在推动配电自动化建设应用过程中,完善健全的标准体系是重中之重。本文在明确配电自动化系统架构的基础上,对配电自动化标准的建立与发展历程进行梳理;并在智能电网技术标准体系的框架下,从系统设计、信息交互、主站终端、运维检修4个层面全面开展了配电自动化技术标准体系的研究,对试点工程后的规模

首页 > 输配电 > 配电自动化 > 评论 > 正文

【探究】配电自动化系统标准体系研究与建立

2015-12-16 08:37 来源:供用电杂志 作者: 张波 赵江河

在推动配电自动化建设应用过程中,完善健全的标准体系是重中之重。本文在明确配电自动化系统架构的基础上,对配电自动化标准的建立与发展历程进行梳理;并在智能电网技术标准体系的框架下,从系统设计、信息交互、主站终端、运维检修4 个层面全面开展了配电自动化技术标准体系的研究,对试点工程后的规模化、标准化、差异化推广配电自动化具有指导意义。

配电网作为坚强智能电网的重要组成部分,直接关系着整个电力系统对用户的供电可靠性和服务质量,重要性日益凸显。配电自动化对于提高配电网生产运行管理水平、提升供电可靠性、提高用户服务水平,具有十分重要的作用。

实践证明,配电自动化不仅在配电网故障情况时进行快速诊断、自动隔离,以减少故障停电范围,恢复非故障段供电,提高供电可靠性;而且在配电网正常运行时,通过监视配电网的运行工况,优化配电网的运行方式,合理控制用电负荷,改善供电质量,从而提高设备利用率,实现电网经济运行。此外,通过配电自动化系统与相关应用系统之间的信息交互,可加强配电网故障抢修、检修的信息互动与业务集成,为配电网生产抢修指挥提供技术支撑,提高配电网精益化管理水平。在国家电网公司推进智能电网建设中,标准制定是重中之重,标准先行对建设好智能电网的意义不言而喻。配电自动化作为智能电网战略中的重要一环,同样需要建立技术、管理方面的标准、规范以及试验、认证、评估等综合体系。本文在配电自动化试点建设应用基础上,追溯了现有标准的建设发展历程,并对配电自动化标准体系建设进行了梳理。

配电自动化系统架构

配电自动化以一次网架和设备为基础,综合利用计算机、信息及通信等技术,并通过与相关应用系统的信息集成,实现对配电网的监测、控制和快速故障隔离。

配电自动化系统是为实现配电网运行监视和控制的自动化系统,具备配电SCADA(Supervisory Control and Data acquisition)、故障处理、分析应用及与相关应用系统互连等功能。主要由主站、子站(可选)、配电终端和通信网络组成,通过信息交换总线实现与其他相关应用系统互连,实现数据共享和功能扩展,配电自动化系统构成如图1 所示。

配电自动化标准体系发展历程初次试点阶段

在2000 年前后,曾掀起一轮配电自动化试点建设热潮,但许多当时建设的系统并没能发挥作用,除了早期配电网网架不够完善、技术不够成熟以外,未能建立配电自动化规划、设计、建设、运行、维护、监管等相关标准和规范体系,是另外一个重要原因。

在国家电网公司提出建设坚强智能电网战略之前,有关配电自动化的标准只有DL/T 721-2000《配电自动化系统远方终端》、DL/T 814-2002《配电自动化系统功能规范》等,仅有的几项行业标准并不能满足当时配电自动化建设与发展的要求。

智能电网建设阶段

国家电网公司于2009 年提出建设坚强智能电网,同时建立智能电网技术标准体系,用以协调和指导智能电网相关技术领域发展,其中配电自动化作为智能配电重点关注的3 个关键技术领域之一,统一纳入标准体系建设之中。

第一批试点阶段 2009 年国家电网公司确定北京、厦门、杭州、银川作为第一批配电自动化试点工程建设单位;为确保试点项目顺利实施,同年下半年开始,国家电网公司在开展配电自动化现状分析及技术发展研究基础上,按照标准先行的原则,全面启动了配电自动化相关技术标准的编制工作。

在第一批试点项目建设期间,先后组织编制完成了《配电自动化技术导则》、《配电自动化建设与改造技术原则》、《配电自动化主站系统功能规范》、《配电自动化终端/ 子站功能规范》、《配电自动化系统验收技术规范》5 项技术标准和规定,明确了配电自动化建设的技术框架、功能配置以及与系统信息交互的主要技术原则,确定了配电自动化建设的总体技术路线,规范了主站系统的基本功能和扩展功能,统一了配电终端/ 子站的功能配置和主要性能指标,明确了配电自动化系统工厂验收和现场测试的方法和技术指标等,为配电自动化工作的全面开展明确了技术方向,提供了技术保障。

第二批试点阶段 2011 年,在第一批4 个配电自动化试点建设工程完成的基础上,国家电网公司安排部署了天津、青岛、上海等19 个重点城市作为第二批配电自动化试点,全面开展第二批配电自动化试点建设工作。

在第二批试点项目建设期间,在已有标准体系基础上,进一步编制完成了《配电自动化验收细则》(第二版)、《配电自动化实用化验收细则》、《配电自动化建设与改造标准化设计规定》、《配电自动化运行维护管理规范》、《配电自动化终端设备检测规程》5 项技术标准和规定,对配电自动化终端设备的检测,系统运行维护和工程验收管理等方面进行了详细规定,形成了覆盖配电自动化指导原则、系统设计、建设、验收、运维等各环节的技术标准,配电自动化技术标准体系已初步建立(见表1)。

全面建设配电自动化标准体系

国家电网公司在第一批、第二批配电自动化试点工程建设基础上,逐步进入规模化建设阶段。为进一步提高配电自动化技术水平和实际应用效果,推进配电自动化建设与配电网协调发展,于2013 年成立配电自动化建设应用提升专项工作组,工作组的首要任务即是完善配电自动化技术标准体系。

配电自动化技术标准体系框架

国家电网公司的智能电网技术标准体系中,明确配电自动化技术领域将建立包括技术导则、建设系列标准、系统系列功能规范、设备系列标准以及运行控制系列标准共五大系列。结合第一批、第二批试点工程的建设应用经验,进一步对配电自动化系列标准体系进行细化完善,从而形成涵盖系统设计、信息交互、主站终端以及运维检修4 个技术方面的标准体系框架,见图2。

系统设计方面

通过修订《配电自动化技术导则》,进一步明确配电自动化系统与配电管理系统之间的关系,明确配电自动化系统架构与功能配置原则,从而充分体现全面性、适用性、差异性和前瞻性原则。通过制定《配电自动化规划设计技术指导原则》与《配电自动化规划内容深度规定》两项标准,强化配电自动化顶层设计,实现配电自动化建设与配电网的协调统一发展。

结合配电网规划要求,依照A+ ~ E 类不同供电区域,通过修订《配电自动化建设与改造标准化设计技术规定》,进一步明确不同区域配电自动化建设与改造的差异化原则。结合配电网工程典型设计,通过制定《配电自动化典型设计》,将有效规范馈线终端、站所终端和配电子站的应用选型、一次设备配套设计、电源配套设计、通信配套设计、配电自动化终端结构及安装方式以及通用造价等内容,进一步促进配电自动化设备的规范化和标准化。

通过制定《配电自动化建设效果评价指导原则》,进一步对配电自动化建设成效的定性与定量分析原则与方法进行规范,从而实现对配电自动化建设效果的后评估。

信息交互方面

与上一轮配电自动化研究相比,当前配电自动化的最大技术进步之一在于建立了符合IEC 61968 标准的信息交互总线,实现与其他信息系统进行统一标准的信息交互。基于IEC 61968 等国际标准,并结合我国配电网信息化管理现状,将制定针对信息交互总线的一系列标准。

通过制定《配电自动化信息交互技术标准》,包括总则、GIS 图形分册、PMS 数据分册、营销数据分册、EMS/OMS 数据分册等,实现对涵盖配电自动化相关的信息模型、业务和消息规范、信息交互功能和一致性测试技术等各环节的信息技术标准进行统一规范。

通过制定《配电信息交互总线功能规范》,制定配电信息交换总线的服务接口、消息封装、即插即用、业务编排与分析、可视化及安全传输等方面的功能规范,实现对配电网信息交换与互操作等功能进行必须的规范与要求,建立智能配电网电力流、信息流和业务流融合的基础。

通过制定《配电自动化信息一致性测试技术规范》,建立针对包括电网模型拓扑完整性、电网图形格式、电网数据语法语义等配电自动化交互信息的一致性测试标准和技术,有效促进改善配电自动化信息交互的数据质量和交互质量。

主动终端方面

配电自动化系统主要由配电主站与配电终端构成,两个层面的功能与技术规范将直接影响配电自动化系统的应用。通过修订《配电自动化主站系统功能规范》以及制定《配电自动化主站检测及功能测试规范》,进一步对配电自动化系统主站功能及硬件配置进行规范,明确配电自动化系统主站基本功能和扩展功能组成结构与配置,同时明确系统主站的检测条件、检测项目与检测方法,为进一步提升配电自动化主站的规范性、稳定性与实用性提供依据。

通过修订《配电自动化终端/ 子站功能规范》以及制定《配电自动化终端技术规范》、《配电自动化终端测试与检验技术规范》、《配电自动化终端定值整定规程》和《配电自动化无线通信模块(无线公网册)技术规范》,将细化完善配电自动化终端的分类、功能规范、技术要求与性能要求、检测种类、检测条件、检测方法、检测项目及检测规则,明确面向配电网故障的配电终端保护定值整定规程,并特别针对面向配电终端应用的无线通信模块提出了工业级技术性能参数要求,从而更好地保障配电终端的稳定性、可靠性与易维护性。

通过制定《配电自动化终端应用IEC 61850 技术规范》,创新性的将IEC 61850 规范应用于配电网领域,通过构建配电终端信息模型、功能配置、接口规范、通信服务、以及一致性测试评价流程方法等,有效推进配电终端的即插即用与互操作性。

运维检修方面

配电自动化作为提升配网精益化管理水平的一种技术手段,离不开系统的常态化运行、维护。

通过制定《配电自动化建设与运行管理规定》、《配电自动化主站设备运行管理规程》、《配电自动化主站运行操作规程》、《配电自动化终端及通信设备运行管理规程》、《配电自动化终端及通信运行操作规程》、《配电自动化运行评估管理规定》6 项管理规定(规程),将对配电自动化系统,尤其是主站、终端及通信设备的建设、运行、操作、维护等环节过程中,各相关业务部门的职责划分、运行职责、维护要求、缺陷管理、消缺检修管理、软件管理、检验管理、巡视和数据维护、以及关键核心运行指标等进行明确规定与规程规范,更加具体地指导配电自动化的实际运行维护工作,保障系统的实用化水平。

结语

标准体系是配电自动化技术发展与实践应用的核心关键,既可以为参与配电自动化建设与应用的运行单位以及设备系统制造商提供技术指导,保障项目的建设质量与应用水平;又是统一配电自动化整体认识、引领发展方向的技术基础。本文在梳理配电自动化标准体系初步建设与发展历程的基础上,对完善现有的配电自动化标准体系进行了研究。

作者简介

张波,中国电力科学研究院,工程师,主要研究方向为智能配电网、配电自动化。

赵江河,中国电力科学研究院,高级工程师,主要研究方向为配电自动化、智能电网。

林涛,国家电网公司运检部,高级工程师,主要研究方向为智能配电网、配电自动化管理。

王鹏,中国电力科学研究院,高级工程师,主要研究方向为配电自动化、分布式电源与微电网。

引文信息

张波,赵江河,林涛,等.配电自动化系统标准体系研究与建立[J].供用电,2014,31(5):26-29.

延伸阅读:

【关注】IEC61850的最新发展以及需要解决的问题

原标题:【配电自动化】配电自动化系统标准体系研究与建立

特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。

凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
展开全文
打开北极星学社APP,阅读体验更佳
2
收藏
投稿

打开北极星学社APP查看更多相关报道

今日
本周
本月
新闻排行榜

打开北极星学社APP,阅读体验更佳
*点击空白区域关闭图片,
双指拖动可放大图片,单指拖动可移动图片哦