配电自动化的现状与未来

2013-11-28 09:55:09 电力信息化　点击量：评论 (0)

【摘要】本文系统阐述了配电自动化的涵义及配电自动化实现的主要功能，对国内外配电自动化的现状作了分析，指出了国际上配电自动化的发展新动向，重点论述了国内配电自动化的发展趋势。【关键词】配电自动化发

4我国配电自动化的发展趋势
4.1功能分层分布
配电网自动化与通信系统是密切相关的。为了贯彻功能下放、分级分层、提高事故响应速度的原则，配电网自动化系统一般分三层：主站、子站、馈线。依据配电网规模的大小，主站层还可再分为主站和区域站两层。
目前在主站与子站之间一般采用光纤通信，分两种：光纤以太网、光纤环网，这两种光纤通信方式的造价相近，光纤环网更成熟一些，但光纤以太网是发展方向，光纤以太网目前技术实现及相关设备已得到实践检验，正在推广应用。
子站与馈线之间目前一般采用光纤、双绞线、电力线载波和无线等多种通信手段混合的方式。常见的结构为：以光纤构建干线通信网络；通过双绞线，采用现场总线技术(如Lonworks,Can,Profibus)等方式，将干线TTU、支线的FTU\TTU连接到干线FTU，由其通过高速光纤通道，将信息上传到子站、主站，干线应具有这种集中转发的能力。

馈线通信采用光纤通信，也可分为两种：光纤以太网、光纤环网，这两种光纤通信方式的造价相近。有些问题是光纤环网难于解决而只能用光纤以太网的，例如子站管理的范围会发生变化，换言之，有些FTU本属于A子站管理，由A子站负责与之通信，运行方式发生变化之后，变为B子站管理，由B子站负责与之通信，这种情况光纤环网是处理不了的；再比如馈线保护功能，要求FTU之间、与子站之间快速的交换信息（在100Mbps之内），也只有光纤以太网才能达到这种要求。
电力线载波是一种很理想的通信方式。最初的电力线载波是为传输高频保护信号和话音信号设计的，它是基于线路两端阻波器的点对点的通信。配电网节点众多，这种点对点的通信方式不能满足配电自动化的要求，因此配电载波将不再使用阻波器。第二代的载波技术基于扩频原理，能够在很低的信噪比情况下工作，具有很强的通行能力。最新一代的载波技术基于数字信号处理芯片（DSP），由于DSP具有强大的实时解码功能，这种载波技术具有非常理想的通信能力。如今，基于DSP解码的载波技术已经可以利用配电线路作为计算机总线构成总线式网络，称为网络化配电载波（NDLC）。采用NDLC技术，在10KV配电网中的任一位置注入信号，可以在同一10KV网络中任意位置的节点正确接受。目前已有集成了这种载波技术的芯片问世，其发射功率<=1W，典型的接收能力为-80dB。理论研究与试验表明：该技术是一项完全可行的，很有发展前途的新技术。

4.2配电网系统保护
配电环节的保护集中在馈线保护上，配电网不存在稳定问题，一般认为馈线故障的切除并不严格要求是快速的。但是，随着我国经济的发展，电力用户用电的依赖性越来越强，供电可靠性和供电电能质量成为配电网的工作重点，而配电网馈线保护的主要作用也变为提高供电可靠性和提高电能质量，具体包括馈线故障切除、故障隔离和恢复供电。配电自动化包括馈线自动化和配电管理系统，其中馈线自动化实现对馈线信息的采集和控制，同时也实现了馈线保护。馈线自动化的核心是通信，以通信为基础可实现配电网全局性的数据采集与控制，从而实现配电SCADA、配电高级应用(PAS)；同时以地理信息系统(GIS)为平台实现了配电网的设备管理、图资管理；而SCADA、GIS和PAS的一体化则促使配电网自动化成为提供配电保护与监控、配电网管理的全方位自动化运行管理系统。这种基于通信的馈线自动化方案以集中控制为核心，综合了电流保护、RTU遥控及重合闸的多种方式，能够快速切除故障，在几秒到几十秒的时间内实现故障隔离；在几十秒到几分钟内实现恢复供电。该方案是目前配电网自动化的主流方案，能够将馈线保护集成与一体化的配电网监控系统中，从故障切除、故障隔离、恢复供电方面都有效地提高了供电可靠性；同时，在整个配电自动化中，可以加装电能质量监控和补偿装置，从而在全局上实现改善电能质量的控制。