配电自动化分专委会学术讨论会讨论中关注的问题

北极星电力网技术频道作者:佚名 2007/12/26 21:26:00

关键词: 变压器自动化配电自动化

配电自动化分专委会学术讨论会讨论中关注的问题中国电机工程学会自动化专委会配电自动化分专委会秘书组编者按　随着电力运行体制改革的深化，电力市场的逐步引入和发展，城网和农网改造任务的迫切需要，配电自
动化工作也提到议事日程。配网自动化在国外已经进行了20余年，积累了不少经验。国际电工委员会(IEC)也已经正式出版了关于配电自动化技术要求及通信规约的标准。我国国标等同采用。我国这方面的工作还刚刚起步，许多问题尚处于探索阶段。为了提高对配电自动化的认识，本刊决定开辟“配电自动化讨论”专栏，对配电自动化及其相关问题进行讨论和交流，以期达到共识，促进我国配电自动化工作科学、健康地发展。欢迎从事配网工作的专家、学者和广大科技工作者积极参与，发表意见。讨论范围为：①以可靠性与经济性的配网规划；②影响运行安全与故障检出方式的接地方式；③自动化需要的一次设备接口；④保证供电可靠性的维护技术；⑤网络分析功能；⑥配网仿真；⑦配网设备管理；⑧客户服务；⑨配网管理应用平台技术SCADA/GIS；10电能质量监视与改善措施。　　1998年11月25日至28日，中国电机工程学会自动化专委会配电自动化分专委会在山东烟台市举行分专委会成立暨首次学术讨论会。会议除大会发言外，还分三个专题进行了讨论。三个专题是：配网规划、可靠性、线损和电能质量；配电网中性点接地方式，故障诊断、隔离与供电恢复及一次设备；自动化平台、用户服务、DMS与配网仿真技术。讨论非常热烈。兹将在闭幕式上三个专题组汇报的有关问题归纳于下，以飨读者。也作为“配电自动化讨论”的开始。1　与配网规划有关的问题
　　(1)配网规划中的负荷预测问题。如何考虑配网负荷预测的不确定性(由于市政规划的变化、投资不到位等因素的影响，配网负荷出现的时间和地点经常会发生变化)，这是大家在作配网规划时普遍会遇到的一个问题。配网负荷预测的特点是，不但要有宏观预测，还要有分区预测，而且可能随时要修改。电科院在这方面作了一些探索性的工作，当市政发展规划发生变化时，通过建立城市发展模型，尽量减小负荷预测所受到的影响。其思路对解决配网负荷预测不确定的问题有一定的启发。
　　(2)配网规划中的经济分析问题。过去，在配网规划中技术分析往往比较多，经济分析很不细，能象国外那么详细的系统规划不多，一般只是简单的评估。这次全国城市电网改造国家计划投资1　000个亿，并希望能以此拉动国民经济的发展，实现经济增长8的目标。在这1　000个亿中，20为企业自筹资本金，80是银行贷款。因此如何以最小的投入，获得最大的产出，存在很大问题，主要表现为“两头热中间冷”，国家电力公司希望通过这1　000个亿的投资，达到改造配电网络提高供电能力，并拉动国民经济增长的目的，积极性很高。基层供电部门由于过去配网建设长期欠帐太多，急需加强配网改造工作，因此积极性也很高。但中间层省一级的电力公司，作为还贷法人，在大量投资之后售电量如果没有大幅的增长，则将面临巨大的还贷压力，因此保持着冷静的头脑。讨论中供电企业代表希望研究单位在投资回报的分析方面提供能够进行定量分析的具体方法。2　配网自动化在配网规划中的位置问题
　　实现自动化的目的就在于提高供电可靠性，更好地为用户服务。这与配网规划的总体目标是一致的。以前，在配网规划中配网自动化很少考虑，尤其是中低压配网的自动化更是如此。国家电力公司在这次城网改造工作中提出，城市供电可靠率达到99.9，大中城市中心区的供电可靠性应达
到99.99。有些城市认为，通过网络结构及设备的更新改造，供电可靠率99.9的目标是可以达到的，但是如果不采用配电自动化，要达到供电可靠率99.99的目标则是根本不可能的。因此有必要在作好配网规划的同时，也要作好配电自动化的规划。中低压电网的配电自动化国内还没有成功的经验，只有一些局部的试验，因此什么样的网络才能保证供电可靠率达到99.99，如何才能作好配电自动化的规划，目前还没有成熟的想法。3　配电网中性点接地方式问题
　　过去几十年，我国的配电网主要是以架空裸导为主的辐射网，瞬时故障概率较大。为降低跳闸率，提高供电连续性，中性点一律用不接地方式或当电容电流超过规定值（10kV配网，I_C＞30A；35kV配网，I_C＞10A）时采用消弧线圈补偿接地方式。改革开放以来，配网结构发生了变化，特别是城市配电网，越来越多地采用地下电缆和架空绝缘导线送电，网络结构也由单电源变为多电源或环网供电。根据国内配电网的实际情况和国外配网的运行经验，1997年修订颁布的电力行业标准《交流电气装置的过电压保护与绝缘配合》指出，在以电缆为主的配电网中，可以考虑采用中性点经低电阻接地的方式，单相接地故障电流控制在100～1000A之间，并瞬时跳闸。同时对纯架空线路或架空线与电缆混合构成的10kV配网，装设消弧线圈的电容电流阈值也作了修改，由原来的30A降低到10A。这一规定将增加消弧线圈的使用数量，对降低过电压事故，提高配电网可靠性是非常有益的。
　　但是，对经消弧线圈接地和经低电阻接地两种方式，学术上和实践上仍存在不同的说法和作法，世界各国的配网实践也有差异。许多专家认为，以电缆为主的配电网，单相接地故障概率较低，电缆一旦发生单相接地，容易发展为相间故障，多为永久性故障。因此实现快速继电保护跳闸，避免事故扩大，采用低电阻接地方式是适宜的。而且低电阻接地方式能降低过电压，允许使用低一级绝缘水平的电气设备，具有经济性。但也有专家认为，采用消弧线圈补偿接地方式，特别是使用近年来研制出的自动跟踪补偿消弧线圈，再配以可靠的微机接地选线装置，既可以大大降低故障残流，又能实现快速跳闸，对设备和人身安全，防止通信和弱电设备受电磁干扰都有好处，是配网中性点接地方式的一种发展趋势。然而目前尚无准确可靠的微机选线装置能动作于跳闸，因而希望科研单位、大专院校、厂商攻关解决。4故障诊断、隔离、恢复供电及开关设备问题
　　故障诊断、隔离与供电恢复等功能有三种模式，或称为三个阶段。
　　第一阶段　在配电线路上装设故障指示器，帮助人工快速查找故障区段，利用柱上开关设备隔离故障区段，人工恢复健康区段的供电。该阶段自动化水平低，故障处理过程长。
　　第二阶段　采用重合器、分段器等具有一定智能功能的开关设备，通过各自分、合闸动作的协调配合实现故障诊断、故障区段隔离和供电恢复。此阶段，自动化水平较高，方案构成简单，缺点是开关需要多次分、合动作，因而会使其自身和主变压器等设备承受多次短路电流的冲击。
　　第三阶段　将开关设备与FTU集成为具有数据采集、传输、控制功能的智能型装置，并通过无线或有线通信方式与计算机控制中心结合，构成一个完整的馈线自动化系统。该阶段自动化水平高，对故障区段可实现一次性定位、隔离，避免开关多次分合。但结构复杂，影响可靠性能的因素多。
　　目前国内采用第一、二阶段模式的较多，已具有实际运行经验，第三阶段模式正处在研制、试验运行阶段。发达国家对第三阶段的配电自动化也只是近几年才起步。
　　讨论中，电业部门的代表观点比较明确、实际。认为配电自动化的目的是提高供电可靠性，自动化系统的功能强固然重要，但其自身的运行可靠性和投资经济性，则是电业部门目前最关心的问题。特别是近期国家对配网改造工程力度加大，时间要求很紧，又要拉动国民经济，振兴民族工业，鼓励采用国产设备。因而在这样短的时间内，国产开关设备、自动化产品的可靠性能否过关，表示担心。有代表指出，操作机构是开关设备的薄弱环节，运行中拒分、拒合的情况时有发生。如果出现这种情况，那么再强的自动化功能也无济于事。希望制造部门尽快提高技术、管理水平，制造出高质量的开关设备。有代表提出，开关设备与FTU集成为多智能型设备，作为一个整体装置如何保证它的技术性能要求、可靠使用，希望科研单位、厂商合作研究，并对可靠性、通信规约等制定相应的技术标准。与会代表对自动化系统的整体可靠性也表现出特别关注，提出了很多问题。
　　(1)FTU的可靠性问题
　　1)FTU对户外环境温度、湿度的适应性。
　　2)FTU电源的寿命，特别是蓄电池长期工作的稳定性。
　　3)电磁干扰对FTU的影响。
　　4)通信规约是否应靠拢IEC标准。
　　(2)通信方式问题　通信是第三阶段自动化的基础。通信方式有无线通信和有线通信之分。无线通信方案简单、投资省，但受地形、地貌影响大。有线通信可靠、投资大、采用统一模式。采用哪种模式，还是两者结合，希望听听通信专家的意见，能否探讨一种更经济可行的模式。5　配电自动化应优先考虑的功能问题
　　配电自动化系统是一个非常庞大复杂的系统，功能很多，系统中又包含很多子系统，如GIS、DMS、DSM等，因此，在配电自动化项目立项时，对其各项功能应分轻重缓急，分阶段、有步骤地实施。在这方面，代表们达成共识并提出了应优先考虑的功能有：
　　（1）馈线自动化和主站SCADA。
　　（2）故障的定位、隔离与供电恢复。快速的故障定位、隔离与供电恢复是提高供电可靠性的最有效的手段，也是配电自动化亟待解决的一个问题。
　　（3）自动绘图/设备管理（AM/FM）或地理图形信息系统GIS。
　　（4）分析应用软件。在基础较好的地方，硬件自动化水平达到一定程度后要考虑上一些分析应用软件(如潮流计算，网络重构，电压/无功控制等)，以提高配电自动化水平。6　通信方式与通信规约问题
　　通信问题也是代表们讨论的一个热点问题。在配电系统中设备数量庞大，种类繁多，地域分布面广，运行环境恶劣等特定的条件下，如何组建合理的通信系统是影响到整个配电自动化系统成败的关键。代表们强调，各个系统采取哪一种通信方式，要因地制宜，将他人的经验与本单位的实际情况相结合起来，在调查研究、试验检测的基础上，选用符合本单位实际情况的通信方式。
　　目前，主站与各终端之间究竟采用什么通信规约，国内还未形成主流，国家也没有明确规定，所采用的规约较多，如DNP3.0，MODBUS，JBUS等等。但规约选择的好坏，不仅影响通信系统的可靠性和效率，而且还会影响系统功能的正常发挥。因此，希望有关部门在总结基层试点经验的基础上，尽快出台指导性意见。
　　会上讨论的问题很多，除上述问题外，还有配电自动化导则、规范问题，总体规划与系统集成问题，现有管理适应问题，产学研结会问题，等等。
　　(本文是根据配电自动化分专委会成立大会及首届技术交流会闭幕式上三个专题讨论的汇报整理而成的。三个专题汇报人：张祖平，陈维江，邓佑满。)

来源：中国电力资料网

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