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高级配电自动化系统及主要技术特征

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2012/5/16 10:25:45   

1. 高级配电自动化系统

1.1. 高级配电自动化系统的构成

高级配电自动化系统包括高级DOA 系统与高级DMA系统两个子系统。

1)高级DOA系统完成高级DOA功能,其结构如图1所示。与传统配电网自动化系统相比,它具有以下两个特点:

(1)监控对象除传统的开关站、环网装置、柱上开关外还包括DER、DFACTS设备等。

(2)除主站、通信网络与各种现场监控终端外,增加了分布式智能控制器(Distributed Intel ligent Controller,DIC)。DIC安装在变电站、开关站或其他选定的站点内,其作用类似于传统配电网自动化系统中的配电子站,收集并处理附近小区内相关站点终端的信息,完成一些实时性要求高的现场控制功能。

2)高级DMA系统以自动绘图/设备管理/地理信息系统(AM/FM/GIS)为基础平台,通过停电管理、检修管理等应用软件完成高级DMA功能。与传统配电网自动化系统中的DMA 系统相比,高级DMA 系统强调与其他自动化系统之间的高度融合,实现系统构成与功能的优化。

1.2. 高级配电自动化系统与其他自动化系统的关系

集成ADA 的两个子系统以及与其他自动化系统之问,通过企业信息集成总线(Utility Integration Bus,UIB)交换信息实现“无缝”集成(如图2所示)。这些系统之间的数据交换关系如下。

1)高级DOA系统从高级DMA系统中获取配电网设备属性与网络拓扑数据,以避免配电网数据的重复录入;高级DMA系统从高级DOA系统中获取包括故障信息在内的配电网实时运行数据,完成负荷统计、停电管理、检修管理等应用功能。

2)高级DOA 系统从调度自动化系统(EMS)中获取变电站中压线路出线断路器运行信息,并向其传送开关操作控制命令。

3)高级DMA 系统从高级量测体系(AMI)中获取用户停电检测信息,结合来自DSCADA的故障检测数据,实现故障定位、停电范围监测;通过向客户信息系统(CIS)、用户电话投诉管理(TCM)系统发布停电范围、原因、恢复供电时间等信息,供用户查询。

2. 高级配电自动化主要功能与技术特征

2.1. 配电网监控

配电网监控即DSCADA,这是ADA的一个基本功能,SDG对其有不同于传统DA的高要求。

SDG应具有良好的可测性,能够实现配电网全局的“可视化”管理,这就要求DSCADA采集的数据更为全面、完整,除常规遥测、遥信与故障检测信息外,还包括设备运行状态等数据。DER与DFACTS设备的广泛应用,使SDG成为一个功率双向流动的复杂有源网络,必须使用快速仿真模拟等高级应用软件,以对其进行有效地控制与管理。为保证高级应用软件的运行效果,要求DSCADA能够实现高精度同步数据采集,并提供电压和电流的相量信息。

2.2. 馈线自动化(FA)

SDG要求FA完成配电网故障自动定位、隔离与恢复供电(Fault Location,Isolation and Service Restoration,FLISR)功能。FA 是SDG自愈功能的重要组成部分。

SDG要求最大限度地减小故障引起的供电中断时间和影响范围。传统的FA依赖重合器顺序重合或主站遥控实现FLIsR,处理时间需要数分钟。ADA 中的FA应用分布式智能控制技术,能够将FLISR时间减少至1 S内;应用闭环运行(相邻分段开关之间配备差动保护)、动态电压恢复器(DVR).DER、微网等技术,实现馈线故障的“无缝”自愈,使用户免受故障影响。

2.3. 电压无功控制

在SDG中,一方面,DER的投入与退出及其输出功率具有很大的不确定性,使调度人员难以仅根据母线电压与负荷情况掌控配电线路电压的变化;另一方面;部分DER设备(如光伏发电逆变器)可同时作为无功输出设备,参与电网电压无功调节。高级DOA系统应能根据线路上不同监测点功率潮流和电压实时数据,综合决策,实现电压无功补偿设备(包括DER)的优化调节与控制。

传统DA系统的电压无功控制功能十分有限,一般仅提供关键节点电压的监测与无功补偿装置的投切控制;为降低造价,有的系统甚至仅采集母线电压,使调度人员难以全面掌握线路电压变化情况。

2.4. 支持虚拟发电厂技术

高级D0A系统为虚拟发电厂(VPP)提供技术支撑平台,支持VPP是高级DOA系统区别于传统配网自动化系统的一个重要特征。VPP将配电网中分散安装的DER统 调度并将其看成一个虚拟的发电厂,实现DER与配电网的有机集成。高级D0A 系统采集、处理DER实时运行数据,并能够对其进行调节、控制,并采用配电网快速仿真模拟技术,辅助制定DER的调度决策。

2.5. 分布式智能控制

SDG中快速故障自愈电压无功控制、微网控制、广域保护(包括DER孤岛保护)等功能的完成需要两个以上监控站点的数据,称为广域控制功能。依赖控制中心的高级DOA 主站系统可完成广域控制动能,但处理速度难以满足实时性要求;而采用分布式智能控制技术,就地采集处理数据,输出控制调节命令,则可以显著地提高广域控制功能的响应速度。

分布式智能控制有两种实现方式。

1)基于终端的方式。

终端通过对等通信(IP)网络获取相关站点终端数据,自行决策。不需要安装专门的装置,具有很高的实时性(最快达到20O ms以内),但对终端处理能力要求高,且仅能用于IP通信网。

2)采用分布式智能控制器(DIC)的方式。

DIC通过通信网集中收集处理相关站点终端的数据,做出综合决策,将控制命令送回终端。该方式可用于串行点对点通信,具有很好的适用性。

来源:北极星
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