在電力市場環境下,對配電自動化系統的經濟性要求將會提高,配電自動化各種功能之間的協調性要求增強,對信息的需求加大,從而對配電自動化功能的集成及綜合提出了更爲嚴格的要求。因此,電力市場環境下配電系統的自動化,將是集成以往各自獨立的孤島自動化,形成通道、信息、功能、效益綜合,供電方與用戶聯動的“配電系統綜合自動化(DCA)。”其內容將涉及調度運行自動化、管理自動化及用戶自動化,特別是用戶自動化將是電力市場環境下配電系統綜合自動化的重要內容。其主要內容包括:配電自動化(DA),配電管理自動化(DMA),用戶自動化。其中配電自動化側重於控制功能的自動化,包括配電、SCADA、饋線自動化。從信息角度看,它更側重於信息的自動收集。配電管理自動化側重於配電系統運行管理和決策的自動化、信息化,包括地理住處系統(GIS)、設備運行管理(AM)、高級分析決策功能等,它更側重於對信息的自動處理和決策;用戶自動化主要包括遠方自動讀表、負荷管理、實時電價信息、用戶電力技術等。
2. 新時期配電系統綜合自動化面臨的問題
2.1 配電管理應面對的問題
電力市場環境下的配電管理系統必須在以下幾方面加以提高和改進
(1)具有電能質量監測評價的功能。電力市場環境下對電能質量的廣泛關注迫使配電公司建立有效的電能質量監測手段。但如果專門建立一套監測系統將花費很大的一次投資及運行維護費用,勢必加大供電企業的成本。因此,理想的辦法是把電能質量監測作爲配電系統綜合自動化的一項功能,開發出考慮電能質量監測的配電SCADA系統和相應的分析軟件來對各種電能質量問題進行系統的分析。做到共用信息通道、共用數據庫系統等,從而實現對電能質量的經濟有效的實時在線監測和分析處理。供電公司可以通過所監測到的信息檢驗其電能質量的狀況和決定應該採取的措施。
(2)必須對部分高級應用分析軟件加以改進以適應電力市場需求,並且真正實用化。負荷預測:市場環境下由於峯谷電價、分時電價及實時電價的推行,尤其是在實行需求側競價後,負荷的隨機性增大,增加了負荷預測難度,負荷預測軟件必須適應這種變化。無功優化與電壓調整:傳統的無功優化是在滿足電壓約束的條件下以網損最小爲目標的,在電力市場環境下,無功優化及電壓調整涉及到用戶供電的質量問題,而不同的供電質量應該有不同配電電價,因此優化的目標將以收益最大爲目標。故障恢復與網絡重構:在電力市場環境下故障恢復及網絡重構目標也轉變爲收益最大。
(3)提高和加強信息系統集成化及應用功能綜合化的力度。爲降低供電成本,必須打破以往各單項自動化工程相互獨立、功能重疊的弊端,將配網自動化系統的信息進行集成,對其功能進行重組與綜合。實現SCADA系統與CIS系統的一體化設計、融合現有的CIS系統、線損管理系統、可靠性管理系統及生產MIS系統,實現一體化的配電管理系統。
2.2 用戶自動化應面對的問題
(1)在零售競爭電力市場模式下,由於開放了零售競爭,允許需求側競價,這就要求配電網絡運營商有相應的技術手段對配電網絡阻塞進行有效管理。而利用配自動化系統完成這一任務將是經濟有效的選擇。
(2)具有分時電價、實時電價信息發佈及計量與結算功能。在電力市場環境下,爲充分運用電價的調節功能,採用分時電價、實時電價手段調整用戶及系統的負荷曲線、降低高峯提高系統容量負載率,降低配電網的建設入運行成本(包括提高系統容量負載率、減少及延緩基建投資、過負荷損耗等)。而分時電價、實時電價必須有相應的技術手段支持。因此,可以將分時電價、實時電價信息發佈及計量與結算作爲配電系統綜合自動化的一項基本功能,可以大大提高自動化系統綜合效益。
2.3 配電自動化面臨的問題
(1)高度可靠和快速反應的變電站、饋線自動化系統。在電力市場環境下,爲了保障終端用戶的供電可靠性,自動化系統不僅要求能夠正確判斷故障、隔離及恢復故障,而且要求加大對自動化系統的投資,增加快速、可靠的開關及控制裝置,儘量減少對用戶的停電次數和停電時間。同時,因配電網故障必須中斷部分負荷供電時,應能快速自動識別重要用戶,優先保障其供電。
(2)爲了適應市場環境下的競爭需要,SCADA系統的功能應該是強大的,特別是對重要用戶的監控更應該作到準確、可靠、靈敏。否則會給配電公司帶來較大的損失,這種損失包括對用戶的真接停電和造成社會影響的間接損失。
(3)實現SCADA與GIS一體化設計,達到SCADA和GIS數據一體化、功能一體化、界面一體化,實現從GIS中自動提取SCADA需要的網絡結構和屬性數據及由SCADA系統向GIS提供配電實時運行數據。
(4)採用可擴展綜合型的配電自動化終端(CDAU)。爲滿足電力市場對電能質量的監測及實時電價信息的發佈要求,實現綜合信息的採集及控制,儘可能減少現場終端的數量及降低系統的複雜性,應考慮採用可擴展功能的綜合型配電自動化終端。該終刪除了具有通常的功能外,還具有電能質量監測、實時電價信息發佈、故障錄波及部分儀表功能。
3. 配電自動化系統的運行維護和人員培訓
配電自動化系統是複雜的多功能綜合系統,健全、完善的'配網自動化掛你機制是發揮其功能,提高企業和社會綜合經濟效益的保障。配電自動化系統的運行維護應從組織機構、規章制度、人員培訓三方面着手。通過合理的分工協作,明確的規章制度和專業的運行人員使配電自動化系統發揮最大的效益。
配電自動化管理機構設置方案應做到各部門分工明確,職責清晰。明確配網自動化系統的一、二次設備、主站系統、終端設備、通訊系統等運行、維護單位,並就相關的工作交叉進行規定。明確各單位的工作流程。建立專職機構從事規劃編制、工程管理、質量管理及運行維護管理等日常工作。按照“配售分離”的原則設置專職呼叫中心和客戶服務部門,提高供電企業形象。
相關的規章制度能夠確保配電自動化系統安全、穩定、可靠運行;明確各部門人員的操作權限,保證各行其責,互不衝突;細化正常、故障和異常狀態下的操作規範,保障有章可循。運行管理人員是配電自動化系統中最靈活和積極的因素。要求配電自動化系統運行人員瞭解配網自動化系統的基礎知識,並熟練使用,能處理系統本身的一般故障;熟悉變電站及配電網結構、運行方式,基本瞭解監控範圍內設備的技術參數及技術性能。通過有組織的培訓工作,提高系統運行維護人員的業務素質,增強對SCADA技術、數據傳輸網絡技術、GIS技術、新型通信協議標準、網絡安全、光通信與PLC技術、IED現場設備技術(包括RTU、FTU、TTU、電子TA/TV等)和配電網運行分析等配點自動化相關