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智能配电网解决方案  

一、系统结构

配电自动化系统结构如图所示。

   由于FTU1000M工业以太网交换机作一体化设计,可以方便构成自愈光纤环网、光纤相切网。FTU上有足够多的通讯资源,下一步将实施的分布式发电智能系统、抄表系统、其他智能系统以及TTU等都可以方便接入光纤通讯网络中。智能配电通讯网和变电站通讯网相接、变电站通讯网和调度系统相连,这样,调度系统、变电站系统、配电网系统、分布式系统……,构成了一条智能电网的“信息高速公路”。

二、馈线自动的实现

基于智能FTUTTU的共享信息,实现一次准确定位故障区域、一次切除故障点。在此基础上实现配电系统实时监控、负荷转移功能,有效的利用系统资源;

实现配电网的潮流分析计算、配网设备管理及控制;

与调度中心和办公自动化系统连网实现数据共享;

为远程抄表、公用变压器控制和营业自动化奠定基础。

满足IEC61850的数字FTU装置CSF406

   CSF406数字FTU硬件结构和与CSF6000(变电站10KV智能装置)相似,只不过CSF406一般不采用电子式互感器。但CSF406根据配电自动化的需要,融入了一些新的快速故障检测、故障隔离、故障定位、故障恢复算法以及相应的控制策略,将传统配电自动化配电子站的功能直接下放到了数字FTU中。

新的故障隔离方案说明

借助于CSF406自身的硬、软件功能,数字化终端之间GOOSE通讯时间<0.5ms,远高于IEC61850要求的间隔层设备之间GOOSE命令传送时间4ms的要求。采用先进的故障检测算法,配合快速开关(动作时间为20-30ms),可以实现配电网上任何一点的故障在40ms内切除,选择性的一次重合闸排除瞬时性故障。与变电站出线保护配合时,出线保护速断延时设为0.15即可,作为配电开关拒动时的后备。

快速故障定位的基础是基于配电网上各数字FTU的信息共享;

基于各FTU的故障判别方向信息;

故障方向信息交互范围:处于同一线路和同一节点上的各FTU的故障方向信息。

新的故障恢复策略说明

基于FTU共享跳闸信息、FTU内的故障恢复策略进行负荷恢复;

配电子站(或主站)基于共享跳闸信息的故障恢复方案;

网络拓扑变化或优化运行导致恢复策略改变时,主、子站形成新的故障恢复策略,将其下载到相应的FTU中。

在发生故障后,基于共享信息(故障位置)和嵌入的控制策略库,选取相应的故障恢复方案。

   基于智能FTU-CSF406的配电自动化系统,绝大部分故障隔离和恢复,都不需要配电子站、配电主站参与,FTU依据共享信息和预装的控制策略,实现一次性快速故障切除和负荷的快速恢复。

三、子站

   和传统的配电自动化相比,数字化配电自动化系统中配电子站的功能就弱化得多,主要功能是和主站端的通讯,如果仅有为数不多的几条配电线路,甚至可以将配电子站和配电主站合而为一。

就地智能故障恢复:

每一馈线区域的电源节点开关:

知道本馈线区域的内部用电负荷量;

设定了本开关的最大供电能力;

通过数据交换,知道当前供电路径的剩余最大可供电能力;

通过数据交换,知道待转供电的所有馈线区域的总负荷需求;

实现就地智能故障恢复,并有效防止因负荷转移而带来的故障扩散。

四、主站

基于变电站层电力调度数据网完成与控制中心通信;

基于IEC61850标准,由控制中心完成对配电终端的远方管理、维护、监控;

融入控制中心GIS系统,基于GIS系统完成故障分析、停电管理;

基于控制中心考虑了全局优化的、预决策供电恢复方案,完成就地快速供电恢复。

主要软件模块

   SCADA模块;

   GIS模块;

   FDIR模块(故障恢复系统);

   故障恢复系统的数据库模块;

   配电网潮流计算模块。

精确对时带来的技术延伸

   由于四方华能的各个智能组件都具有IEC1588同步采样和时间戳功能,所以主站应用分析软件可以在同一时间坐标上分析潮流断面、不同变电站馈线之间的相角差(达到消除配电合环电流的影响)、同一时刻的用电负荷分布(达到合理调配,节能减排的效果)等等。

   配网系统同步数据的获取,为实现配网故障隔离和恢复策略的动态调整奠定了基础,使得配电网智能监视及运行优化(也称快速仿真:FSM)成为可能。

   配电网智能监视随时跟踪配电网的运行状态,主动、快速发现配电网运行的薄弱环节,准确捕捉监控要点,并提供有效的配电网调整策略,实现配电网运行的自愈,消除配电网运行安全隐患,避免后续的连锁故障的发生,提高供电可靠性,同时为用户提供高质量的电能。