1、現(xiàn)在農(nóng)村電網(wǎng)自動化在農(nóng)村電網(wǎng)改造與建設(shè)中存在的問題
(1)選型問題:自動化技術(shù)含量不高;部分新興公司難以保證良好的售后服務(wù),且產(chǎn)品沒有經(jīng)過國家權(quán)威部門的檢測、鑒定。
(2)功能單一:沒有考慮到系統(tǒng)的擴展與接口。
(3)技術(shù)力量薄弱:縣級調(diào)度自動化系統(tǒng)的維護人員相對于城市電網(wǎng)調(diào)度人員而言數(shù)量較少、技術(shù)水平較低。
(4)先進的調(diào)度系統(tǒng)與落后的管理系統(tǒng)并存。
2、適合農(nóng)村電網(wǎng)的新一代調(diào)度自動化系統(tǒng)
(1)系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo):
新一代的電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)應(yīng)考慮到Internet/Intranet技術(shù)對電力企業(yè)的影響,在設(shè)計、開發(fā)時應(yīng)以SCADA功能為基礎(chǔ),DA/DMS、AM/FM/GIS、MIS及其他子系統(tǒng)為擴展功能的、具有一體化平臺的網(wǎng)絡(luò)化、多功能系統(tǒng)。
①系統(tǒng)的硬件方面:優(yōu)先采用最新的、高可靠性的微型計算機硬件技術(shù),作為系統(tǒng)工作站、服務(wù)器的硬件平臺。有條件的也可采用最新的RISC 或UNIX工作站系統(tǒng)。 ②系統(tǒng)的軟件方面:調(diào)度自動化系統(tǒng)的操作系統(tǒng)采用新一代的Microsoft Windows NT/2000;數(shù)據(jù)庫采用高性能的商用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫,如MS SQL Server,Oracle,Sybase等,使系統(tǒng)軟件配置標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范;系統(tǒng)的輸出形式采用Microsoft Office 的Excel 等優(yōu)秀工具軟件,使報表系統(tǒng)更加方便易用;軟件結(jié)構(gòu)采用網(wǎng)絡(luò)分布式的客戶/服務(wù)器模式。
(2)系統(tǒng)的設(shè)計原則:
①穩(wěn)定性:應(yīng)用于農(nóng)村電網(wǎng)中的調(diào)度自動化系統(tǒng),穩(wěn)定性是第一位的。落后的系統(tǒng)會增加技術(shù)人員掌握的難度,甚至導(dǎo)致系統(tǒng)無法發(fā)揮作用;②實用性:堅持人機對話簡潔、明了、方便的原則,且能完成調(diào)度系統(tǒng)與MIS系統(tǒng)之間的信息共享;③易維護:系統(tǒng)的硬件設(shè)計與選擇應(yīng)具有通用性,系統(tǒng)的軟件設(shè)計應(yīng)具有遠程維護功能;④先進性;⑤可擴性;⑥伸縮性:根據(jù)用戶應(yīng)用系統(tǒng)的需要和投資狀況,系統(tǒng)應(yīng)能靈活地選擇軟硬件配置,并具有跨多硬件平臺的特點,系統(tǒng)的規(guī)??蓮膯闻_機器到多臺機器、單種機型到多種機型任選;⑦靈活性:組成系統(tǒng)的各功能模塊,多數(shù)要能做到"即裝即用";⑧安全性: 系統(tǒng)硬件采用冗余設(shè)計,保證系統(tǒng)的不間斷可靠運行;由操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫以及應(yīng)用軟件的操作等級三方面來滿足嚴(yán)格的安全操作要求。
(3)系統(tǒng)的功能規(guī)范:
新一代電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的功能應(yīng)是立足于SCADA功能、拓展DMS 功能,實現(xiàn)新一代的SCADA /DMS、調(diào)度管理、電能量計費于一體的電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)。
(4)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu):
①調(diào)度系統(tǒng)的硬件體系結(jié)構(gòu)采用雙網(wǎng)冗余分布式結(jié)構(gòu),重要節(jié)點采用雙機備份,保證實時系統(tǒng)運行的可靠性;② 為確保系統(tǒng)數(shù)據(jù)通訊的可靠性,可采用雙重網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)??蓪崿F(xiàn)自動切換并可均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷,單一網(wǎng)絡(luò)故障不影響整個系統(tǒng)的正常工作。
(5)系統(tǒng)的軟件平臺:
①未來的農(nóng)村電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)應(yīng)是以SCADA為基礎(chǔ)的統(tǒng)一平臺;②系統(tǒng)應(yīng)采用分布式、多手段的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);③應(yīng)采用以TCP/IP 為核心的網(wǎng)絡(luò)通信管理系統(tǒng);④系統(tǒng)應(yīng)采用實時庫與商用庫有機結(jié)合的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng);⑤系統(tǒng)應(yīng)具備功能強大的圖形系統(tǒng);⑥系統(tǒng)還應(yīng)具備與MIS系統(tǒng)的WEB接口及相關(guān)的輸出能力。
(6)系統(tǒng)可靠性指標(biāo):
可靠性應(yīng)按照《縣級電網(wǎng)調(diào)度自動化功能規(guī)范(DL/T 635-1997)》并參照國家電力公司農(nóng)電司原《縣級電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)實用化驗收細則》的要求予以制定??紤]到近年來計算機及相關(guān)配套系統(tǒng)、設(shè)備的性能、可靠性的提高,應(yīng)對系統(tǒng)的可靠性提出較高的要求,我們建議,在現(xiàn)階段,農(nóng)村電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的年可用率應(yīng)達到99.95%。
考慮到農(nóng)村電力系統(tǒng)的技術(shù)人員較薄弱,調(diào)度自動化系統(tǒng)中應(yīng)具備遠程維護功能。
(7)典型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu):
典型的農(nóng)村電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上應(yīng)具有:雙前置機、雙調(diào)度機、雙服務(wù)器、雙網(wǎng)絡(luò)、并帶有遠程維護、調(diào)度管理、MIS信息系統(tǒng)及模擬屏接口的系統(tǒng)。
3、農(nóng)村電網(wǎng)的通訊方式
(1)傳統(tǒng)的通訊模式:
在傳統(tǒng)的調(diào)度系統(tǒng)中,實時數(shù)據(jù)的傳輸采用電力載波、音頻電纜、無線擴頻、微波、光纖等方式進行。
近年來,隨著通信技術(shù)的發(fā)展,微波、無線擴頻、光纖等多種通訊方式也逐漸進入了電力行業(yè),部分通訊方式甚至已經(jīng)成為電力行業(yè)的主流。
(2)發(fā)展中的通訊方式:
隨著電網(wǎng)調(diào)度自動化、配電網(wǎng)自動化、變電所自動化等技術(shù)與裝備的發(fā)展,建設(shè)成熟、穩(wěn)定、高性能的通訊系統(tǒng)成為必然,因此,在建設(shè)電力通訊系統(tǒng)中要考慮電力通信網(wǎng)的結(jié)構(gòu)
與發(fā)展方向,把專業(yè)網(wǎng)和公用電話網(wǎng)有機地聯(lián)接起來,形成各負(fù)其責(zé)、穩(wěn)定可靠的電力通訊系統(tǒng),以下的幾種方式僅供參考:
表1
①對于資金較富裕的地區(qū),應(yīng)以光纖為主干網(wǎng)、主干通道,而以電力載波、通信電纜、微波、無線擴頻等作為通信支線,以節(jié)省投資。②對于公用電話發(fā)達的地區(qū),其行政、調(diào)度業(yè)務(wù)通信可采用公用電話網(wǎng);對于不需長時間占用通道、數(shù)據(jù)量較少的通訊方式,如撥號入網(wǎng)、遠程抄表等,同樣應(yīng)采用公用電話網(wǎng),采用分時復(fù)用的通信方式。③對于各種實時數(shù)據(jù)的傳輸需要不間斷通信,需長期占用信道,這時應(yīng)建立專用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。一般可選用光纖、載波、通信電纜、無線擴頻等方式進行,在設(shè)置時應(yīng)從技術(shù)、資金等方面進行綜合論證。④對交通不便,有線通信線路架設(shè)較困難的地區(qū),可考慮以無線通信為主要數(shù)據(jù)通信手段,并優(yōu)先考慮無線擴頻通信等價廉而有效的通信手段。⑤對通信設(shè)備的選擇,要考慮技術(shù)先進、運行可靠性、產(chǎn)品性能價格比和功能的可擴展性等因素,在建設(shè)農(nóng)村電力通訊網(wǎng)時應(yīng)在滿足當(dāng)前通信系統(tǒng)要求的情況下留有擴展空間,以避免系統(tǒng)發(fā)展帶來重復(fù)投資與建設(shè)的后患。
4、農(nóng)村電網(wǎng)的變電所建設(shè)模式
(1)變電所自動化系統(tǒng)的建設(shè):
所謂變電所自動化系統(tǒng)是將變電所的二次設(shè)備(包括控制設(shè)備、信號器具、測量儀表、保護裝置、自動裝置、遠動裝置等)利用微機技術(shù),經(jīng)過功能的組合,實現(xiàn)信息共享,對變電所實施自動監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動化系統(tǒng)。
變電所自動化系統(tǒng)可以收集到較齊全的數(shù)據(jù)和信息,經(jīng)過主控制單元的高速計算和判斷,可以方便地監(jiān)視和控制變電所內(nèi)各種設(shè)備的運行,完成對相關(guān)設(shè)備的操作。
其主要特征是:功能綜合化、結(jié)構(gòu)微機化、安裝分布化、操作監(jiān)視屏幕化、運行管理智能化。
主要功能:監(jiān)視控制、微機保護、安全自動裝置、電壓和無功自動控制、數(shù)據(jù)通信及系統(tǒng)自診斷功能等。
變電所自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu):各種形式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),都有其適應(yīng)現(xiàn)場需求的特點,應(yīng)因地制宜,依據(jù)實用、可靠、穩(wěn)定的原則選擇最佳的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
變電所自動化系統(tǒng)的選擇可參照表1:
(2)無人值班變電所的建設(shè):
在進行農(nóng)村電網(wǎng)變電所自動化改造與建設(shè)中,應(yīng)本著經(jīng)濟、實用、穩(wěn)定、可靠的原則, 根據(jù)具體所配置的實際情況,選擇合適的變電所二次微機綜合自動化裝置。老所改造或新所建設(shè)
可參照以下模式進行。
對于配電變電所和10kV開閉所,如果是在老所基礎(chǔ)上進行改造,基本可按如下兩種方式進行:
方案一:保留原有的保護裝置,可選用遙信、遙控一體化的分布式測控裝置直接安裝于設(shè)備間隔,遙測部分選用交流采樣單元或智能電能表進行集中采集。
方案二:對于小區(qū)變、箱式變,由于規(guī)模小,接線簡單,選用"集中式"變電所主控系統(tǒng)更適合變電所改造與建設(shè)的需要。
而對于新建變電所,建議選用監(jiān)控和保護二合一功能的面向?qū)ο蟮慕Y(jié)構(gòu)分布式變電所主控系統(tǒng);還可以采用復(fù)費率多功能電能表以現(xiàn)場總線方式與主控CPU模塊通信,采集出線負(fù)荷及相關(guān)數(shù)據(jù)。
另外,我國以10kV為主的配網(wǎng)開關(guān)站,其二次自動化推薦采用將饋線的測量、控制、保護和通信接口集中于一體的"四合一"智能模塊,并分散安裝到各開關(guān)柜上,既簡化投資,又簡化施工難度。
(3)農(nóng)村電網(wǎng)無人值班變電所的推廣:
隨著農(nóng)村電網(wǎng)自動化水平的提高,變電所實現(xiàn)無人值班不僅可行,而且是農(nóng)村電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢,新建或改造變電所,通過裝設(shè)微機監(jiān)控、變電所自動化系統(tǒng),減少了人為失誤,降低了出錯的機率,增強了設(shè)備運行的可靠性,簡化了生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)。通過優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu),提高變電所自動化水平,降低了電力建設(shè)造價,推動了農(nóng)村電網(wǎng)科學(xué)運行管理的進程;同時,實現(xiàn)無人值班,亦是提高農(nóng)村電網(wǎng)自動化建設(shè)水平和保證電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行的重要技術(shù)手段。
建設(shè)無人值班變電所的原則是:堅持新建與改造相結(jié)合,以實現(xiàn)變電所自動化和調(diào)度自動化為基礎(chǔ),以提高電網(wǎng)安全運行水平和提高企業(yè)經(jīng)濟效益為目的。