初級電力工程師評職稱論文：電網自動化方向

　　摘　要: 初級電力工程師評職稱，需要在省級期刊上發表電力職稱論文。本文發表在《中國電力教育》上，是電力工程師評初級職稱論文范文：電網自動化方向，主要對配電網自動化系統進行探討，并提出配網自動化實施中的注意問題等，供評初級電力工程師的同行參考!

　　關鍵詞: 初級職稱,電力工程師,論文范文,電網自動化

　　1　配網自動化的實施目的

　　配網自動化在我國的興起主要是緣于城網改造工程。長期以來配網建設不受重視,結構薄弱,供配電能力低，國家出臺的城網改造政策,提出要積極穩步推進配網自動化。配網自動化實現的目標可以歸結為:提高電網供電可靠性,切實提高電能質量,確保向用戶不間斷優質供電，提高城鄉電力網整體供電能力，實現配網管理自動化,提高管理水平和勞動生產率，減少運行維護費用和各種損耗,實現配網經濟運行等。配網自動化是減少故障停電時間，提高供電可靠性的有效途徑之一配網主站系統是配網自動化系統的核心和大腦中樞，其能否穩定是整個配網自動化系統成敗的關鍵。在主站系統建設過程中，面臨各種獨立的系統，如配網SACAD、配網GIS、營銷MIS 等，這些系統之間存在著不同緊密程度的耦合關系，需要互聯互通，進行信息交換和相互操作。而各系統基于不同的硬件平臺，采用不同的操作系統和標準，基本上是信息孤島，數據和功能不能共享，加大了維護工作量，系統升級和擴展困難，更談不上綜合利用信息并產生新的應用。所以，需要將各應用系統的信息進行整合，形成一個不僅能提供統一、通用、標準、開放式的接口，而且能將系統集成能力提高到一個新高度的公共信息集成平臺。因此，必須通過一種技術方案來接口、存儲、歸類、管理、分析多個系統的綜合數據，形成統一的綜合數據平臺，并提供數據接口、手段靈活的查詢和數據挖掘及高層決策分析。

　　2　配網自動化的功能范疇

　　目前對于配網自動化還沒有嚴格的定義,各個系統的功能也差異很大。習慣上把屬于配電調度管理方面的自動化稱為配網自動化，一般可包含以下功能:

　　2.1　基本功能

　　①配網SCADA:中壓以下配電網的數據采集、監視控制。

　　②配網故障處理:中壓饋線的故障定位、隔離和恢復供電。

　　③配網網絡分析:包括配網網絡建模、網絡結線分析和動態跟蹤著色、負荷預報、網絡監視、配電網潮流、短路電流、網絡重構和操作票管理等。

　　2.2　增強功能

　　(1)電能計量與計費:它可能是一個分離的系統,但也可作統一的考慮,如電量采集的集中器可以單獨設置,也可以和配電SCADA系統中的FTU,DTU,TTU合并起來,通訊通道也可以綜合考慮。主站功能也可以綜合進SCADA系統中,節約投資而且可靠。

　　(2)投訴電話管理:它本身是一個相對獨立的系統,但是由于它要用到配電自動化系統中的圖形接口、網絡分析、故障診斷等功能,同時它也可以為調度提供故障處理的補充信息,特別是在饋線自動化還未實現的地區,因此是DMS的一個有機組成部分。

　　(3)地理信息系統在配網自動化中的應用主要是指在網絡分析,故障定位,網絡著色,網絡重構等實時功能以及在用戶服務中的應用。在整個配電管理中,配網自動化系統是實時信息系統,它和配電管理信息系統的綜合和一體化將構成配網信息系統。

　　3　配網自動化應具備的條件

　　配網自動化的內容是對所管轄的全部柱上開關、配電變壓器進行監控和協調,既要有實現FTU的三遙功能,又要具備對故障的識別和控制功能，從而配合配網自動化主站實現配電網運行中的工況監測、網絡重構、優化運行。作為系統自動化的一部分,直接面向用戶且信息量大,故要求它必須具備先進的適應性和強大的多系統接口能力。與其它自動化系統比,特點是協調和集成,在充分數據共享的基礎上發揮集成后系統整體的性能,以支持和帶動電力企業業務和管理水平的提高。

　　配網自動化的內容和特點決定了配網自動化的系統結構應當是一個分層、分級、分布式的監控管理系統,應遵循開放系統的原則,按全分布式概念設計。按照一個城區全部實施設計,系統必須將變電站級作為一個完整的通信、控制分層。

　　4　配網自動化系統的結構

　　我國和世界上多數國家一樣,把終端變電站的饋線及其以下劃歸配電系統。這樣劃分的好處是,具有遠動終端RTU的變電站,不管是樞紐變電站或是終端變電站統屬于輸電系統,便于遠動化管理。和用戶有關的饋線納入配網系統,便于商業化運營。因此,配網系統大多為中壓和低壓兩級。配電網結構復雜,測量點較多,如果按照傳統SCADA的集中式系統結構,一個系統只設置一個中心站(主站),所有測控終端(RTU,FTU)都與中心站通訊,這樣使得中心站容量過大,造成維護量大而且冗余數據多。

　　合理的系統應采用分層結構,即分為主站層、子站層和終端層。在配網自動化系統管轄區域下分為幾個子區域,每個子區域設立一個區域控制中心,或者稱為子站。在區域范圍內的測控終端與子站通訊,子站再與主站通訊。采用這種分層結構,首先有效減輕了主站負荷,提高了系統效率,測控終端采集的數據先經過子站的處理,子站可以只上送重要信息,主站可以只處理它所關心的數據;其次,它使我們可以合理構筑系統的通訊拓撲結構,從而節省通訊資源并提高利用率。下面我們分別討論這幾個層次。

　　4.1　終端層

　　常見的配電終端設備有:配合柱上開關的饋線終端單元(FTU)、配電變壓器監控終端單元(TTU),環網柜內的終端單元(DTU)等。實現功能各有側重,但主要功能是電量采集和設備控制。終端層一般傳輸的數據量較小,可采用傳統的串行通訊協議。對于具有多條出線的配電室等場所,可采用分布式結構,即在每個間隔或開關柜內安裝測量模塊,常采用現場總線如RS-485方式。RS-485采用半雙工通訊,距離可達1000米,只需用2芯或3芯(含地線)普通電纜即可組網。這種方式投資省,易于實現。

　　4.2　子站層

　　子站層在系統中起到承上啟下的作用。一方面接收主站的命令并發送給終端,另一方面接收終端的數據并發送給主站。子站的功能根據系統的總體設計,有兩種不同的考慮。一種是集中式的系統饋線自動化方式,即在主站完成,而子站僅對終端的數據進行預處理或者起路由轉發的作用;一種是分布式饋線自動化方式子站,即當故障在一個子站管轄范圍內,則由子站處理，而屬于兩個以上子站范圍的故障,則由主站處理。此時子站具有故障處理功能。子站一般設置在變電站中,但子站與主站的通道(即使在主站采用調度自動化系統和配電自動化系統一體化設計時)應與變電站RTU的通道分別設置,以免相互影響。子站作為中間層必須提供多種形式的通訊接口。子站與終端層通訊:如果距離近(<1000米),可采用RS-485連接方式;如果距離遠,可以考慮用光纖或無線方式。由于終端數量較大,子站與終端的通訊網絡一般不采用點對點方式,而選用總線型或環型結構。子站與主站通訊:由于數據量較大,往往采用光纖網絡方式。

　　4.3　主站層

　　它是整個配網自動化監控和管理系統的核心,主要負責采集、管理整個系統中區域中心(子站)傳上來的數據，負責數據的處理、存儲、事故的報警、遠方的控制、事故的隔離、無故障區域的供電恢復等功能。并負責管理多個子系統的接口,實現數據共享,完成配電信息的管理和維護。主站與子站距離相對較遠,如果與子站之間傳送數據量大,則可選擇傳輸TPCöIP協議;如果數據量較小,則可以選擇傳統的載波、電纜等方式。

　　5　配電自動化系統的GIS

　　5.1　采用GIS的模式

　　配網自動化系統使用地理信息將提高系統性能，它能給予調度員以直接的地理概念,提高運行操作的準確性,定位處理故障和恢復正常的正確性。幾乎所有的配網自動化系統均要求配置GIS功能。因此如果可能,應盡量考慮采用統一的系統平臺。目前在配網自動化系統中,采用GIS有以下的模式:

　　(1)分離模式:配網調度系統和GIS系統是完全分開的兩個系統,在配網調度系統中僅用到地理圖形作為顯示實時信息的背景畫面;

　　(2)數據共享模式:兩個系統共享空間數據、實時數據，最好能共享拓撲結果。但各有自己的圖形平臺,包括圖形編輯器、顯示管理和人機交互;

　　(3)一體化模式:達到數據共享、應用共享和圖形共享。有統一的人機界面。在GIS的畫面上可以直接生成或修改系統接線圖。目前,國內的系統集成商,多能夠實現數據共享模式,并正在開發一體化模式,但尚不夠成熟。根據我們的實踐經驗,GIS功能最好與SCADA系統構成統一的配電管理系統的平臺。而且最好能由一個廠商集成。因為國內兩個廠商很少能配合得很好的,責任不易分清。最好能采用國外成熟的通用GIS平臺,開發面向電力系統GIS平臺。

　　6 配網自動化實施中應注意的問題

　　配網自動化的實施涉及的部門多，投資大，是一項系統工程，因此配網自動化的規劃是必不可少的，必須結合當地配電網的發展規劃，制定詳細的配網自動化的實施計劃，整體考慮，分期分批實施，同時要和供電企業內部信息化建設相協調。另外，從供電部門的實際需要和發展需求出發技術上統一平臺，管理上易于維護，經濟上節約資金。在實施過程中，注重已有的調度自動化的升級改造與建設配網自動化統一考慮，新上調度自動化與建設配網自動化統一考慮。

　　配電線路設備的戶外運行環境，對開關設備、配電終端設備等提出了更高的要求，必須考慮雷擊過電壓、低溫和高溫工作、雨淋和潮濕、腐蝕、風沙、振動、電磁干擾等因素的影響，在開關的外絕緣材料、電子設備的設計、元器件的篩選等方面應綜合考慮其性價比。

　　此外，配網自動化系統中的站端設備進行遠方控制的頻繁程度比輸電網自動化系統要高得多，因此要求配網自動化系統中的站端設備具有更高的可靠性。

　　配電終端設備中的電源用于控制開關動作，正常情況下從線路中取得，線路失電后的后備電源應具有較高的可靠性。

　　在實施配網自動化后，降低了運行人員的勞動強度，提高了勞動效率，使運行人員對網絡的運行狀況掌握得更全面更快捷，為供電企業創造更好的經濟效益和社會效益。配網自動化的實施，改變了配電網傳統的運行管理方式，但對運行人員提出了較高的要求

　　6 結束語

　　經濟的發展對配網自動化提出了更高的要求，配網自動化也是電力系統現代化發展的必然趨勢。技術在發展，需求也在提高，最終目的都是為了擴大供電能力，提高供電可靠性，優化電力服務。從目前的應用情況，有些內容只限于開發、研制和試用階段，因此，應本著從實際出發，統籌安排，循序漸進的原則，綜合考慮近期與遠期、全局與局部、主要與次要的關系，進一步設計開發出先進、通用、標準的配電網自動化系統，對電力市場的發展具有重要意義。

　　參考文獻：

　　1.徐臘元 國內配網自動化綜述

　　2.王兆太 高振江 郭忠偉 吳金釗 縣級供電企業配網自動化系統設計

　　3.姜興杰 當前配電網自動化的系統實施