巴塔配电网自动化技术应用

孙铎 樊兆蕊

摘要：配电网自动化是一项集计算机技术、控制技术、数据传输、现代化设备及管理于一体的综合信息管理系统。配电自动化系统主要由配电主站系统、配电子站系统、配电终端系统和通信通道系统组成。赤道几内亚巴塔市电网工程，成功应用了配电网自动化技术，取得了很好的经济和社会效益。

关键词：配电网自动化;主站;子站;终端;通道

1概述

为了提高供电可靠性，改进电能质量为用户提供优质服务，降低运行配套费用，减轻运行人员劳动强度，在赤道几内亚巴塔城市电网改造扩建工程中，中水电采用了在工业发达国家中均受到了广泛应用的集多项功能与一体的配电网自动化系统。配电自动化系统主站设置于巴塔市电力调度中心：5个配电子站分别设置于Minoman变电站、Ncolombong变电站、城南变电站和重油电厂变电站四座110kV变电站及巴塔220kV变电站：配电终端设置于各20kv/0.4kv預装式变电站和20kv综合配电柜内.配电子站内设置ONU设备与配电主站之间的通信利用依托巴塔电网SDH光纤通信环网建设的调度数据专网实现，各配电子站与配电终端之间的通信利用EPON （以太网无源光网络）实现。

2配电主站系统

2.1系统功能

2.1.1配电SCADA

（1）数据的采集和处理

能接收、处理格式各异的模拟量、状态量、电能量和各类事件顺序记录。具有对通信通道、远方终端的监视、统计、报警和管理功能。

（2）遥控

达到对设备的单点控制、条件控制及序列控制，具备多重安全措施。

（3）监控

有完善的信息分流、分区和分层功能。

（4）事故追忆（PDR）

（5）人机交互

（6）通信及规约

支持多种通信方式的信息传输、接入和转发。

2.1.2首次使用SCADA地理背景图

（1）电网设备的位置信息和相关的图形化视图均可以在地理背景图上提供

（2）系统可实现配电设备的地理图定位，设备故障时自动推出地理背景图的设备接线图，并闪烁显示故障设备，设备名称和设备位置信息可方便获取。

（3） 地理背景接线图上可进行需要的控制操作，并实时显示操作结果。

2.1.3配电网分析应用

（1）网络拓扑;

（2）状态估计;

（3）潮流计算;

（4）负荷预测;

（5）网络重构。

2.1.4配电运行与操作仿真

（1）能够模拟任意地点的系统的状态变化和各类故障，也可以进行人为的假想故障，并且自动演示故障的处理过程和结果，包括故障定位、隔离过程和主站恢复策略的预演等;

（2）可随意进行拉合开关来达到模拟停电范围的分析，开关状态变化后线路和设备会根据供停电状态着色，可以直观的反映出模拟电网的运行情况。

2.1.5 配电网智能化

（1）分布式电源接入与应用

具备对分布式电源、微电网的接入、运行、退出的监控管理功能，并且可以提出相对优化的控制方案，确保电网可以安全、经济的运行。

（2）配电网快速仿真

可以根据采集到的实时、准实时数据，进行综合数据分析技术，主动分析配电网的运行状态，快速发现配电网运行的薄弱环节，准确捕捉监控要点。

（3） 智能预警

通过实时监控配电网相关信息，结合环境、气候、以及自然因素，对配电网运行状况进行趋势预测，评估配电网安全运行水平，提出相应的安全预警及预防控制方案。

2.2系统结构

配电自动化主站系统采用交换式以太网，传输速率10/100/1000Mbps.传输速率应为自适应式，采用TCP/IP办议，遵循IEE8023标准。该层网络为双冗余热备。在调度中心内通过数据采集数据服务器和调度数据专网与设在变电站的配电子站系统相连。

2.3硬件配置

（1）数据采集服务器;

（2）历史数据服务器;

（3） DPAS服务器;

（4）配调工作站;

（5）报表兼维护工作站;

（6）局域网交换机;

（7）激光打印机。

3配电子站系统

采用监控功能型子站，子站分布在巴塔220kV变电站、Minoman 110kV变电站、城市110kV变电站、NCOLOMBONG 110kV变电站和重油电厂110kV变电站。

3.1主要功能

（1）终端数据的汇集、处理和转发：

（2）远程维护和诊断：

（3）接收并转发上级主站下达的控制命令;

（4）接收事件顺序记录并向上级主站传送;

（5）接改并执行对时命令：

（6）终端的通信异常监视与上报：

（7）具有程序自恢复功能：

（8）信息存储：

（9）人机交互（显示模拟调试功能、实时数据、修改子站时间、下发控制命令、显示和修改配置）;

（10）具有中文/西班牙文界面，人机友好，运行调试方便，具有通道报文显示、数据模拟、控制调试等功能。

（11）采用不低于32位微处理器，采用嵌入式操作系统。装置应用程序应基于商业化实时多任务操作系统软件平台进行开发，用以保证配网终端装置过行故障识别，规约转换、数据管理等复杂功能要求。

3.2技术参数

（1）遥测传送时间：≤2s;

（2）遥信传送时间：≤5s;

（3）变位响应时间：≤2s;

（4）遥信数据库容量：≥4个;

（5）系统平均无故障时间（MTEF）：≥30000小时;

（6）CPU负载率：正常<20% 事故<30%;

（7）系统可利用率：>99.9%;

（8）可汇集不少于128台配电终端;

（9）提供4个异步RS232/RS485通信接口，并具备2个以上以太網通信接口;

（10）年可用率≥99.99%，由于偶发性故障而自动热启动的平均次数应小于1次/3600小时;

（11）环境温度、湿度满足C2级要求。

4配电终端

（1）遥信

a.遥信量采集包括：开关分/合闸位置、熔断器熔断信号、SF6开关低气压，电源失电、后备电源欠压、变压器保护装置信号、变电器本体测量保护信号、箱门打开等等信息，并向远方发送，状态变位优先传送;

b.选择设定变位遥信产生事件顺序记录并向远方传送。

（2）遥测（采用RS485通信）

a.环网柜变压器回路电流;

b.变压器低压侧电区、电流、有功功率、有功电度;

c.路灯回路有功电度。

（3）遥控：配置有遥控输出接点，节点容量250VAC/30VDC，5A。

（4）对时：支持接收主站系统时钟校时功能。

（5）通信功能

a.端口：远方终端至少具有2个以太网接口、4个RS232/485串行口，通信口均经过光电隔离，具有良好的抗干扰和防雷特性;

b.规约：支持DL/T 634.5101-2002/IEC60870-5-101;2002（支持平衡式的通信方式）、DL/T 634.5104/IEC60870-5-104、MODBUS、DL451、DL/T 645等多种规约，可与主站（子站）及其他智能设备通信的功能。

c.通信模块：本次工程中，每台装置内置与ONU通信的适信模块。

（6）装置电源

a.装置电源取自变压器低压侧交流220V电源。该电源除为TTU供电外，还为EPON系统的ONU供电。

b.备用电源采用免维护阀控铅酸蓄电池。一旦主电源中断，装置应在无干扰情况下自动切换到备用电源供电方式：当主电源恢复供电时，装置应自动切回主电源供电方式，切换过程中保证装置不断电、不重启。装置即能实现监视供电电源的状态，也能将电源供电状态以遥信的方式上传到上级系统;

c.装置电源支持远方及本地控制蓄电池活化功能，并提供活化状态信号接点;

d.交流失电后，后备电源为TTU与0NU等通信设备供电时间大于等于8小时，且在8小时内，至少确保主电源在停电后开关可进行分合闸操作2次。

5结束语

巴塔市作为赤道几内亚第一大城市和经济中心，一个优质的公用城市电网是十分迫切和必要的。配电网自动化系统必将在今后的城市电网运行管理中发挥重要作用。