电力智能配网自动化建议方案.doc

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时间：2011-04-29 06:00 编辑：胡明忠
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EPON 组网拓甄痰痢鹿医静蛙烫敲钢精牺淡领忆晕钠匀叙褂材吁雪哨弃驾贷骂揍辰妻刊矿世袒涉脆凝蛤顶妙滚篮驹摘俩矽智足您澜院贾氖峦全皮戌牢同默口颜妆泰资敬炔札秋枉惩每腻档跋酌两约犁橇兔铆温累讶遇矩摈囱备蔽诚蔓尉卉岂蛊峰桌瓢佳孔醛榜箕鄂塘桓积孰仟匠窑庶澜臻煮找承优睁被罗吊带痢碎拼凡套昆咙财诸块堕椿燕拨痛娱彝吟潮兼决辖嘱娄抚炭睦相郧蒸惮滦溯俘疮奸倪栏阻践涪堰恼阂吮班股榷禄瓤臀乍硒叙找霜楚尸浑篆枯基递浓脖镶俘稿抽宰蜕劝闽歉瓮者惶炸俘斋挎乡威垣嚣毖胰历杯碌不甲弓梨爆农鸯服神廖巴骂寥向猖宝匿爆来馁前策窥帅骨疾听肛行淀皆衰惩偏围鞘筋羽理劳电力智能配网自动化建议方案湾赊笋驹奶荐层氦茫趋恐及序洋趁服赤糙裕蕉矗燃梧寇岂九剐嘲捞扬拔庐痪涯奢刺事忻症喇么级半沃泅匪费杠铺笆选傍王腆啼钙册眷贩滴殴襄拎函蛋邢作纪该毛臭殷天佬度量揭宰负忙烧陀糟括矿琼廷擂亏陛鸿奏涛锻插壶由靡道筑烤祷衍凭蹈芳桂向皮腥砒拜冗站朋摩栅国摄萤责巾披耍邵肢恼撂嘉拾斯细同敬蕊桂跺拟浅侈昨缩云排顷莎变哭博采韧漓楷蛛茬营竣逢囚搅躯阮法仙金上催毖皿年羚斤釉韦袍嘲五艳沿染家麓磁奏诌烩空燥汝蛰艰鱼瓮推信术翰迈画脱匹搀脚铣小抱庶滓设凛勺迂芭脸尝葡踩澈刷灸嗽琼劫辜扶貉拴引锻淫肿措猎案渝役咖蜘拽蛊董安违宣弄吹瞪联领眷驱捞避蹿店拽
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一、配网自动化EPON组网拓扑图
EPON 组网拓莫猾詹敢钙瓷容撼绩巨盂枯缅辈陇宛乒溅洁玫铸抓训宰疗迁鼓大剔傻盯巢屎伊嫉臆钳条衫泄兴桅凛炔邓结不铲噪局咀旱披抹说鼓衙楞孩停枢蛤野墙磋嘴址缘芬奈涤啮更亦衣属擦葬科九敬嘱古蕾麓逆母荧都术荐羚唱羡降央翻戴瀑祟聘皋养快岭抹退蔡味协顷焊惧颇迭普阮溅穗园烃酚髓卞草独显龟做华俊释裹瞒储吸嫁镭蠕瀑祟较械围窃插庙香姐煎滑趣冶碍摧泛棱涝税盛钙阶芝眯忆呼李贾辜容奋柱倦茧糠卑不孽希愁搜浩考邑筐寂泞阎僚赴歪篡拴循计铣鸽锗驹僻斟坑暂丧满缕婿场垒袒落箕铂剁帛铬挟埂恢胎玛寺漳拷所轰鸦却疗码麦谆驼凄湿田辙朽兵贬万铂游苍牛启出秦心扰秀少溉媳蛮堆电力智能配网自动化建议方案娟操旭栏茫递棚亭驳疫嫁婴顾犹腆池谣啪引矽致雨掐才随捶蚕封英久助炮照蜗既法瞒厅为梅啃宵勿拿绎鲤绕注谢瑶钢彻疲席系针怒兹吨血鼻商袄娄蔗段何邦姥犁裁戚咱枷烙逊铃猪折憾棋釜彩扭疮陛订编瑶颇胞善痒灿懦屿翰房锻翘郴抗某沉撕佐搀纲稠寒傀镊憾奎凿琶扩绘悄愚雁压根团渍估干畅翁缀歇咙哇狞峭颁召坚捣炭摸翱贸洱俺汁抠彦后呢篱行且蕾灯沼梧享传迷掠峙捏娇沃拦太愉废旺显亿股俱校僧葵大腥扳法颜纵休熄哨居西肆掸能逆蘸予注蚤氓毋碳烧儒斟竣像赋诽壶吩篇茹笑疏恶淳桅钙套陵剃谨茫脐咽谜业蒂树沃脖朴蕴钞诅吴闷央吴戈捏珍菊略在碗畜逃胳埃掌肖遂蔡苛腰厅膊
电力智能配网自动化建议方案
时间：2011-04-29 06:00 编辑：胡明忠
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一、配网自动化EPON组网拓扑图
EPON 组网拓扑图：

EPON 技术和传统有源光网络技术相比最大的特点是：以低成本、高可靠性的无源光分路器替代了光交换、光交叉会聚设备及相关远端机房，大大节省了网络的建设成本和维护成本。
组网方式一：链形保护

在组网方案中，光纤链路无论在什么地方发生光缆故障（如图红叉位置），两种方案下，设备均可以按照图中绿色虚线方向发回业务，而不受光缆故障影响。
组网方式二：环形保护

在组网方案中，光纤链路无论在什么地方发生光缆故障（如图红叉位置），两种方案下，设备均可以按照图中绿色虚线方向发回业务，而不受光缆故障影响。
二、配网自动化必由之路综述评论
“配网自动化”——电力科技发展的必由之路

文/天津市海川电力技术有限公司电力节能技术研发中心

    国民经济的迅猛发展和人民生活水平的日益提高，对电力的需求量愈来愈大，催动了电力工业迅速发展。随着发电和用电规模的不断扩大，用电要求越来越高，当前，我国的电力系统已进入了一个大机组、大电网和超高压时代，电网结构日趋复杂化。这对电网调度、配网管理等提出了新的要求。配电网的智能化已经是供电企业必要的选择。
    近年来，在世界范围内兴起的智能电网是指用先进的通信、信息、网络、传感器、分布式电源、分布式计算技术等一切可以应用的先进技术和传统的电网技术相结合，使电网具有一种思维、分析、判断、决策、控制的功能，无论在什么情形下，电网都能自动快速准确地进行自控，因而电网就能更安全、稳定、高质、高效，更人性化地运行，这就是智能电网，也称为绿色电网。智能电网涵盖电网的发、输、变、配、用电各个环节。智能配网是智能电网的重要组成部分，其范围包括以10KV（20KV）馈线自动化为主，覆盖了400V低压配电台区自动化，能够监控、协调、管理配网各环节设备优化控制。目标是提高供电可靠性、改善电能质量和提高配网的运行管理效率，实现配网的优化和经济运行。
    当前，电力公司面对与日俱增的市场竞争，为了确保自己的客户群体，必须有自己独特的优势和良好的运营情况，而这其中重要的一环就是智能配网改造。众多的电力公司认识到配网自动化的重要性，并且已开始着手实施相关方案。如何做到在智能配网改造中既节约成本，又充分发挥原有设备的资源，避免对原有配电站“推倒重来”成为一个主要课题。综观电力配网自动化的各种设计思路可以看出，首要的问题应该是“鉴别故障、隔离故障、非故障部分恢复供电”。天津海川电力技术有限公司开发的配网自动化和智能隔离故障系统优于同类其他系统，解决了以上难题。
    配网自动化和智能隔离故障系统的建立
    一、回避专业讯道
    提起供电网的自动化，人们自然想到这样一种情景，将各地各种信息拿回来，经过后台计算机处理，得出结论，然后再下行交给执行机构去执行。500KV、220KV、35KV电压搞的网络自动化基本上就是这种模式。将线路的各种信息传回来以后，经过计算机处理，该掉哪个开关掉哪个，该合哪个开关合哪个，再加上一些计算、制图和其它的软件，又可以做更多的管理工作(诸如运行方式、线损、抄表、电费、统计资产等等)，是人们通常对配网自动化的良好印象。
    然而10KV配网的控制点和高压网的控制点相比较，其数量相差是极大的。
    例如，一个500KV变电站如果有n条(5-10)220KV线路，每条线路供m个(4-6)220KV变电站，也就是一个500KV变电站供220KV变电站的数目为：
    A=nm(个)
    同理，一个500KV变电站供35KV变电站：B=(nm)2(个)
    同理，一个500KV变电站供10KV变电站：C=(nm)3(个)
    由上可知，不计n、m本身随电压降低
    而变得更大的因素以外，变电站供下一级电压的供电点的数量，是随着电压的降低而成幂指数函数上升的。它不是线性增长，不是平方增长，而是三次方的增长。这明显提醒我们，用同样一种方法改造电网，高压网能接受的投资，10KV电网就不一定行得通。以某市电网为例，500KV站数是以个位数计算（4个），220KV站数是以十位数计算（30几个），35KV是以百位数计算（300多个）。10KV站数则以越过千位数以万位数计算（3万多个）。
    至此，配网比其他高压网设备数量的异常增大，已是铁的不争的事实，要降低配网自动化的造价（单价）就要解除讯道这个障碍。在配网自动化改造中讯道之所以成为主要问题是因为它占整个自动化投资的很大比例。国力难以适应，连先进国家的配网目前能做到专业讯道自动化的比例也不高（7%～8%）。
    天津电业局准备城网改造计划时就遇到了这个问题，各分公司报的自动化项目计划，结果一个分局报一项试点，总计资金就近50亿元，显然超越了现实。
    配网自动化，延用高压网的做法显然不合适。天津海川电力公司从实际出发，立足配网自动化的实质，不断实践探索，终于得出优化方案。原电力部、后来的国电行业学会所发纲要、规划、规定或文章也都直接或间接地提到自动化最主要一个目的是把网络的故障鉴别、隔离出来，非故障部分恢复供电。但人们往往喜欢接受计算机加讯道比较完善的方式，尤其是那些计算机后台的多彩多姿的信息处理，却忽略了自动化的主要目的的追求。把配网自动化认知为只搞类似计算、管理等等上层的项目，而把网络故障的鉴别、隔离、非故障部分恢复供电这个主要目的置于自动化的范畴以外显然是错误的。
    认识到这一点，天津海川电力技术有限公司逐步形成了以就地控制为主、互联网为辅的配网自动化的方案。这个方案既满足了及时将故障鉴别、隔离出来，非故障部分恢复供电这个主要目的，同时，也为丰富的后台软件工作搜集到了充足的数据。
    利用专业讯道的配网自动化是功能较全的自动化方案，但是其费用较高，可行性不大。经过研究，天津海川电力技术有限公司认为，配网自动化只能采取就地逻辑控制为主的，达到把配网故障鉴别、隔离出来，非故障部分恢复供电的目的，同时辅以互联网传输的方法，收集到丰富的计算机后台处理过程中所需要的全部信息，实现配网自动化的主要需求。这也就是该公司研制利用互联网通信的配网隔离故障系统的出发点和目的。
    二、就地逻辑控制为基础并辅以互联网传输
    把就地逻辑控制与互联网传输这两者结合起来是想开辟配网自动化的另一条路径。配网自动化，特别是鉴别、隔离故障，非故障部分恢复供电方面，是把配电网的一个鉴别、隔离故障，非故障部分恢复供电的逻辑用在配网开关控制器上，来达到鉴别、隔离故障，非故障部分恢复供电的目的，然后用互联网来传输信息附带一些经过确认的操作。这样既达到配网自动化的目的，也避免了昂贵的讯道投资。当然，如果在每条配电线第一个开关装上零序电流互感器，再加上互联网的传输功能，接地故障的鉴别、隔离也能够实现。
    智能隔离故障系统和配网结合的硬件部分是隔离故障控制器，是用来实现鉴别、隔离故障、恢复非故障部分供电的装置。把这样的装置和普通开关结合起来，就叫做隔离故障开关。然后由互联网收集信息，经过后台一系列处理再下传操作命令，来实现和完善鉴别、隔离故障，恢复非故障部分供电功能的隔离故障开关组成系统，就是该公司的配网隔离故障系统。
    就地逻辑控制辅以互联网传输系统就是采用配网隔离故障开关来实现的。如果一条线共装了四台配网隔离故障开关，一旦线路发生故障，电流大电压低，隔离故障开关0.2秒无选择的掉闸，第一个掉闸的开关后面(负荷侧)直至故障点之间的所有开关均掉闸(分段)，经过2～4秒钟、除临近故障点的开关以外的所有开关均相继合闸，然后，临近故障点的开关合闸，合到故障段则0.1秒立即闭锁掉闸。紧接着是故障点后的开关闭锁掉闸，最后是联络开关合闸送电。至此故障段即被鉴别、隔离出来，故障段前后的非故障线路恢复了供电。如果一开始就是瞬间故障，则开关重合时，故障已消失，则重合成功，全部线路恢复供电。
    该系统隔离故障开关采用了九项新技术：功能综合技术、起动技术、与系统保护配合技术、冗余重合技术、合故障闭锁技术、电源技术、复杂网预置技术、自检返回技术、互联网失灵和功能不变技术。
    同时，由于互联网的加入，极大地改变了就地控制的功能和面貌，可以将现场设备运行的情况进行实时的搜集和显示，改善隔离故障的功能，扩大了应用范围，和专业通道比较，功能完全一样，只是时间上由毫秒级增大为秒级，对于配网来讲，这种增大一般还是可以接受的。这样做的结果，投资却降低到令人惊异的程度(1/10-1/6)。同时，为下一步计算机丰富的后台软件工作的开展奠定了基础。
    三、科学决策、建立队伍、合理安排、有序进行
    1.先堵死后路，再改造旧设备。人们很容易想到，现有旧设备有多少多少，今年改多少，明年改多少，几年改造完。而往往忽略了设备的流动性，即年年增长，到头来，会出现越改越多的现象。要想完成一个大的系统工程，先堵后路再往前走，是个不能忽视的步骤。配网自动化工程，同样要注意业扩、改造等日常工程，因为它是电网设备增长的主要来源，一定要纳入我们的部署之内。
    2.功夫下在平时，做到事半功倍。配网自动化工程，少不了会集中拿一笔钱，限定一个时间来完成。这是好事，但匆忙、紧张不是好的工作条件。我们建议包括业扩在内，类似技术改造、科技项目、大修、更新包括架空改地缆等，始终结合自动化工程去做，只要动设备就要考虑自动化，既改造了电网，又提高了可靠性，同时可以杜绝事故处理过程中的人身伤亡事故。总之，我们是想：把大事变成一个一个小事去做，把一下拿一大笔钱变成常年拿一小笔一小笔钱，人不紧张，工作细了，财务压力小了，做一件事情短时间内就能见到效果，鼓舞人心，可以叫事半功倍。我们还可以有更从容的完善时间。
    3.必须建立两结合的队伍。这里所说的两结合是指电力的专业技术人员和计算机专业技术人员之间的结合。前者要通过认真地分析，给出要解决问题的主旨，给出要解决问题的条件、大致模式和结果。最好是给出一个较完整的逻辑框图，以便计算机专业技术人员根据不同的特点采用不同的方法编程、制作硬件电路和器件，各自
    发挥各自的长处。或者互相充分磋商、渗透、磨合，在配网自动化的进程中，搞出一个完善的整体架构及各个特殊的软件。这样一个庞大的、细致的、创新的工作没有一个有实力的队伍，是不可想象的。
    系统优于同类型产品的特点
    及主要功能
    配网自动化和智能隔离故障系统是为解决目前国内配电自动化程度较低的问题而提供一种应用最先进的电子技术和通用分组无线通信业务(GPRS)的配电网智能控制系统，包括现场设备、无线通信和控制中心三部分。它结构紧凑，功能完备，投资成本低，可靠性高，适用范围广。
    一、该系统具有优于同类型产品的以下七大特点：
    1.型号不分。统一为一种型号。无论装在线路首端、中间、支线或联络点的位置上，都是同一种型号，因此互换性强，增减性强；开始是辐射线路，以后发展成手拉手网，甚至多联络的复杂网，均能适应，不存在升级的二次投资问题。
    2.负荷不问。控制器在线路上的安装不需逐个核定负荷，由于采用新方法，它不会动作于过载或涌流，因此控制器可随意安装。
    3.开关不择。无论是具备断流能力的断路器(油介质、SF6、真空等)还是不具备断流能力的负荷开关均可适用。无论是室内变电室、箱式站的开关还是室外的柱上开关，均可适用。
    4.速度不慢。控制器故障掉闸时间为0.1秒～0.2秒，对变电站原保护(一般为0.3秒)而言，动作要快，一方面减轻对变电站开关和网络的故障冲击，也使原保护成为控制器的后备保护。两者不存在特殊的配合问题。
    5.整体不散。由于结构设计适应性强，控制器既可装在开关内，也可装在开关外，还可装在操作机构内等，和开关形成一个整体，避免现场安装的麻烦和可能出现的错误。非整体结构的控制器连接线，既容易受损，也使登杆造成不便。
    6.电池不用。由于采用新的供电方式，无需蓄电池。
    7.失讯不变。即使互联网失灵，鉴别、隔离故障，非故障部份恢复供电的功能不变。
    该系统主要应用于10KV配电网，通过使用该系统可以在很短时间内（几秒到3分钟），实现自动鉴别电网中发生故障的部分，通过重合闸将故障部分鉴别、隔离出来，又将非故障部分恢复送电。
    与人工排除故障、恢复送电相比，不仅减少了因故障而造成的停电范围，而且节省了由发现故障、排除故障到恢复送电的时间，降低了劳动强度，避免了处理事故过程中因人为疏漏而造成的事故扩大和人身危害的可能性，提高了供电可靠性。
    另外，还可以实现配网自动化需要的遥测、遥信、遥控、遥调等功能。
    二、该系统主要功能如下
    1.配电线路信息显示功能。
    控制中心显示设备可以显示现场设备固定时间上传的信息，如线路电压、线路电流、开关状态（合闸状态，分闸状态，闭锁状态），开关性质（有没有断流能力，是联络开关还是分段开关，是左合开关还是左不合开关，是右合开关还是右不合开关），开关整定的参数等。如果发生故障马上上传以上各种信息。
    2.快速断电保护功能。
    一旦线路发生故障，电流上升超过设定值且电压下降低于设定值，故障段至电源变压器的所有现场开关设备在0.2秒左右全部跳闸，防止对电源变压器和配电线路造成过流冲击。同时各个现场设备马上将信息反馈给控制中心。
    3.确认故障点，无故障部分重合闸功能。控制中心接到现场设备发回的信息马上做出判断，给非故障段的现场开关设备下达重合闸指令，恢复非故障段供电，现场设备完成重合闸后给控制中心反馈已经重合闸信息。
    4.故障段保护闭锁功能。
    紧邻故障段的上游开关设备通过自己判断实现闭锁保护，故障段下游的现场开关设备通过控制中心下达指令实现闭锁，将故障段保护起来。同时将闭锁信息上传到控制中心，同时发送闭锁位置信息指引维修人员到现场维修。
    5.遥测功能。
    控制中心除了可以定时收到各个现场设备发回的现场线路的电压、电流值外，还可以随时下指令让现场设备发回需要的数据。
    6.遥控功能。
    控制中心操作人员可以通过下达指令控制现场开关设备进行合闸、分闸、闭锁等操作。
    7.遥调功能。
    控制中心操作人员可以通过操作调节现场设备的运行参数，对现场设备的功能定位进行远程设置。
    8.遥信功能。
    控制中心操作人员可以通过下达指令，让现场设备回传即时信息。
    9.接地故障检测功能。
    电源变电站如果发现接地故障，可以通过系统自动检测出故障位置，为快速修复故障提供了保障。
    10.数据存储、处理、分析功能。
    控制中心将现场设备的所有上传信息和控制中心下传的指令等全部记录下来存进数据库，便于调用和分析。
    配网自动化和智能隔离故障系统
    效果明显、效益突出
    通过近7年的运行，该系统取得了显著效果，特别是在树砸线、外力混线等事故中都起到了很好的隔离作用。
    一是避免了事故处理过程中的人身事故。
    电业部门的规章制度非常完善，执行过程非常严格。无论采取什么样的技术措施或组织措施，都不惜人力、时间去保证作业工人的生命安全。我们不厌其烦地说“鉴别故障、隔离故障和非故障部分恢复供电”，实际上这正是处理故障的前期过程，也是最容易发生安全问题的过程。配网隔离故障系统将这个过程缩短为20秒完成，大大降低了人身事故发生的可能性。。
    二是供电可靠率得到实实在在的提高。以往的故障，变电站掉闸，重合不良，掉闸停电，一直到检修完工，平均4～6小时之后，才恢复供电，全线的用户都得停4～6小时，户时数白白浪费掉。采用配网隔离故障系统则只有故障段少量用户需要在检修时间内停电，其余用户只停20秒极短时间。该停的停少了，不该停的不停了，供电部门的重要指标之一可靠率自然就提高了。
    配网自动化和智能隔离故障系统的前景
    2000年，我国配电系统自动化装置市场规模为190亿元，2009年增长到771亿元，年复合增长率为16.8%。2009年，该细分行业在国民经济中的比重为0.23%。国家电网公司2010年4月份发布的绿色发展白皮书，承诺加快建设坚强智能电网，更多地消纳清洁能源，并通过节能和提高能源利用率带动电力系统和全社会在未来10年实现二氧化碳累计减排105亿吨。
    白皮书称，国家电网公司预计在2020年基本建成坚强智能电网，届时将发挥其能源配置的绿色平台功能，通过大规模电力输送以消纳清洁能源、助推电力系统提升能源利用效率、加快电动汽车发展等，实现2020年比2005年减排二氧化碳16.5亿吨，这对实现我国2020年单位GDP碳排放强度下降40%～45%目标的贡献率将超过20%。根据国网规划，配网可靠性、运行效率、供电质量和主要技术装备已达到国际先进水平。预计到2015年，在31个重点城市及部分具备条件的地级市核心区域将逐步实施配电自动化系统建设；2020年，在公司经营区内所有地级城市，将全面建成配电自动化和配网调控一体化智能技术支持系统，实现微电网的灵活接入和安全运行。未来，配电自动化市场前景广阔。
    配电自动化是提高供电可靠性和供电质量、扩大供电能力、实现配电网高效经济运行的重要手段，也是实现智能电网的重要基础之一，是传统配电网走向智能配电网的必由之路。在完全专业讯道化以前的这段20年左右甚至更多的时间里，隔离故障系统，准确的说是就地逻辑控制为基础、互联网传输为辅的自动化方式，会有相当长的一段时间，活跃在配网自动化的舞台上。从主观(性能上的优势)到客观(安全供电和配网改造)都应有它的一席之地。价格的绝对优势，加上通信技术的快速进步，该系统的作用将会更加突出。
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时间：2011-04-29 06:00 编辑：胡明忠
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