配電管理及自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)施中的問題

　　1　引言

　　配電自動(dòng)化(DA)是一項(xiàng)集計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸、控制技術(shù)、現(xiàn)代化設(shè)備及管理于一體的綜合信息管理系統(tǒng)，其目的是提高供電可靠性，改進(jìn)電能質(zhì)量，向用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，降低運(yùn)行費(fèi)用，減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。在工業(yè)發(fā)達(dá)國家中，配電系統(tǒng)自動(dòng)化受到了廣泛的重視，美國、日本、德國、法國等國家的配電系統(tǒng)自動(dòng)化，已經(jīng)形成了集變電站自動(dòng)化、饋線分段開關(guān)測控、電容器組調(diào)節(jié)控制、用戶負(fù)荷控制和遠(yuǎn)方抄表等系統(tǒng)于一體的配電網(wǎng)管理系統(tǒng)(DMS)，其功能已多達(dá)140余項(xiàng)。

　　現(xiàn)代化的城市需要有現(xiàn)代化的配電系統(tǒng)與之相適應(yīng)。目前配電自動(dòng)化系統(tǒng)在我國的許多地區(qū)已經(jīng)不再是一種理論探討，而是一種實(shí)踐。亦即不再是上與不上的探討，而是怎么上的問題。自90年代以來，我國電力系統(tǒng)的35 kV變電站逐步實(shí)現(xiàn)了四遙功能，但規(guī)模覆蓋變電站自動(dòng)化、饋線的故障定位與故障隔離和自動(dòng)恢復(fù)供電、負(fù)荷控制、遠(yuǎn)方自動(dòng)讀表、最低網(wǎng)損、電壓/無功優(yōu)化，而變電配電和用電管理信息系統(tǒng)的配電網(wǎng)綜合管理系統(tǒng)，則是近年來才起步的。雖然我國配電自動(dòng)化開展得比較晚，但已經(jīng)取得了一些可喜的成績。銀川城區(qū)配電系統(tǒng)自動(dòng)化已經(jīng)通過了國家電力公司組織的技術(shù)鑒定，達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平，還有一些地區(qū)的配電系統(tǒng)自動(dòng)化已達(dá)到了國外配電系統(tǒng)自動(dòng)化第一階段的水平。

　　本文針對配電自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)施過程中的實(shí)際問題，從工程應(yīng)用的角度對配電自動(dòng)化與配電管理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行了探討。

　　2　配電自動(dòng)化與配電管理系統(tǒng)

　　有關(guān)配電系統(tǒng)自動(dòng)化的功能雖各不相同，但基本集中于5個(gè)方面，即SCADA、故障管理、負(fù)荷管理、自動(dòng)繪圖/設(shè)備管理/地理信息系統(tǒng)(AM/FM/GIS)、配電網(wǎng)高級應(yīng)用軟件。

　　圖l示出了DA/DMS的5個(gè)基本應(yīng)用方面及其相互關(guān)系，這5個(gè)方面有機(jī)組合構(gòu)成了配電系統(tǒng)自動(dòng)化豐富多彩的應(yīng)用。以故障管理為例，故障管理與SCADA、配電高級應(yīng)用中的故障隔離定位軟件相結(jié)合構(gòu)成了饋線自動(dòng)化(FA)功能;故障管理與AM/FM/GIS相結(jié)合構(gòu)成了故障檢修GPS定位管理功能。

 
　　3　配電SCADA與DA

　　同輸電網(wǎng)的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)一樣，配電網(wǎng)的SCADA也是配電自動(dòng)化的基礎(chǔ)，只是數(shù)據(jù)采集的內(nèi)容不一樣，目的也不一樣。配電SCADA針對變電站以下的配電網(wǎng)絡(luò)和用戶，目的是為DA/DMS提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。但是，僅僅是配電SCADA的三遙功能，并不能稱為配電自動(dòng)化系統(tǒng)，只有在配電SCA-DA基礎(chǔ)上增加饋線自動(dòng)化(FA)功能后才能稱為配電自動(dòng)化系統(tǒng)。

　　饋線自動(dòng)化的基本功能應(yīng)包括饋線故障的自動(dòng)識別、自動(dòng)隔離、自動(dòng)恢復(fù)。配網(wǎng)故障診斷是一復(fù)雜問題，由于配網(wǎng)實(shí)際情況和故障情況的差別，其診斷的步驟與方法也是不同的。診斷方案應(yīng)適用于以下情況：

　　(1)故障類型：單相接地故障、兩相故障、兩相接地故障和三相故障;

　　(2)適用范圍：中性點(diǎn)不接地或小電流接地系統(tǒng)。

　　因此，為了完成DA的功能，配電SCADA除了可以采集正常情況下的饋線狀態(tài)量外，還應(yīng)對故障期間的饋線狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確的捕捉。除了可以進(jìn)行人工遠(yuǎn)程控制外，還應(yīng)可以對饋線設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制，以便實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)隔離和自動(dòng)恢復(fù)。

　　4　地理信息系統(tǒng)(GIS)與面向電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)GIS平臺

　　由于配電網(wǎng)供電設(shè)備點(diǎn)多面廣，并且按地理分布，因此，對其管理離不開地理信息。常規(guī)的地理信息系統(tǒng)(GIS)由GIS軟件包、數(shù)據(jù)庫和計(jì)算機(jī)硬件構(gòu)成�？梢酝瓿梢话愕膱D形制作、編輯與管理功能，以及空間數(shù)據(jù)分析和關(guān)聯(lián)分析。建立在GIS基礎(chǔ)上的設(shè)備管理系統(tǒng)通常稱為AM/FM/GIS系統(tǒng)。

　　這種由常規(guī)GIS構(gòu)成的設(shè)備管理系統(tǒng)，包含了許多電力系統(tǒng)分析所不需要的地質(zhì)、地貌信息，必然導(dǎo)致資源浪費(fèi)。而電力系統(tǒng)分析又對實(shí)時(shí)性要求極高，因此，需要一種面向電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)GIS平臺作為配電自動(dòng)化/配電管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺。這種平臺應(yīng)以地理圖形為靜態(tài)背景，將電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)圖形和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)疊加在上面并結(jié)合成有機(jī)的整體，即可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的GIS平臺功能。

　　這種平臺的基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。它應(yīng)具有的基本功能為：①良好的實(shí)時(shí)性;②對電力系統(tǒng)模型的良好描述;③對其它系統(tǒng)的開放接口。