近年来,随着人们生活水平的不断提高,人们对电力企业的供电质量和可靠性也提出了更高要求,智能电网建设逐渐成为国内外电力企业的研究热点,今年7月印度接连发生两次大面积停电,印度三大电网相继瘫痪数小时,全国近一半的地区供电中断,超过6.7亿人口用电受到影响,创世界之最。总结印度大停电事故教训,最主要是电网发展滞后,没有形成结构坚强、资源优势互补、调配科学的智能、坚强电网所致。因此,如何加强智能电网建设,是我们电力企业实现跨越式发展面临的首要问题,而智能电网建设的基石就是农村配网智能化建设。
目前,许多电力企业的农村电网经历一、二期农网改造工程、西部农网完善工程、地震灾后重建工程的改造,农村网络供电质量有较大提高,但农网10kV线路超半径供电,低压网络分布广、项目储备与设计深度不够、负荷发展预期不足仍然出现供电“卡脖子”现象;主要设备选型不统一造成配网运行智能化、调控自动化系统建设的兼容性差,农村配网抵御自然灾害能力较弱,农村供电所事故应急抢修、客户故障报修频率高发。要从根本上解决这些问题,就必须着眼于可持续发展目标,深入践行国家电网公司“新农村、新电力、新服务”的农电“三新”发展战略部署,以建设农村坚强智能电网为主线,充分利用国家电网公司农网升级改造契机,全面推进农村配网智能化建设。
明珠公司积极响应国网公司、省市公司号召,努力加快农村配网智能化建设步伐,积极深化农网升级改造,进一步优化农村电网结构,提高农网供电能力。在努力打造坚强可靠、结构合理、运行灵活、管理科学、技术先进的智能化配网建设方面做出了许多有益探索。现抛砖引玉,与各位专家进行探讨交流。
一、明珠公司农村配网现状
明珠公司供电区域覆盖射洪县全境以及周边的西充县、蓬溪县少量乡镇村社,共计管理32个乡镇630个行政村,供电区域最大覆盖面积达到1600平方公里,农村照明客户21.7万户,动力客户13068户,抄表收费服务到户率、通电率均达100%。目前,明珠公司管辖农村10kV线路56条1592.64公里(其中主线长479.01公里,支线长1113.63公里);管理低压线路6704公里,接装配变3375台232.87MVA。1999年农网改造之初,明珠公司年售电量仅2.36亿千瓦时,一、二期农网改造后的2002年实现售电量3.88亿千瓦时,省公司入主明珠后的2005年售电量达5.42亿千瓦时,至2011年公司售电量已高达11.6亿千瓦时,售电量较网改之初增长近5近倍。
2005年前,明珠公司属地方电力企业,资金来源相对紧张,新建改造规划与资金投入矛盾十分突出。特别是1999年至2003年实施的第一期、第二期农网改造工程,改造不彻底,造成农村网架相对薄弱。为进一步促进地方经济快速发展,2004年起,市县政府加大了对明珠公司股权改革力度,2005年2月四川省电力公司控股明珠公司后,我们先后完成了户户通电工程、西部农网完善工程、农网灾后重建工程。目前农网升级改造工程正顺利推进,“十二五”期间,明珠公司计划完成的投资近2.1827亿元,完成新建110kV变电站 3 座、新建110kV 4 条、新建35kV变电站 18 座、新建 35kV线路 27 条、改造10kV线路 36 条。以上工程建成投运后,明珠公司将形成以110kV为主网、35kV为骨干、10kV为支撑的坚强农村电网,极大地改善县域农网供电质量。
二、明珠公司农村配网智能化建设的有益探索
明珠公司在充分利用省市公司投资,打造坚强电网的同时,积极开展争先创优活动,不断探索实践农村配网智能化建设和改造方式,努力营造“全员参与、全方位开展、全过程推动”氛围,牢固树立“科学引入新设备、创新管理新理念”,真抓实干、开拓创新,逐步开创出一条农村配网智能化建设之路。
1.积极引入ZW43-12/630型智能真空断路器,努力打造农村配网柱上式智能开关监控系统。
该型断路器较原ZW8型真空断路器有较大的改进,其在真空断路器的基础上,增加了控制器模块。通过实时监测A相电流、C相电流、零序电流、PT电压四个输入信号模拟量的值与定值比较来判定线路故障,从而进行相应的处理,具有速断保护、过流保护、三次重合闸、防涌流保护、零序保护等保护功能。同时,通过RS-485标配接口和GPRS通信模块,配合公司服务器后台管理软件,打造农村配网柱上式智能开关监控系统,实现远方在线监控、故障手机短信提示和远程自动化分合闸控制。
2.注重农电基础信息管理,进一步深化GIS地理信息管理系统建设。
由于基层人员调动频繁,新设备入网、异动设备变更较多,以往的台帐资料不能及时更新、手动更新出现错误,造成农电基础数据不准确、基础信息混乱,明珠公司2012年3月建立完善了射洪县GIS地理信息系统。该系统以二维地图为平台,利用GPS终端,建立完善农网线路、台区、杆塔等在经纬坐标地理位置的布局和基础信息数据的录入,具有电网地理信息展示、地图浏览、综合统计查询、生产运行信息提取展示、资产设备管理、线路巡检及缺陷管理等功能。公司各级管理人员可以通过登录GIS地理信息系统,实时了解电网的各类基础信息;通过匹配手持式PDA终端,可以直观、准确地巡查、监督配电线路设备运行情况,也可以远方督查农网线路设备巡视情况,既为公司优化电网结构、进行业务管理与决策提供科学的参考依据,又提高了电网管理质量和运行效率。
3.强化农网负荷控制管理,积极拓展公变用电信息采集系统建设。
为了适时采集、统计、分析农村台区的用电情况,明珠公司在台区计量点安装支持电量采集功能的智能电表和电量采集终端。采集终端通过本地RS-485方式与公变台区智能电表进行通讯,采集、存储并处理电量、运行状态等各项数据,实现配电变压器运行状态、低压电能质量监测。通过移动GPRS专网进行数据传送,实现在线管理和远程传输,进一步提升营销信息化水平。
4.强化农村安全用电监管,全面开展智能剩余电流动作保护系统建设。
明珠公司历来十分重视农村三级漏电保护系统建设,及时以县安委名义出台了《农村移动电器安全用电管理规定》。为了提升农村低压电网智能化建设水平,于2010年开始,推行将原农村台区总保护(原用的单相剩余电流动作保护器)淘汰逐步更换为三相智能剩余电流动作断路器,在客户表箱中安装中级保护,由镇村管电组织督导客户家中安装末级保护。其中总保护采取延时0.3秒、中级保护延时0.2秒方式,进一步规范健全了农村低压三级漏电保护系统。总保护选用的三相智能剩余电流动作断路器具有特波电流、欠压、过流、自动重合闸功能;具有RS232/485标配接口,能与台区电量采集终端进行本地通信,然后通过电量采集终端的移动GPRS专网进行数据的传送,公变用电信息采集系统完善后,将可以实现在线监测和远控操作。
5.注重农村配网供电质量考核管理,积极推进应用GPRS电压在线监测系统。
为进一步加强农网电能质量监督,强化农网结构,提高供电设备的载荷能力和运行可靠性,为农村客户提供更可靠、更安全、更经济的用电保障,同时为农网低压项目储备和技术改造提供理论依据,明珠公司在农网低压台区共安装261台两率监测仪,全面监测农网供电质量。为提高在线监测水平,另行选择有代表性的49个监测点安装带GPS定位功能的GPRS电压监测仪,其设备自身所带的GPS定位模块能实现监测点经纬坐标地理位置精确定位,防止随意人为改动监测点位置,能实现全方位监测农村D类电压质量。仪器支持GSM/SM远程唤醒和参数设置功能,通过RS-485通信接口进行本地通信,满足功能扩展需求,通过远程通信接口实现与公司中央服务器的通讯,接中央服务器主站命令,定时或随机向主站发送电压监测仪采集等各种数据,实现在线实时监测功能。
6.深入开展农电现场作业监督,主动全面强化农电现场标准化作业管理系统。
为全面提升农电日常基础管理水平,进一步规范和加强农村配网的生产现场作业,明珠公司建立了农电标准化作业管理系统。所有的农电施工作业的业务数据及管理职通过系统服务器进行处理和管理,实现从作业计划编制、施工任务下达、作业手续审查、现场察勘、标准化作业工序工艺卡生成及相关内容的审核、审批,到现场施工作业,再到作业后总结评估的闭环管理。在作业实施过程中,现场工作实时信息通过GPRS无线通讯网络实时回传到公司中心服务器,通过B/E交互方式,实现全面、实时、准确的掌握各项现场作业全过程状态,从而实现作业指导书模板化、审核审批网络化、作业过程监控实时化、作业手续无纸化,有效地推进了明珠公司农电施工现场标准化进程。
三、农村配网智能化管理系统的优化途径探讨
明珠公司在农村配网智能化建设方面已具有一定的特色,但只是初具雏形,还没有形成一套系统的、智能的、各方兼容的、高度自动化的、集监控与调控于一体的综合管理系统,距离国网公司智能电网建设目标仍有较大的差距。下一步我们将对目前开展的农村配网智能化建设展开融合,将各种智能设备和六大在用系统有效进行整合,逐步打造完善的农村配网智能化管理系统。
1.农村配网智能化管理系统建设集成
在农村配网智能化管理系统建设中,需将各个系统应用软件进行整合,应以GIS电网地理信息系统为基础,通过其完善的电网地理信息地图,标注各柱上开关、配变、D类电压监测点位置,实现农村配网各关键节点监控。将GPRS电压监测系统融入地理信息上系统;将用电信息采集系统与台区智能剩余电流动作保护系统进行整合,接入地理信息系统,实现农村低压线路设备运行的监测和远控;匹配柱上式智能开关监控系统监测数据,融合公司调度系统变电站监控数据,开展农网10kV线路设备自动运行分析,力争建成集运行监控、远方操作、GPS巡视检查、现场标准化作业管理于一体的农村配网智能化管理系统。
2.农村配网智能化管理系统建设构想
如上所述,农村智能化配管理系统主要应由智能化配电台区监控系统、GIS地理信息系统、调配自动化系统(变电站馈线监控设备、柱上开关)、两率监控系统以及标准化作业系统构成。系统主要针对农网10kV线路、变压器台区、低压设备,实现10kV开关远控与继电保护、低压计量和供电质量监控等功能的信息采集、传输和处理。系统由对应四大模块组成:中央服务器及客户端、智能配电设备、监控终端、现场手持PDA终端。
智能配电设备通过RS-485总线与监控终端相连,向监控终端发送数据,接受来自终端的数据和状态请求。监控终端同时配置GPRS和本地接口、红外接口,分别与智能设备和手持PDA终端设备通信。除此以外,监控终端通过GPRS,定时向中央服务器发送运行数据和设备状态,并接受中央服务器的召唤和唤醒请求,智能设备告警或者故障后,也能自动上传数据。
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