狀看,配電網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)行的模式為配網(wǎng)SCADA與GIS合一，“營(yíng)配合一”，且與調(diào)度、電力MIS等集成的系統(tǒng)。

　　近年來，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，電力用戶對(duì)供電電能質(zhì)量的要求也日益提高。僅靠常規(guī)的配電網(wǎng)管理技術(shù)已不能滿足用戶日益提升的電能質(zhì)量要求，為此我們首次在兗礦城區(qū)電網(wǎng)推廣應(yīng)用了配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)。

　　二、兗礦配電網(wǎng)

　　兗礦配電網(wǎng)為兗礦集團(tuán)這個(gè)特大型國(guó)際化企業(yè)集團(tuán)的自備電網(wǎng)，堪稱企業(yè)的神經(jīng)和血液，包括礦井輸電網(wǎng)和城區(qū)配電網(wǎng)兩部分，本次配電網(wǎng)技術(shù)的研究應(yīng)用對(duì)象主要是城區(qū)鐵東片區(qū)配電網(wǎng)。兗礦城區(qū)配電網(wǎng)目前有35kV變電所三座、6kV變電所兩座，擔(dān)負(fù)著整個(gè)集團(tuán)公司駐地的生產(chǎn)及生活供電，有40余路6kV饋出線，其中包括醫(yī)院、鐵路運(yùn)輸處等重要負(fù)荷，年最高負(fù)荷23000KW，其供電可靠性直接影響用戶的正常生產(chǎn)、生活。

　　6kV鐵東配電網(wǎng)是兗礦集團(tuán)公司駐地城區(qū)配電網(wǎng)的重要部分，如圖2.1所示，主要由目前的二十米橋線、三十二處線、二院線、北庫(kù)線、多經(jīng)線、三十七處線、六處線等多條6kV線路組成，配網(wǎng)電源均引自35kV鐵東變電站。6kV鐵東配網(wǎng)主要覆蓋了西至昌平山路、東至龍山路、南至東灘路、北至蘇莊村南側(cè)區(qū)域內(nèi)及周圍的生產(chǎn)生活區(qū)，另包括了西北部集團(tuán)公司車隊(duì)、海魯公司廠區(qū)、物資部倉(cāng)庫(kù)、租賃站等三產(chǎn)企業(yè)片區(qū)。

　　兗礦6kV鐵東配網(wǎng)已從2008年開始進(jìn)行了配網(wǎng)優(yōu)化改造，2011年改造完成后，兗礦6kV鐵東配網(wǎng)全部實(shí)現(xiàn)雙回路環(huán)網(wǎng)供電，遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制，供電方式更加靈活可靠，為兗礦電網(wǎng)的整體智能化建設(shè)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，提供了推廣經(jīng)驗(yàn)。

　　三、兗礦配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)實(shí)施

　　1、主要研究?jī)?nèi)容

　　● 緊密結(jié)合兗礦6kV鐵東配電網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，提出兗礦6kV鐵東配網(wǎng)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)方案，實(shí)現(xiàn)6kV鐵東配電系統(tǒng)的負(fù)荷轉(zhuǎn)移、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、故障檢測(cè)、隔離、供電恢復(fù)、圖形繪制、參數(shù)輸出、信號(hào)報(bào)警等功能，具有與礦區(qū)在用PSASP電網(wǎng)潮流分析和調(diào)度監(jiān)控軟件的接口功能。

　　● 采用配電網(wǎng)系統(tǒng)監(jiān)控終端(FTU)設(shè)備，同國(guó)產(chǎn)ZN28系列真空開關(guān)進(jìn)行成套組合，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控6kV海魯開關(guān)站的進(jìn)出饋電線路及自動(dòng)“三遙”配電功能。

　　2、關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

　　●在煤礦地面供電配網(wǎng)系統(tǒng)中，首次采用國(guó)際先進(jìn)水平的配電網(wǎng)系統(tǒng)監(jiān)控終端(FTU)設(shè)備，同國(guó)產(chǎn)ZN28系列真空開關(guān)進(jìn)行成套組合，采用雙環(huán)自愈式光纜通訊方式，全天候監(jiān)控兗礦鐵東6kV海魯開關(guān)站等環(huán)網(wǎng)饋電線路，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)“三遙”功能。

　　● 在煤礦地面供電配網(wǎng)系統(tǒng)，首次引用3臺(tái)帶有配套控制終端(FTU)的柱上分段開關(guān)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方自動(dòng)化操控功能。

　　3、配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

　　圖3.1所示為兗礦6kV鐵東配網(wǎng)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。外部光纜引入變電站室內(nèi)同機(jī)柜光端機(jī)箱連接，實(shí)現(xiàn)同配電網(wǎng)柱上開關(guān)的連接與通訊。配電自動(dòng)化監(jiān)控軟件包及通訊管理程序等均安裝在綜合監(jiān)控服務(wù)器上，以實(shí)現(xiàn)其各項(xiàng)功能。由拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖可見，系統(tǒng)構(gòu)成為層次化結(jié)構(gòu)。這種層次化的結(jié)構(gòu)體系便于系統(tǒng)的擴(kuò)展、維護(hù)及對(duì)整體性能的把握控制。

　　4、系統(tǒng)主要性能指標(biāo)

　　(1)、主站系統(tǒng)功能

　　兗礦6kV鐵東配網(wǎng)自動(dòng)化主站系統(tǒng)是配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的核心，主要實(shí)現(xiàn)基于地理信息的SCADA系統(tǒng)、基于地理信息的設(shè)備管理系統(tǒng)、饋線自動(dòng)化、WEB發(fā)布系統(tǒng)、報(bào)表管理系統(tǒng)以及與其它系統(tǒng)接口等功能;對(duì)柱上開關(guān)的三遙(遙測(cè)、遙信和遙控)功能;利用光纖傳輸完成各個(gè)電力監(jiān)控終端與主機(jī)之間的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通訊;異常報(bào)警和事故循序記錄 ;MMI人機(jī)接口會(huì)話功能;故障自動(dòng)檢測(cè)、隔離和供電自恢復(fù)功能;在GIS的基礎(chǔ)上，以圖形窗口、分層分區(qū)的形式，對(duì)配電設(shè)備檔案和有關(guān)統(tǒng)計(jì)進(jìn)行管理。

　　(2)系統(tǒng)性能指標(biāo)

　　●系統(tǒng)規(guī)模及容量

　　柱上開關(guān)數(shù)量 > 32臺(tái)

　　可接入的工作站數(shù) > 20

　　歷史數(shù)據(jù)保存周期 > 1年

　　●系統(tǒng)可用性指標(biāo)

　　系統(tǒng)冗余配置的重要單元或單元的重要部件出現(xiàn)單點(diǎn)故障時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)功能的可用性不受影響，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

　　設(shè)備電源故障切換必須無間斷，對(duì)設(shè)備無干擾。

　　●系統(tǒng)可靠性指標(biāo)

　　系統(tǒng)中關(guān)鍵設(shè)備MTBF>17000小時(shí)。

　　系統(tǒng)能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，在值班設(shè)備無硬件故障和非人工干預(yù)的情況下，主備設(shè)備不應(yīng)發(fā)生自動(dòng)切換。

　　由于偶發(fā)性故障而發(fā)生自動(dòng)熱啟動(dòng)的平均次數(shù)小于1次/3600小時(shí)。

　　●系統(tǒng)實(shí)時(shí)性指標(biāo)

　　系統(tǒng)應(yīng)對(duì)事件提供快速響應(yīng)，必須滿足以下指標(biāo)：

　　實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)掃描周期10s-1m(可調(diào));

　　從開關(guān)變化信息到達(dá)前置機(jī)道告警信息推出時(shí)間小于5s;

　　遙調(diào)、遙控量從選中到命令送出系統(tǒng)不大于2s;

　　●系統(tǒng)信息處理指標(biāo)

　　主站對(duì)遙測(cè)的處理準(zhǔn)確率>99%;

　　遙信動(dòng)作正確率>99%;

　　遙控正確率100%;

　　站間事件順序記錄(SOE)分辨率<20ms。

　　5、研究應(yīng)用過程主要有四個(gè)階段

　　第一階段，收集整理現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)資料，完成對(duì)兗礦6kV鐵東配網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研及施工方案;進(jìn)行柱上開關(guān)選型調(diào)研、論證及采購(gòu);兗礦6kV鐵東配網(wǎng)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)軟件開發(fā)。

　　第二階段，安裝6kV鐵東配網(wǎng)北環(huán)網(wǎng)三十二處線、六處線上的三臺(tái)柱上開關(guān)及6kV海魯開關(guān)站內(nèi)208#柜、101#柜的兩套配電網(wǎng)系統(tǒng)監(jiān)控終端(FTU)設(shè)備;6kV鐵東配網(wǎng)北環(huán)網(wǎng)三十二處線、六處線的光纜敷設(shè)及熔接;兗礦6kV鐵東配網(wǎng)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室仿真及模擬運(yùn)行。

　　第三階段，兗礦6kV鐵東配網(wǎng)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)安裝、調(diào)試，實(shí)現(xiàn)對(duì)6kV鐵東配網(wǎng)北環(huán)網(wǎng)的配網(wǎng)自動(dòng)化監(jiān)控;兗礦6kV鐵東配網(wǎng)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)試運(yùn)行。

　　第四階段，繼續(xù)追蹤系統(tǒng)運(yùn)行情況，進(jìn)一步完善兗礦6kV鐵東配網(wǎng)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，跟蹤效果驗(yàn)證。

　　結(jié)束語，兗礦6kV鐵東配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的研究應(yīng)用，一方面通過對(duì)兗礦6kV鐵東配網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，使整個(gè)6kV鐵東配網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)變得合理，配網(wǎng)供電方式更加靈活，供電更加可靠;一方面通過由先進(jìn)的計(jì)算機(jī)、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)、數(shù)字通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將變電站數(shù)據(jù)、柱上開關(guān)數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及地理圖形進(jìn)行信息集成、分析處理，構(gòu)成了完整的自動(dòng)化監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)自動(dòng)故障隔離和非故障區(qū)間的供電恢復(fù)，大大減少了因故障而停電的時(shí)間可以避免大量的電量損失。目前，針對(duì)供電可靠性與用戶對(duì)供電質(zhì)量需求日益提高的矛盾，對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行自動(dòng)化技術(shù)改造不乏是一劑良藥。