浅谈配电网调度控制系统综合智能告警

2020-01-19王海燕

中国设备工程 2020年22期

王海燕

（国网宁夏电力公司吴忠供电公司，宁夏吴忠 751100）

本文描述了配电管理系统（IDMS）平台与配电自动化（DA）系列自动化馈线开关和故障中断装置之间的智能告警。IDMS能够聚合所有本地和中央情报，而DA设备能够主动管理和纠正现场故障。该集成解决方案结合了使用分布式智能对系统状况的快速、实时响应、使用区域控制的小区域优化、以及企业级应用程序的总体系统级视图和广域优化。这是该行业向前迈出的重要一步，因为它是一个真正的集成解决方案，而不仅仅是一个可互操作的解决方案，增强了操作员的可用性和态势感知能力。通过提供一个集成的解决方案，电力公司现在能够部署智能电网技术，并确信这些技术的真正价值正在被资本化，以提高最终用户对电网可靠性的满意度。

1 配电网调度控制系统综合智能告警的应用背景

智能电网的引入，使配电事业稳步增加了智能现场设备在配电馈线上的部署，提高了可靠性，优化了配电网的效率。其中一些部署仍处于早期阶段，而另一些部署则是在对配电业务进行彻底论证后全面展开的。随着这些各自功能的扩展，设备与中央控制系统(IDMS)之间的数据流和双向通信交换也相应增加。与此同时，公用设施还在其控制室中部署先进的网格优化和管理解决方案，以便更好地实时管理它们的分配。

为了管理这些技术的引入所带来的复杂性，激活工作是供应商和配电公司之间提供一个集成的分层智能系统的基础。这种协作导致了新的管理策略、操作实践和软件技术的发展。分布式能源的发展，包括分布式发电(太阳能光伏发电)、社区储能(电池)、电动汽车充电和需求响应等，也加速了电力分配事业面临的挑战，需要对动态电场条件提供更强的分配响应，并提高控制室操作人员的可见性。一种合理的处理日益动态的配电系统的方法是在单个设备中使用局部逻辑来感知和响应其所在位置的电网，这是一个对局部区域采取较大系统视图的区域控制区，例如，变电站或变电站馈线组，还有一个具有整体再分配观点的大中心控制系统：广域优化和控制系统。然后，将这些层次的情报联系在一起，以便在任何更高级别上发布的命令或策略能够适当地过滤到最终采取行动的终端现场设备。随着离现场设备越近，控制的粒度越大。

本质上，它是使用正确的解决方案，为正确地工作，通过适当的水平的智能和决策能力，在不同层次的分配系统。以下部分将描述部署在智能配电网中的不同智能层，并提出将这些层集成以创建一种分层智能方法，以实现网格自愈，并使用标准П从硬件/设备角度实现这种智能。一个起点是个性化设备级别的本地智能。本地控制是完全自主的，不依赖于与其他设备或主站的通信来执行切换或其他功能。本地控制完全致力于手头的任务，并直接连接到所有必要的传感器和开关设备。如故障中断过流保护装置，现代设备中的过电流保护是一种局部感应电压和电流，由现场控制进行处理和决策，以及开关器件所采取的动作的功能。这是一个时间关键的功能，以消除短路从配电线路，防止损坏电力系统设备。它需要对局部环境立即作出响应，从故障开始到中断触点的开启，所需的时间通常在一秒钟内。由于需要立即反应，局部逻辑是对过流条件唯一敏感的反应方式。无论通信系统的预期速度和可靠性如何，任何继电器或保护工程师都不会同意将这一局部逻辑用于过流保护并将其置于远程位置。

2 配电网调度控制系统综合智能告警

将本地智能的价值最小化，这些智能设备都是其他智能系统的推动者，最终执行其他系统所要求的操作。当通信链路丢失，或者由于任何原因无法使用Alarger系统时，正是现场设备中的远程连接才能使系统运行。如前所述，故障中断器依靠电流和电压传感来执行其中断故障的主要功能。现代设备采用先进的传感器技术将计量类精度传感器集成到开关硬件中，在10.5%的电流和电压范围内获得精度。高精度使更精确地控制在本地设备级别。这些测量数据也在SCADA上报告，用于IDMS负荷流量和状态估计计算，还可以输入更高层次的中央或基于区域的控制系统，例如，Volt/VAR优化系统。示波数据和事件日志被记录在本地内存中，以便以后查看，并帮助实用程序了解发生了什么以及系统如何响应事件。

2．1 分布式智能

当两个或两个以上的现场设备通过通信连接在一起时，它创建了一个功能更强大的“系统”，增加了系统的功能和效益。设备一起工作，以满足共同的性能目标，同时，也适应本地控制的目标。每个设备都充满了本地智能，例如，感测功能和可能的过流保护，并在控件上加载了一个基于分布式电信体系结构的附加软件应用程序来增加功能。例如，两个开关或故障中断设备可以直接通信，以建立一个自动的源传输系统，这个“系统”将使用一个馈线作为用户在开关之间服务的正常电源，如果主电源丢失，则迅速切换到备用馈线。即使这个最基本的恢复系统也是一个如何分配智能的例子，它可以创建一组设备，以一种协调的方式在一个特定的地理区域内解决问题。用于自动恢复系统扫描的分布式智能被缩放以覆盖更大的区域，包括任意数量的源、中线交换点和相邻馈线之间的正常开放连接点。开关控制考虑本地条件，并与附近的其他设备进行通信，最好是通过直接的对等通信。这允许对系统上的事件做出非常快速的反应。如导言部分所述，配电系统中正在出现的各种复杂情况将突出显示具有分布式智能的好处，这种智能可以处理本地信息，尽可能地解决问题，并向中心办公室的调度员报告新的情况。

2．2 区域情报

下一层情报可以称为区域控制或区域情报。这是一个用于远程监控和管理设备的软件系统，根据应用程序的不同，它还可能具有网格控制功能。它比ADATA集中器多得多。区域控制器聚集底层现场设备的影响以满足区域目标，同时，适应较低级别的本地目标。在应用程序上，控制偏好可能被赋予区域或地方一级的目标。一个软件系统，它可以监视数百个通过电流保护和自动恢复的现场设备。为了增强功能，此现场设备管理系统应具有对每个设备的直接通信访问权限。重要的是，它可以通过从包含大量信息的现场设备收集事件日志、波形捕获和设置文件来提供增强的数据采集。为SCADA操作符公开控件中的所有内容并不有用，因为他们通常不查看详细的事件文件。但是，拥有一个系统自动收集和整理适当的信息给工程师和技术人员，他们确实需要访问调查的细节，这样可以节省时间。区域管理系统可以确定安装在一队现场设备中的设备和软件版本，节省了单调的工程和技术时间。例如，任何一个设备在最近的24小时内运行了多少次，一个设备在过去一周中经历了多少次通信中断，或者一个过电流保护元件在设备上有多少次发生过纠偏，但在过去的一年中没有导致风险，有助于实用程序解决系统上的突发问题。还有一类信息对控制中心的人员非常有用，而这些信息目前通常是无法获得的。现场设备操作性能的仪表板，无论是实时的还是历史的，都可以帮助控制中心、工程人员和操作人员简化工作。