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图6 以开关为单位建模示意图
整个建模过程,需要添加很多个开关,以6个4间隔环网柜为例,需要添加24个开关,并对开关的连接关系进行设计,而下面示间图中以环网柜为例进行建模,则只需要添加4个环网柜,且只需要设计环网柜间的连接关系,如下图所示:
图7 以环网柜为单位建模示意图
3.参数配置标准化。
将根据二次接线顺序编辑FA设备信息改为固定FA逻辑中关于设备的信息的顺序;环进环出开关在FA的编号人为定义改为确定环进环出的编号;规范环网柜每一回路信息接入数量、顺序、三遥信息及信息的属性;FA控制器采集电压电流、开关位置的信息固定,就可以将其参数固化进程序,不需要单独配置;线路综保投入与FA动作策略关联;规范负荷转代策略。
4.馈线自动化仿真测试。
为降低现场调试难度,采用FA仿真的方式进行现场故障模拟故障,检验FA动作过程及一次开关的动作情况。该仿真系统的功能主要是在选择故障点之后,自行判断哪些开关会过流,从而模拟现场给予过流信号,然后系统再根据给的信号进行FA的判断,完成故障定位,故障隔离,非故障恢复,以达到FA动作的现场模拟。
5.硬件设备即插即用
硬件引入一二次成套理念,加大航空接插件和可插接端子的用量,并且做好接口定义,实现硬件接口通用,硬件设备的即插即用。
(三)推广性和经济效益
引入国网通用的规范,确定DTU、环网柜等的规范,不标新立异,尽量使用国网现有规范,降低推广的难度,为实现此目的,主要进行了如下的做法。
1.以国网标准4、6间隔为基础。
以国网标准4、6间隔环网柜为基础进行设计,考虑到目前及分布式FA的特点,其在FTU上使用的概率非常小,从研发难度和使用上,适当取舍,不考虑FTU的使用。
在目前使用的环网柜中,4、6间隔为使用量最大的环网柜类型,应优先考虑,10间隔及以上的环网柜用量较小,暂不考虑使用分布式FA功能。8间隔环网柜与6间隔环网柜功能相似,但相对较用量较少,暂时不考虑,在此项目中,以4、6间隔为基础。
以国网规范的4、6间隔为基础,减少了对现有规范的更改,避免DTU生产厂家和环网柜生产厂家大规模改动现有生产模式,便于引入此项目成果。
2.区分负荷开关和全断路器模式。
区分负荷开关和全断路器模式,使动作策略可满足不同现场的不同动作要求。基本可分为:缓动隔离、缓动恢复、速动隔离和速动恢复4种策略,可以满足绝大多数的使用现场。
3.降低建模难度和参数复杂度。
由于建模难度的降低和参数复杂度的减小,对调试人员的要求也相应降低,使用过程中的故障分析等多处以软件界面处理,避免分析Message格式记录,方便运维人员分析故障和动作逻辑。
4.增加仿真测试功能降低逻辑测试难度。
使用仿真测试功能,方便调试人员进行逻辑测试,避免动辙动用多台继保测试仪或RTDS进行逻辑测试,减少测试时间,便于现场测试有利于提交调试效率。
5.提高供电可靠性。
智能分布式FA的推广,可明显提高供电可靠性,减少故障停电时间和故障停电范围,减少运维人员工作量,降低工作强度。
6.对智能分布式FA的推动作用明显。
目前分布式FA技术已相对成熟,并且多家企业已有产品上市,但使用范围较窄,不能大面积推广,其原因正如上文所述。
此项目针对上述缺点,进行研究,力争消除阻挡大面积推广的各个难点,使智能分布式FA技术能更广泛的应用。
通过实施此项目,确定比较完善的智能分布式FA技术规范,从而引导智能分布式FA健康、规范、合理的发展:
1)确定智能分布式FA的故障处理流程;
2)确定智能分布式FA的故障处理策略;
3)确定智能分布式FA的启动、隔离、恢复等逻辑过程;
4)统一智能分布式FA在异常情况下的动作方式;
5)统一智能分布式FA与主站的配合方式;
6)统一智能分布式FA的硬件接口。
四、实施效果
智能分布式FA的推广运用,可明显改善10千伏配网的自动化水平,降低停电时间,减少故障停电范围,而此项目将大大降低智能分布式FA的推广难度,具体来说:
(一)社会效益分析
通过即插即用型智能分布式FA的研发,大幅减少工程调试验收时间、提高工作效率。为建设“坚强智能电网”提供支持。
一是降低了智能分布式FA的调试难度,原来配电自动化改造建设过程中,需要3到5人利用保护测试仪进行各类检测、进行一、二次设备联调传动、进行每个自动化终端的参数整定,调试验收人员技术要求高,工作复杂。该项目实施后,2人即可通过模块化参数配置、仿真操作实现所有检测项目的测试最终送电。大大提高了工作效率,减少了停电时间。
二是该项目在优质服务方面、社会责任和社会形象方面有着巨大的提升作用。停电时间的降低使用户满意度挺高,用户投诉量减少。尤其在张家口申办2022年申奥成功后,在政府转变职责和城市转型过程中,供电企业担负的责任往往是背后无形的支撑,因此在2020年前,城市电网建设的标准,会高于其他城市,该项目的实施可以有效支撑城市配电网的发展和形象提升。
(二)经济效益分析
提高了供电可靠性,增加了供电量。在配电自动化改造过程中,拓扑建模、参数配置、逻辑测试等占用了改造停电时间超过70%以上的时间,通过该项目的研发,将此时间缩短至原先的20%左右,可大幅度提高工作效率,增加供电量、降低建设成本。
按照配电自动化一年增售电量带来的经济效益计算分析:1000条配电线路按照现有负荷和未来一年内增加容量计量,共计约500万千伏安,每户每年可减少278.6分钟停电时间,约4.64小时,每年故障停电减少损失电量约700万千瓦时。(供电总容量*停电时间*系数=停电损失电量)。
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