[p]配用电网是电能分配、使用的重要通道

回转窑设备2020年02月26日

配用电网是电能分配、使用的重要通道,是电网的重要组成部分。配用电通信网是保证配用电网稳定运行、故障快速响应、资源高效利用、业务实时实现、电力生产可持续的信息通道。现有的配用电通信网络大多为各地各部门根据实际需要分散建设,缺乏统一的网络规划,技术规范和建设标准也相差很大。金宏威公司总结了国内的一些研究成果,就智能配用电通信网的发展方向做了一些探索。


智能配用电网的业务发展

随着电网智能化建设进程,特别是配用电自动化系统的推广实施,极大的提高了智能配电业务的应用和发展水平。配用电通信网除了要承载传统的配电自动化业务、配变监测,还需要承载视频及环境监控、配电设备在线监测、分布式电源接入等业务,以及对用电环节业务的延伸支撑。这些用电环节业务包括:集中抄表、负荷管理、自助用电服务、需求侧响应、电动汽车充换电服务、视频及环境监控、智能家居等。智能配电通信网的业务承载如下表所示:

业务功能

配电SCADA

主要用于开闭站、环网柜、配电所等,采集信息包括开关状态、通信状态、存储状态、保护动作的状态等,以及线路的电压、电流、谐波等模拟量。

馈线自动化FA

在正常状态下,实时监视馈线分段开关与联络开关的状态和馈线电流、电压情况,实现线路开关的远方或就地合闸和分闸操作。在故障时获得故障记录,并能自动判别和隔离馈线故障区段,迅速对非故障区域恢复供电。

配变监测

实现配电变压器的信息采集和控制,监视其运行工况,实现电压、电流、功率因数、负荷数量等管理和监视功能。利用现场自动装置,就地调整变压器分接头档位、投切无功补偿电容器。

集中抄表

通过采集器、集中器实现对计量电表的远程抄表,主站完成批量抄表、数据录入、数据分析、发现异常等工作。

负荷管理

具有自动抄表、负荷分析、错峰管理、用电监察等功能,能够结合客户用电特性、峰谷电价政策等,为客户提出合理化用电建议,进一步优化客户的用电。

自助用电服务

通过自助用电服务终端,结合95598互动网站,为用户提供电费缴纳、业务受理、信息查询、服务定制、故障报修、增值业务等多样化的自助用电服务。

需求侧响应

结合电网运行状况,为用户提供科学用电指导,引导用户用电行为,响应电网错峰,节省家庭电费支出,提高用电设备的使用效率,实现需求侧管理到需求侧响应的转变。

视频及环境监控

实现重要开关站视频信息、环境信息的采集和应用,使运行人员在远方能及时直接了解设备运行状态,直接对现场进行监听、监视,将故障消灭在萌芽状态。

电动汽车充换电服务

引导电动汽车用户选择充电的时间、地点和完成计、付费工作,建立一套集中式的信息服务平台

智能家居

采用光纤复合电缆,实现电力光纤到户,实现对家庭用能信息采集、查询、监测、分析及控制功能,以及水电气抄收、三网融合、家庭信息服务等其他增值服务。

配电设备在线监测

应用于配电变压器、开关柜、电缆线路等配网设备,采集设备状态信息,对状态劣化和趋势不良的设备及时发布状态告警信息,并进行原因分析,同时制定状态检修决策建议。

分布式电源接入

主要是为了防止分布式电源对配电网产生较大的影响。该业务包括两个基本部分:数据采集、监视和潮流控制。


智能配用电网的业务融合

智能配用电通信网建设除了满足各类业务通道要求以外,还需要满足以下三点要求:

n安全性要求:根据《电力二次系统安全防护规定》及《电力二次系统安全防护总体方案》的要求,电力二次系统安全防护工作应坚持“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的原则。智能配用电网中的配网自动化、能源站监测、负荷控制等业务属于电力监控系统的范畴,必须使用专用网络的生产控制大区来承载。

n可靠性要求:智能配用电网应考虑通道备用、自愈功能满足智能配用电网高可靠性要求。通信设备应具备工业级可靠性,电源、机房环境等基础设施应有一定的保障能力。

n经济性要求:配用电网具有数量十分庞大的特点,智能配用电通信网应根据业务发展情况,区分保障和覆盖类型通信节点,合理选择通信方式,实现经济覆盖要求。

传统的配用电网的通信网一般按照业务划分来独立建网,投入了大量的资金在通信系统中,特别是光纤通信系统的投资更大。由于配用电业务存在点多面广、运行环境差、电源不可靠等特点,给配电通信网带了极大的运行维护量和管理问题。

而业务融合是智能配电的发展趋势,可避免通信网的重复建设,实现数据的有效利用,提高网络的使用效率。根据《电力二次系统安全防护规定》(国家电力监管委员会令第5号)的规定,电力二次系统安全防护工作应当坚持“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的原则。配用电网的业务按照可靠性、实时性的要求,可融合为4个通信网络:配调主站-配电自动化、监视管理主站-配电网辅助监测、营销主站-用电管理、服务主站-用电服务。如图1所示:

图1智能配用电通信网的融合

解决方案

金宏威公司基于对通信电网化的理解,将波长复用技术应用在工业通信领域,开发了多波长隔离工业以太网交换机(见图2)。该多波长隔离交换机,很好的解决了目前智能配电网多业务的安全接入问题,节省了光缆投资,减少了独立建网带来的运行维护量和管理问题,实现了配网生产大区、管理大区的通信网的统一建设、统一管理。

在智能配网中应用,多波长隔离交换机能满足配电自动化、视频监控业务的接入,成倍的较少光缆投资和设备数量,如图 所示。

终端层包括开关本体、开关控制器、摄像头三部分。控制器对开关本体进行监测、控制及保护,通过航空插头与开关本体相连。摄像头装设在开关本体上方,可实时监视到开关的环境状态。考虑到目前10kV架空线的取电方式,采用PT取电。

通信网由6台多波长物理隔离交换机组成环网,支持快速专有环网收敛协议GH-Ring,自愈时间小于50ms,并通过变电站接入SDH/MSTP网络,上送至配调中心。

图 多波长隔离交换机在智能配电网中的典型应用

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