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农技〔2011〕84号-附件-农网发展重点应用技术


国家电网公司 农网科技进步支撑框架

农网发展重点应用技术

2011 年 12 月





为深入贯彻落实科学发展观,更好地服务社会主义新农村建设,积极落实 国家电网公司“一强三优”现代公司发展目标和“新农村、新电力、新服务” 农电发展战略,深入推进农网科技进步工作,充分

发挥科技支撑作用,依靠科 技手段加快新型农网建设, 国家电网公司研究制定了 《农网科技进步支撑框架》 (简称“框架” )2008 年版。 近年来,随着国家新一轮农网改造升级工程和国家电网公司坚强智能电网 建设工作的深入推进,农网整体科技水平得到了提升,在农网科研和生产实际 中涌现了一批新的技术和成果,为明确农网科技进步建设方向,指导农网科技 进步工作,归纳提炼符合农网需求的先进技术和优秀成果,国家电网公司对 2008 年版“框架”进行了修订。 “框架”包括《农网发展重点应用技术》和《农网科技进步应用成果汇编》 两部分,两部分的结构与 2008 年版基本一致。 《农网发展重点应用技术》从技 术研究水平、技术内容、主要功能、应用参考标准等方面明确了各项技术路线 和内容,并提出了应用原则和建议,2011 年版分 8 个专题介绍了 45 项适用于 农网发展和科技进步建设的重点技术; 《农网科技进步应用成果汇编》 收录了近 年来在农网建设和生产实践中积累的先进实用的新技术、新设备、新材料和新 工艺,2011 年版共有 7 个专题 65 项成果,这些成果由国家电网公司系统各单 位推荐,经国家电网公司组织专家审查筛选,在农网建设和发展中取得了较好 的应用效果。 希望各单位在推广应用“框架”过程中,与本单位、本地区农网实际情况 有机结合,对本“框架”所述技术内容适当扩充或简化,通过合理应用相关专 业技术和“四新”成果,不断提高农网技术装备和管理水平,努力推进农网实 现又好又快的发展。 本“框架”将根据农网发展实际与技术发展趋势,进行滚动修订。

目 录
1 农网规划 ................................................. 5 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 2 农网优化规划技术 .................................... 5 农网自动化规划技术 .................................. 7 农村智能配电网规划技术 .............................. 9 单三相混合配电方式 ................................. 12 35kV 配电化技术 .................................... 14 输变电工程通用设计 ................................. 16 新农村典型供电模式 ................................. 18 农网规划技术支持平台 ............................... 20

农网装备 ................................................ 23 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 紧凑型智能箱式变电站 ............................... 23 智能配电台区 ....................................... 25 组合电器 ........................................... 27 永磁操动机构智能开关 ............................... 30 小型分布式发电接入智能控制终端 ..................... 32

3

农网电能质量与综合节能 .................................. 35 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 节能型配电变压器 ................................... 35 无功优化补偿技术 ................................... 37 变压器经济运行技术 ................................. 40 电能质量监测与治理技术 ............................. 42 农网综合节能评估与辅助决策系统 ..................... 44 线损分析与管理技术 ................................. 46

4

农网自动化 .............................................. 49 4.1 4.2 4.3 4.4 县级电网调度自动化 ................................. 49 配电自动化 ......................................... 52 县级电网调配控一体化系统 ........................... 55 信息交互集成技术 ................................... 57

4.5 5

分布式电源及微电网接入控制技术 ..................... 59

农网通信技术 ............................................ 62 5.1 5.2 5.3 5.4 光纤通信技术 ....................................... 62 无源光网络通信技术 ................................. 65 电力线载波通信技术 ................................. 69 无线通信技术 ....................................... 73

6

农网生产运行管理 ........................................ 78 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 农网生产运行管理系统 ............................... 78 输变电设备智能巡检系统 ............................. 80 10kV 线路故障检测技术 .............................. 83 状态检修技术 ....................................... 85 带电作业技术 ....................................... 87 现场标准化作业支撑技术 ............................. 90 剩余电流动作保护装置应用技术 ....................... 93 线路防雷技术 ....................................... 95 电力设施防盗报警技术 ............................... 97

7

农网营销服务与用电技术 ................................. 100 7.1 7.2 7.3 7.4 电力营销信息管理技术平台 .......................... 100 用电信息采集技术 .................................. 101 多元化收缴费技术 .................................. 104 防窃电技术 ........................................ 106

8

农网信息化技术 ......................................... 109 8.1 8.2 8.3 8.4 农电综合管理系统 .................................. 109 SG-ERP 信息化平台 ................................. 110 农网地理信息(GIS)系统 ........................... 113 网络信息安全技术 .................................. 115

1

农网规划

1.1 农网优化规划技术

1.1.1

技术研究水平

目前,电网规划主要方法是采用计算机辅助规划。计算机辅助规划是 建立在规划数学模型的基础上,采用多目标、多约束的非线性优化算法和 计算机技术进行辅助规划,可弥补经验型规划的不足,为电网规划提供理 论和科学依据。计算机辅助规划软件的主要功能包括负荷预测、网络评估、 可靠性评估、潮流计算、短路计算、基于地理信息系统(GIS)的变电站布 点优化和网络优化等。在实际规划中,将计算机辅助规划与实际规划经验 有效结合起来,可取得较为科学合理的结果。拓展农网定量分析手段,研 究农网分析评估方法,开展农网优化规划,是当前为农网规划、建设、运 行和管理提供辅助决策的有效途径。 传统的配电系统中一般不存在纯电源, 只通过变电站接受上级电网的电力。 分布式电源、微电网、电动汽车等的接入及并网运行,将对配电系统产生深刻 影响,使之成为与传统单侧电源、辐射型配电网有较大区别的系统,给配电网 的运行带来了巨大的影响,同时也给传统的配电网规划带来了实质性的挑战。 为提高电网资产的利用率、自愈能力以及接纳分布式电源、微电网和电动汽车 的能力,实现电网智能化,有必要研究和提出优化的智能配电网规划方法。

1.1.2

技术内容

农网规划是指对 110kV 及以下县域电网进行规划,主要内容为:在综合考 虑设备可用性、使用年限、故障率、供电区负荷特性等因素,以及分层次、分 区域进行各级电网现状分析的基础上,进行各电压等级、功能分区的短期、中 期及长期负荷预测,以可靠性、年运行费用、线损率综合最优为规划目标, 以电压损耗、供电能力及电网安全性等条件为约束,对农网各规划水平年的 变电站分布、网架结构等进行合理规划并提出过渡方案。 农网优化规划技术是指利用优化规划理论、数据库技术、地理信息系统等

先进的优化算法、计算机工具和网络技术实现规划数据管理、统计计算、优化 规划功能,提供先进的辅助分析决策手段,并结合规划经验,高效制定较为科 学合理的优化的农网规划。优化过程和方法主要体现在以下几点: (1) 采用数据处理技术进行规划基础数据自动筛选,保证数据的可用性和 有效性;选择合理的优化方法并结合规划和建设经验进行负荷预测、电压等级 选择和网架规划,提供充足的论证依据。 (2) 结合区域发展规划,制定多套规划及过渡方案,使其具有较强的可操 作性。 (3) 采用规划评价技术对规划方案进行安全性、可靠性、经济性等方面评 估,提供辅助决策依据。 (4) 提出主动智能配电网规划流程和方法,能很好地接纳分布式电源、微 电网及电动汽车等的接入和并网。

1.1.3

应用参考标准

DL/T 5118—2010 农村电力网规划设计导则 DL/T 5119—2000 农村小型化无人值班变电所设计规程 Q/GDW 125—2005 县城电网建设与改造技术导则 Q/GDW 156—2006 城市电力网规划设计导则 Q/GDW 393—2009 110(66)kV~220kV 智能变电站设计规范 Q/GDW 462—2010 农网建设和改造技术导则 国家能源局 农村电网改造升级技术原则(国能新能〔2010〕306 号) 国家电网公司“十二五”配电网规划(技

国家电网发展〔2010〕492 号 术原则)指导意见

1.1.4

应用原则

农网优化规划技术适用于农村地区电网规划,应结合各地实际情况因地制 宜进行规划。

1.1.5

建议

(1) 对农网规划数据进行科学管理,不断积累历史数据。 (2) 制定农网规划数据的技术规范,加快农网规划辅助分析平台的研究。 (3) 对农网负荷性质、分布和特性进行深入全面的研究。 (4) 分析分布式电源、微电网及电动汽车等接入对配电网规划的影响。

1.2 农网自动化规划技术

1.2.1

技术研究水平

目前,农网网架结构的特点是以辐射供电为主,环网供电开环运行的环路 较少;10kV 馈线较长,以架空线为主,支线多;电力负荷分散,供电半径大, 绝大部分地区负荷密度较低;配电变压器多,容量小,覆盖面广等。 现阶段,不同经济发展水平的地区之间,农网自动化系统建设水平差距明 显。农网自动化建设步伐缓慢、应用水平偏低,通信系统通道的建设水平差距 明显,缺乏专业的自动化技术人员,队伍专业水平参差不齐。在农网自动化前 期工作中,全面统一的规划、设计工作并未实现全覆盖,农网自动化相关标准、 规范的修订、制定、贯彻工作也在逐步开展。

1.2.2

技术内容

农网自动化规划技术应考虑的因素有:农网的一次网架规划、馈线自动化 的实施模式、通信系统建设、农网主站建设、一次开关设备与二次自动化智能 终端设备的选择等。 (1) 合理的一次网架是实施农网自动化的基础,网架规划应遵循相关标 准,结合当地电网实际,导线与设备选择应满足负荷转供需要。 (2) 应该因地制宜地选择相应的馈线自动化模式。实现故障的自动隔离、 非故障区段的恢复可以采取多种方式,一般有就地控制、远方控制、故障指示 等。可根据农村区域特点、农网项目的整体方案及自动化装置的技术特点,选 取合适的使用方法。 (3) 农网要求通信系统应具有高可靠性、易操作、易维护、经济性的特点。

目前在农网中主要的通信方式按传统方式分为无线和有线两种,其中农网自动 化系统常用通信方式为光纤通信、无源光网络通信、无线通信等方式。光纤通 信在可靠性、时延、速率等方面占据优势,但是应用于农网自动化中,造价显 得略高;无源光网络通信技术采用无源分光器,将子站设备 OLT 以手拉手保护 方式、主要采用“手拉手”和“多联络”等组网方式,有条件情况,可采用双 PON 口环型保护方式进行组网,既实现抗多点失效,又实现主干线路的保护, 确保设备实时高效的运行,加强光通信接入网的可靠性;无线通信方式比较适 合地广人稀、建筑物较低的农村,但是首次投入资金也较大。根据农网及城市 配网建设经验来看,通信方式宜优先采用多种通信方式混合应用。 (4) 目前主站系统建设模式主要有两种,即调配一体化配网自动化主站系 统和独立配网自动化主站系统。 由于调配一体化配网自动化主站系统具有共享的支撑软件平台,系统的硬 件、软件资源充分共享,运行维护费用大大减少,因此它是农村配电网自动化 建设的首选模式。 (5) 一次开关设备包括断路器、负荷开关和环网柜等,二次自动化智能 终端设备包括 FTU、环网柜(开闭所)DTU 和配变终端单元(TTU)等。在农 网自动化建设规划时,要考虑在一次与二次之间加装 TV/TA,在主站侧可以 远方控制开关动作,提高自动化程度。同时注意设备的选型要准确,否则会 引起测量不准、精度不高等问题。为更好地提高农网自动化的稳定性和可靠 性,装置不间断供电、后备电源技术的介入也应在规划之列。

1.2.3

应用参考标准

DL/T 550—2005 地区电网调度自动化功能规范 DL/T 635—2005 县级电网调度自动化功能规范 DL/T 5118—2010 农村电力网规划设计导则 DL/T 5119—2000 农村小型化无人值班变电所设计规程 Q/GDW 125—2005 县城电网建设与改造技术导则 Q/GDW 126—2005 国家电网公司农村电网自动化及通信系统技术导则

Q/GDW 156—2006 城市电力网规划设计导则 Q/GDW 393—2009 110(66)kV~220kV 智能变电站设计规范 Q/GDW 462—2010 农网建设和改造技术导则 国家能源局 农村电网改造升级技术原则(国能新能〔2010〕306 号) 国家电网公司“十二五”配电网规划(技

国家电网发展〔2010〕492 号 术原则)指导意见

1.2.4

应用原则

(1) 农网自动化规划应坚持以实用、 规范、标准为原则,具有一定前瞻性, 避免在实施建设的过程中存在质量不稳定等问题。 (2) 农网自动化规划应与所辖地区经济发展相适应。 (3) 农网自动化规划应节约用地,少占农田,保护生态环境。 (4) 所选用的农网装备要标准化、规范化、系列化。

1.2.5

建议

(1) 对农网一次网架设备规划建设时,必须考虑到二次自动化的建设需 求。 (2) 农网自动化规划要考虑分布式电源、微电网及电动汽车等接入对配电 网自动化规划的影响。

1.3 农村智能配电网规划技术

1.3.1

技术研究水平

农村电网是电网的重要组成部分,加快建设以“坚强”为基础、 “智能”为 特征的新型农村智能配电网,对智能电网的建设具有重要意义。国外在农村智 能配电网规划及其优化方面的研究开展得较早,构建了多种规划模型,在分布 式电源的选址定容和分布式电源接入配电网的容量限制等方面进行了大量的研 究,并在实践中得到了充分的利用。在农网改造方面,美国农业部更是于 2011

年 9 月拨出了高达 6 亿美元的专项资金用于农村电力基础设施的升级、扩展、 维护和更换。 针对我国农网基础薄弱问题,近年来,国家电网公司也在不断地探索实践 农村智能配电网的建设和改造方式,提出在智能化电网建设和新一轮农网改造 的前提下, 应因地制宜地开展智能化电网规划工作, 以实现配电网运行智能化, 低压故障预警与提前处置,农村用电安全能控、可控、在控,供电服务变被动 为主动。 我国对于农村智能配电网规划技术的研究尚处于起步阶段,目前的研究工 作也仅仅涉及分布式电源接入农网的布点选择、容量配置等方面。为了更好地 满足智能配电网多能源互补和互动化要求,指导我国农网智能化的建设,规划 应该先行。 因此, 有必要研究适用于我国农村特点的农村智能配电网规划技术。

1.3.2

技术内容

农村智能配电网独有的特征使得其规划具有特殊性,其主要内容包括:农 网分布式电源布局优化规划、农村智能配电网优化规划、满足互动化要求和多 能源互补需求的农网负荷预测及负荷特性分析、电压等级序列优化规划、农村 智能装备优化选择。 (1) 农网分布式电源布局优化规划。分布式电源在农网中的大量应用,使 得农村智能配电网的负荷预测、规划和运行与过去相比具有更大的不确定性, 主要体现在:利用可再生能源发电的分布式电源输出具有波动性;用户安装的 分布式电源可能与电力负荷直接抵消,影响负荷增长模式;分布式电源的布点 和规模需要探讨。因此,在农村智能配电网规划中,应充分研究各种分布式能 源接入的发展趋势、模式和速度,研究分布式电源在农网中的优化布点和容量 选择、负荷预测和无功补偿、综合效益评估等内容。 (2) 农村智能配电网优化规划。我国农网架构基础薄弱,应按照“统一坚 强”智能电网的标准要求,从规划层面出发,考虑到未来农网运行智能化的需 求,研究农网网络结构优化。 (3) 满足互动化要求和多能源互补需求的农网负荷预测及负荷特性分析。

农网负荷预测是农村智能配电网规划的基础,一方面,大量的分布式电源,特 别是用户侧小容量的分布式电源, 以分散形式接入电网后, 往往直接本地消纳, 与电力负荷相抵消,需要研究其对整个系统负荷特性的影响;另一方面,要对 可能参与互动的用户类型、 规模、 分布和互动模式对负荷特性的影响进行研究。 (4) 电压等级序列优化规划。电压等级序列优化规划主要是从协调规划的 角度出发,通过深入分析农网负荷特性、分布以及发展趋势,综合考虑远期受 电规模、电源结构、供电能力、供电可靠性和运行智能化的要求,提出不同电 压等级相协调的目标网架结构和典型供电模式,获得现有网架向目标网架结构 和供电模式过渡的方案。 (5) 农村智能装备优化选择。农网智能装备优化选择包括农网智能化变电 站设备的优化选择、高可靠农网智能配电开关的优化选择以及农村智能配电台 区/配电柜/配电箱的优化选择。

1.3.3

应用参考标准

DL/T 499—2001 农村低压电力技术规程 DL/T 5118—2000 农村电力网规划设计导则 DL/T 5131—2001 农村电网建设与改造技术导则 Q/GDW 156—2006 城市电力网规划设计导则 Q/GDW 382—2009 配电自动化技术导则 Q/GDW 383—2009 智能变电站技术导则 国家能源局 农村电网改造升级技术原则(国能新能〔2010〕306 号) 国家电网公司“十二五”配电网规划(技

国家电网发展〔2010〕492 号 术原则)指导意见

1.3.4

应用原则

农村智能配电网的发展实践可以依托有条件的地区进行建设相应的试点工 程,为相关的理论研究提供实践依据。

1.3.5

建议

研究适合我国特点的农村智能配电网规划流程、内容和方法,形成农网规 划典型设计及相关技术原则;科学制定工作计划,统筹开展科技攻关和试点建 设工作,结合已有的电力、通信、自动化等相关标准和规范体系,形成农村智 能配电网标准体系框架,推动适用于农村智能配电网建设的标准和规划体系的 建立和完善。

1.4 单三相混合配电方式

1.4.1

技术研究水平

单相配电方式在北美、日本、英国、澳大利亚等国家应用较多,多用在负 荷密度比较低、单户负荷较大、用户分散的地区,通常采用中压到户、柱上安 装的方式,应用效果良好。 单相变压器在我国的实用性研究始于 20 世纪 90 年代,近年来随着单相变 压器的研制和应用,单相变压器在我国的应用得到越来越多的重视。国家电网 公司组织开展了单三相配电方式的专题研究,研究人员定性和定量分析了单三 相配电方式的线损影响因素;建立了低压线路、配电站以及中压线路投资费用 的数学计算模型,全面分析了一台或多台单相变压器置换一台三相变压器情况 下各种供电制式的技术经济性;分析了单三相配电方式对电力系统线损、三相 平衡、供电可靠性、安全性等方面的影响;提出了用于低压系统安全保护的分 布式剩余电流保护方法,解决了农网零线重复接地系统的剩余电流保护难题; 制定了单三相混合配电方式设计、运行维护与管理领域技术规范;研制出高效 率、高性能的小容量单相转三相配电装置和智能型单相变压器。 综合考虑负荷、技术经济、环境社会因素对供电系统的影响,提出了单三 相混合配电方式的适用条件和应用范围, 结合我国农网负荷特点, 提出了 A、 B、 C 3 类共 14 种典型区域的单三相混合供电模式,设计了单相配电方式典型方

案。

1.4.2

技术内容

单三相混合配电方式是指一个区域内采用单相变压器与三相变压器共同进 行供电的配电方式,或者说一个区域内单相配电与三相配电共存的配电方式。 具体来说,对特定供电区域,针对不同用电性质、负荷大小、用户/区块分情况 采用单相、三相配电变压器供电,从整个供电区域看,单相变压器与三相变压 器结合应用。 单相变压器是单相配电的核心。单相变压器具有工艺简单、重量轻、体积小 的特点,便于安装且占地面积少,易于深入负荷中心,缩短了低压供电半径,符 合“密布点、短半径”的要求;与同容量三相变压器相比,单相变压器负载损耗 有明显下降; 在负荷较小的地区, 单相配电的低压线路用量比三相配电可节约 50% 以上,有效降低了金属消耗,有助于资源节约。 单相变压器供电有两种制式:单相两线制和单相三线制。单相两线制是指 由一根相线和一根中性线向用户供电;单相三线制由两根相线和一根中性线组 成,两根相线间的电压是相线与中性线电压的 2 倍,中性线与其中一根相线向 单相用户供电。 单三相配电方式的选择需要考虑以下因素: (1) 负荷性质。供电区域内有无三相负荷、三相负荷所占比重及负荷发展 潜力,在三相负荷较多、负荷发展潜力较大的区域,不宜采用单相配电方式, 可采用三相配电方式。 (2) 技术经济指标。主要考虑线损、工程造价、年运行费用等指标。从线损 看,单相两线配电方式不具优势,而从工程造价、年运行费用看,负荷较小、供 电区面积较小时,单相两线配电方式优于三相配电方式;单相三线配电方式在线 损、工程造价、年运行费用等方面均优于单相两线配电方式。 (3) 占地面积、景观及噪声等因素。在农村,对占地面积、景观及噪声等 指标要求相对较低;但在城镇,在单三相配电方式选择中考虑这些指标的影响 是必要的。 (4) 对供用电系统的影响。包括安全性、三相不平衡、二次保护、供电质 量(电压、谐波、可靠性) 、接地方式等。 单三相配电方式原理简单、应用灵活,适合农网负荷特点。科学合理选用

单三相配电方式,可起到节约投资、降低损耗、节约资源的作用。

1.4.3

应用参考标准

GB 1094.1—1996 电力变压器 第 1 部分:总则 DL/T 499—2001 农村低压电力技术规程 DL/T 1102—2009 配电变压器运行规程 DL/T 5118—2010 农村电力网规划设计导则 Q/GDW 156—2006 城市电力网规划设计导则 Q/GDW 462—2010 农网建设和改造技术导则

1.4.4

应用原则

由于三相负荷的普遍存在性,通常没有纯单相供电区,因而单三相配电方式 的应用原则主要针对单相配电方式。单相配电方式适用于以下区域: (1) 城镇低压供电系统需改造的老旧居住区。 (2) 农村分散或团簇式居住区,地域狭长、狭窄居住区。 (3) 单相供电的公共设施负荷,如路灯。 (4) 纯单相负荷的临时、过渡性用电。 (5) 山区偏远自然村。

1.4.5

建议

按照单三相配电方式的适用条件和应用范围,在符合条件的地区,在专家 和有经验的技术人员的指导下依据典型区域的单三相混合供电模式开展应用。

1.5 35kV 配电化技术

1.5.1

技术研究水平

目前我国中西部部分地区因地处偏远地区, 35kV 电源布点不足, 10kV 线路 供电半径过长,线路损耗大,致使当地无法用电或供电电压偏低,常规的 35kV

变电站、线路和台区建设,选址难、造价高、施工周期长,又由于负荷增长缓 慢,输配电设备利用率低,造成了大量的资源浪费。农网通过 35kV 配电化建设 可以解决负荷小而分散的中西部偏远农村、山区或半山区等无电地区的农村居 民用电,以及 35kV 线路沿线区域因 10kV 线路供电半径过长或迂回供电造成的 居民端供电电压质量偏低等问题,对于有效缓解农网资金紧张、增加布点难、 建设工程期长等难题,具有重要的现实意义。

1.5.2

技术内容

农网 35kV 配电化关键技术的内容主要包括: (1) 35kV 变电站配电化设计是基于现有小型化、紧凑式、模块化的设计原 则,形成箱式、半箱式、车载式和全户外式四种设计方案。配电化变电站的容 量一般不大于 3150kVA,出线小于 4 回,同时简化了保护配置,具有成本低、 安装方便、运行方式灵活等特点,特别适用于农村偏远地区。 (2) 35kV 配电化线路设计就是 35kV 线路采用瓷或复合绝缘子进行绝缘连 接,线路支撑杆采用 12~15m 钢筋混凝土电杆,转角、耐张、终端杆塔采用常 规 35kV 线路的混凝土杆或铁塔, 两者混合架设的一种线路架设方式, 该方式导 线的线径一般不超过 120m2。配电化线路设计具有轻型化、投资少、建设工期短 等特点。 (3) 35kV 直配供电方式就是利用 35kV 线路深入负荷中心,配电台区建设 采用 35kV/0.4kV 配电变压器供电,简化了传统配电网供电方案的 10kV 电压等 级,减少了变电重复容量,节省了部分变电设备及有色金属耗量,且使网络的 维修工作量及维护费用有所降低,提升供电能力和供电质量。

1.5.3

应用参考标准

GB 50060—1992 35kV~110kV 高压配电装置设计规范 GB 50061—2010 66kV 及以下架空电力线路设计规范 GB 50062—1992 电气装置的继电保护和自动装置技术规范 DL/T 620—1997 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合

DL/T 5103—1999 35kV~110kV 无人值班变电站设计规程 DL/T 5137—2001 电测量及电能计量装置设计技术规程 Q/GDW 354—2009 智能电能表功能规范 Q/GDW 435—2010 农村电网无功优化补偿技术导则

1.5.4

应用原则

35kV 配电化技术适用于负荷密度较低、中压线路迂回供电或供电半径过 长、 电网建设资金缺乏的地区。 深入开展农网 35kV 配电化各相关关键技术研究 和试点建设,应该遵循模块化、智能化、紧凑型、造价低、占地少、建设周期 短等目标和原则。

1.5.5

建议

该项技术的重点在于突破农网 35kV 配电化变电站、35kV 配电化线路以及 直配台区相关关键技术, 形成 35kV 配电化典型建设模式和技术方法, 制定相应 的技术标准规范, 为农网 35kV 配电化建设提供技术支撑和实践验证。 建议在负 荷密度较低、中压线路迂回供电或供电半径过长、用户末端电压过低、电网建 设资金缺乏的地区推广应用, 充分发挥 35kV 配电化建设的作用, 在推广应用过 程中要结合实际情况,确保实现安全、高效、经济的 35kV 配电化建设原则。

1.6 输变电工程通用设计

1.6.1

技术研究水平

近年来,国家电网公司组织有关研究机构、设计单位,在充分调研、精心 比选、反复论证的基础上,编制了《国家电网公司输变电工程通用设计》 (以下 简称《通用设计》。 )《通用设计》坚持全寿命周期管理理念,采用模块化设计手 段,形成了包括各电压等级变电站、输配电线路、电能计量装置等方面内容的 通用工程设计,在电网建设和改造工程中推广应用,统一建设标准,统一设备 规范,方便运行维护,方便施工招标,提高工作效率,降低建设和运行成本,

发展规模优势,提高整体效益,支撑新一轮农网改造升级工程和农网智能化建 设,服务社会主义新农村建设。 国家电网公司在通用设计的基础上, 组织实施了 “两型一化” (资源节约型、 环境友好型,工业化)变电站和“两型三新” (资源节约型、环境友好型,新技 术、新材料、新工艺)线路设计及建设工作。

1.6.2

技术内容

《通用设计》110kV 及以下输、变、配电部分具体技术内容参见如下文献: (1) 《国家电网公司输变电工程通用设计 110 (66) kV~500kV 变电站分册》 。 (2) 《国家电网公司输变电工程通用设计 西藏电网 110kV 变电站分册》 。 (3) 《国家电网公司输变电工程通用设计 110(66)kV 输电线路分册》 。 (4) 国家电网公司输变电工程通用设计 西藏电网 110kV 输电线路分册》 《 。 (5) 《国家电网公司输变电工程典型设计 35kV 变电站分册》 。 (6) 《国家电网公司输变电工程通用设计 西藏电网 35kV 变电站分册》 。 (7) 《国家电网公司输变电工程典型设计 35kV 输电线路分册》 。 (8) 《国家电网公司输变电工程通用设计 西藏电网 35kV 输电线路分册》 。 (9) 《国家电网公司输变电工程典型设计 10kV 配电工程分册》 。 (10) 《国家电网公司输变电工程典型设计 10kV 和 380V/220V 架空配电线 路分册》 。 (11) 国家电网公司输变电工程通用设计 农网 10kV 及以下工程补充方案 《 分册》 。 (12) 《国家电网公司输变电工程典型设计 电缆敷设分册》 。 (13) 《国家电网公司输变电工程通用设计 110kV 电能计量装置分册》 。 (14) 《国家电网公司输变电工程通用设计 66kV 电能计量装置分册》 。 (15) 《国家电网公司输变电工程通用设计 35kV 电能计量装置分册》 。 (16) 《国家电网公司输变电工程通用设计 10kV 电能计量装置分册》 。 (17) 《国家电网公司输变电工程通用设计 400V 电能计量装置分册》 。

1.6.3

应用原则

在今后的农网建设和改造过程中,全面采用通用设计,将通用设计纳入工 程建设管理全过程。

1.6.4

建议

在通用设计推广过程中,加强仿真和辅助设计平台的深化研究及应用。

1.7 新农村典型供电模式

1.7.1

技术研究水平

新农村典型供电模式理论研究是在电网结构研究的基础上, 把供电单元 (如 变电站、开闭所等)及设备选型纳入供电模式的研究范围,结合工程实践经验 总结,针对供电区域社会经济发展特点、地域环境特征和负荷特性,加以系统 性整理和论证,提出适合不同区域的典型供电模式。应用新农村典型供电模式 研究成果, 国家电网公司陆续制定并发布了 《新农村电气化村典型供电模式 (试 行)(国家电网农技〔2007〕35 号)和《小城镇典型供电模式》 》 (国家电网农 〔2010〕1591 号) ,指导和规范新农村电气化村及小城镇电网建设,提高农网建 设水平。 国外农网供电模式主要有两类:一类是以欧美为代表的国家,采用双电源 单辐射供电模式, 变电站建设模式主要靠设计较大备用容量电源, 满足 N?1 要求, 出线基本为单辐射线,供电半径较长,采用可靠的重合器分段,结线简单,供 电可靠,适用于负荷密度相对较低的区域;另一类是以日本为代表的国家,采 用环网供电模式,线路采用自动配电开关分段,实现配电自动化,满足供电要 求,适用于负荷密度相对较高的区域。

1.7.2

技术内容

(1) 《新农村电气化村典型供电模式(试行)。根据电气化村的经济发展水 》 平、用电水平及建筑布局等特点进行归类,按照电气化村电网规划、配电变压 器、无功补偿、低压线路和户表等方面的技术要求,制定各类电气化村的典型

供电模式,明确各种典型供电模式的适用条件、设施配置、主要特征、预期目 标和结构示意图。具体情况如下: 1)根据《新农村电气化标准体系》 (国家电网农〔2007〕326 号)将新农 村电气化村划分为 A、B、C 3 类,电气化村的典型供电模式相应分为 A、B、C 3 类,在此基础上有针对性地提出 10 种典型供电模式。 2)明确上述 10 种典型供电模式的适用条件和设施配置。其中:适用条 件包括全村人均年生活用电量和建筑布局两项内容,设施配置包括配电变压 器的布置和安装方式、低压线路的导线选型和线路结构、无功补偿的类型 和位置、计量装置的类型和安装地点、剩余电流保护的级数等。 (2) 《小城镇典型供电模式》 。以小城镇特征及分类研究为基础,以小城镇 用电需求为参考条件,提出了《小城镇典型供电模式》 。小城镇典型供电模式以 中压(电网)典型供电模式为主,兼顾低压(电网)典型供电模式。小城镇按 年人均 GDP 分为 A、B、C 3 类,各类又按负荷性质分为工业主导型、商业主导 型和综合型 3 种,共分为 A1~C3 9 种。 1)中压(电网)典型供电模式按小城镇分类方式相应地分为 A1~C3 共 9 种。模式配置侧重于中压系统组成的主要部分,着重界定线路、配电变压器、 无功补偿和自动化 4 个要素,包括线路型式、线路结构、供电半径、分段设备、 分接设备、公用变压器、用户变压器、配电变压器、中压线路、监测装置、配 网自动化 11 个要点。 2)低压(电网)典型供电模式与《新农村电气化村典型供电模式》一致, 按建筑形态分为多层建筑区、联排建筑区及散居区 3 类,其中多层和联排建筑 区按区域功能分为以商业为主、以居住为主 2 种,散居区设置 1 种,共 5 种。 低压供电模式着重界定低压线路、无功补偿、计量和自动化 4 个要素,主要包 括线路型式、线路结构、低压侧、配电变压器计量、用户计量、接户线、用电 信息采集 7 个要点。

1.7.3

应用参考标准

DL/T 5118—2010 农村电力网规划设计导则

Q/GDW 156—2006 城市电力网规划设计导则 Q/GDW 462—2010 农网建设和改造技术导则 国家电网农技〔2007〕35 号 国家电网农〔2010〕1591 号 新农村电气化村典型供电模式(试行) 小城镇典型供电模式

国家电网农〔2003〕35 号 国家电网公司系统县城电网建设与改造技术导 则 国家电网办〔2006〕266 号 的指导意见 国家电网农〔2007〕326 号 国家电网农〔2007〕326 号 新农村电气化标准体系 新农村电气化建设实施纲要 国家电网公司“十二五”配电网规划(技 国家电网公司服务社会主义新农村建设工作

国家电网发展〔2010〕492 号 术原则)指导意见

国家电网公司 输变电工程通用设计(10kV 及以下配电相关分册)

1.7.4

应用原则

注重工程建设实效,坚持因地制宜的原则,防止盲目追求高标准。

1.7.5

建议

(1) 做好运行和效益分析数据的收集工作,不断进行典型供电模式的修订 和完善。 (2) 加强对低压网络和配电装置的研究应用。

1.8 农网规划技术支持平台

1.8.1

技术研究水平

“农网规划技术支持平台”针对我国农网规划需要,以配电网规划理论、方 法为基础,集成农网规划数据库、农网规划技术规程/规范、农网优化规划以及 农网规划管理等各项应用,实现农网规划的计算机辅助规划,可有效提高农网

规划水平及规划效率。 在利用计算机辅助规划研究方面,虽已开发了一些辅助规划软件,如天津 大学的配电网规划辅助决策系统等,但是尚没有方便农网规划的统一的实用规 划平台。

1.8.2

技术内容

农网规划技术支持平台以农网优化规划技术等理论研究为基础,依托数学 优化规划方法,利用数据库管理功能管理规划所需的数据,并利用计算机开发 软件开发实现。农网规划技术支持平台主要包括以下几个方面的功能: (1) 农网规划数据分析与管理。如配电网基本信息的录入及分析,供电电 源容载比分析,及现有电源容量是否能够满足该地区未来负荷的要求,分析出 是否需新建电源点的电源规划方案。 (2) 农网电量及负荷的预测。如全区电量总量预测和电力最大负荷预测, 分区电量总量预测和电力最大负荷预测,各变电站、线路负荷预测等各种负荷 预测。 (3) 农网结构优化、电压等级配置优化的选择。 (4) 配电网各电压等级变电站的选址定容,中压线路路径优化和导线截面 积选择。 (5) 规划方案形成。形成计及可靠性的多电压等级农网的优化规划方案, 如各电压等级电网短期(5 年)规划方案、中长期(10 年)规划方案等。在农 网规划模型中计及可靠性,具体实现方法是:在农网规划的费用模型中,以双 电源供电为约束,并计及双电源供电的费用。 (6) 综合评估。对所得的规划方案,利用综合评价支持平台进行评估。农 网综合评价支持平台的核心功能是综合评价。农网综合评价包括三部分,分别 为农网现状评价、农网规划评价和农网项目建设后评价。农网规划评价包括专 项评价及综合评价两部分,专项评价有供电能力评价、可靠性评价、财务评价 及灵敏度分析;综合评价有技术性评价、电网安全性评价、规划的深度及广度 评价、财务评价和国民经济评价。

(7) 基本计算和管理功能, 包括潮流计算功能、 规划项目概算及项目管理。 (8) 其他高级应用功能,如分布式电源、微网及电动汽车等的接入策略、 可靠性计算与分析等。

1.8.3

应用参考标准

DL/T 5118—2000 农村电力网规划设计导则 Q/GDW 156—2006 城市电力网规划设计导则 国家电网发展〔2010〕492 号 术原则)指导意见 国家电网农〔2007〕326 号 国家电网农技〔2007〕35 号 新农村电气化标准体系 新农村电气化典型供电模式(试行) 国家电网公司“十二五” 配电网规划(技

1.8.4

应用原则

(1) 采用的农网规划数据应当符合当地实际情况。 (2) 应用中应加强规划人员与平台的互动。

1.8.5

建议

(1) 加强农网规划数据的收集与分析。 (2) 加强农网规划管理。

2

农网装备

2.1 紧凑型智能箱式变电站

2.1.1

技术研究水平

随着主元件设备智能化技术的进步,110kV、35kV、10kV 组合式智能箱式 变电站技术在国内外开始得到应用和推广。 我国自 1985 年第一台组合式变电站 投入应用以来,产品综合技术已有了突飞猛进的发展,其中,10kV 箱式变电站 以功能单元组合为主,操作功能达到了相当高的水平,在智能方面有必要做进 一步研究。 35kV 箱式变电站由于核心元件选择性小, 其技术发展仍有很大潜力。 数字式互感器、光纤传感器、智能化开关发展应用,设备状态检测、智能 评估及预警技术的成熟为 110kV 智能变电站的推广提供了技术支持。 110kV、35kV、10kV 组合式箱式变电站的方案设计、智能高低压开关技术、 变压器技术、电缆绝缘技术、壳体成型和加工技术已经成熟,并得到广泛应用。 数字式互感器、智能断路器、智能变压器自我诊断、检测、监视等技术正逐渐 被推广。

2.1.2

技术内容

110kV、35kV 组合式智能箱式变电站的核心技术创新,主要体现在对供电 方案的优化设计和智能元器件的应用与数据处理上,其供电可靠性、结构合理 性、安装操作灵活性等方面还需完善。 110kV、35kV 智能变电站的应用技术体现在: (1) 一次设备智能化。实现变电站一次设备智能化,即状态监测、检测、 诊断、智能预警、状态检修及资产评估。 (2) 智能应用。通过对实时数据高速采集、存储及智能分析决策,提高变 电站智能应用水平。 (3) 协调控制技术。支持电能质量控制、变压器经济运行及电压/无功广 域协调控制。 在防尘与通风、隔热与凝露、满载运行、智能操作与环保运行等方面开展

技术研究是箱式变电站在电力系统中可靠应用的主要研究方向。 组合式智能箱式变电站的主要技术特点如下: (1) 外壳防护。注重新材料的应用,体现环境友好的特点,采用新型隔热 阻燃材料壳体,壳体设计寿命为 20 年,实现产品免维护,突出与环境的协调适 应能力。 (2) 箱体结构。壳体具有抗辐射、通风、防尘功能,以自然排风为主,避 免内部凝露产生,为内部电气部件提供安全可靠的绝缘裕度,便于内部电器安 装与起吊。鉴于金属外壳存在油漆层容易剥落导致外壳锈蚀及易产生内部凝露 等问题,也可采用环保型水泥纤维外壳结构。内部留有适当操作、检修空间, 方便操作和检修人员工作。 (3) 变电站采用组合式结构,整站为标准模块单元组合拼接而成。单个标 准模块为整体式框架,标准模块内部元件为组装式。 (4) 高压单元。采用组合箱式机构,智能化开关设备,绝缘性能好,维护 工作量小,安全可靠。 (5) 变压器单元。采用低损耗全封闭变压器,高压侧连接采用全绝缘电缆 分线头;或根据使用场所采用干式变压器结构,该结构具有阻燃、防爆、低污 染、防火等级高的特点。 (6) 低压单元。低压开关可根据用户要求选择进口或国产断路器,按用户 要求提供无功补偿计量单元,兼容多种方案。低压布置可实现面板安装或模块 组合方案,排布简洁,安装检修方便。 (7) 智能调理单元。采用能进行数据处理的智能调理装置,将接收的元器 件或者传感器的采集数据,进行处理后由通信接口上传至服务器或者后台。 (8) 变电站符合 IEC 61850 标准。

2.1.3

应用参考标准

GB 4208—2008 外壳防护等级(IP 代码) GB/T 11022—1999 GB 14048.1—2006 高压开关设备和控制设备标准的共同技术要求 低压成套开关设备和控制设备 第 1 部分:总则

GB 15166.2—2008 GB/T 17467—2010

高压交流熔断器

第 2 部分:限流熔断器

高压/低压预装式变电站

Q/GDW 393—2009 110(66)kV~220kV 智能变电站设计规范

2.1.4

应用原则

110kV、35kV、10kV 组合式智能箱式变电站是集高压开关技术、变压器技 术、低压开关技术、补偿技术、计量技术、智能测控、智能控制技术和结构设 计于一体的综合技术,需要从技术可行性、价值工程以及安全与环保上综合考 虑。 (1) 根据实际使用地点负荷性质、用电容量、地区特点符合“小容量、密 布点、短半径”的建设原则进行设计。 (2) 组合设备采用免维护设备。 (3) 坚持安全可靠、技术先进、经济实用、因地制宜。

2.1.5

建议

(1) 要根据当地电网构架特点、经济水平、地区发展规模、使用场所等进 行方案的优化设计和设备的选型。 (2) 加强组合式智能箱式变电站相关运行和检修规程的编制,规范组合式 箱式变电站的运行与管理工作。

2.2 智能配电台区

2.2.1

技术研究水平

目前农网配电台区的安装设计简单、设备配置功能单一、形式多样,并且 大部分只实现了配电和计量的简单功能,这种状况已不能适应农网智能化建设 的需要。配电台区作为电网的基础单元,改造建设农网智能配电台区,实现台 区信息模型的标准化、台区的智能化综合管理和台区的规范化建设,实现配电 台区主要设备状态监测与保护、计量管理、用户用电信息管理、负荷管理、电

能质量管理、线损管理、经济运行管理等功能,以满足客户对供电能力、供电 质量和供电服务的新要求,提高供电质量和可靠性,提升农网运行控制的自动 化和信息化水平。 该技术处于国内先进水平,已在天津静海、浙江鄞州、陕西蒲城、河北任 丘、安徽肥西、福建晋江、辽宁沈北、山东蓬莱和高密等农网智能化试点项目 中成功应用,可广泛应用于农网智能化建设中。

2.2.2

技术内容

智能配电台区是指从配电变压器到用户的供电区域,应用智能配变终端、 智能电能表等设备和双向通信等技术手段,实现供用电的综合监控、管理和双 向互动功能。 智能低压配电箱(柜)采用间隔单元的标准化、规范化设计,各间隔单元 按照功能模块进行划分,纵横分区布置,相互独立,实现“即插即用”。 在智能低压配电箱(柜)中配备智能配变监控终端,完成对配电变压器运 行信息采集、分析与管理和用户用电信息的收集。 在居民用户侧安装智能电能表和居民用电信息采集终端(根据通信方式选 配) ,进行用户用电信息采集。 智能配电台区能够在台区所辖范围内,通过信息化、自动化、互动化的技 术手段,使配电及用电等环节进行智能交互,为用户提供可靠的电力供应;进 而提升农网的管理、运行和输送效率,提高供电质量和供电安全,降低电能损 耗。

2.2.3

应用参考标准

DL/T 499—2001 农村低压电力技术规程 Q/GDW 126 农村电网自动化及通信系统技术导则 Q/GDW 354 智能电能表功能规范 Q/GDW 374.2 范 电力用户用电信息采集系统技术规范:集中抄表终端技术规

Q/GDW 462 农网建设与改造技术导则 Q/GDW 614 农网智能型低压配电箱功能规范和技术条件 Q/GDW 615 农网智能配电终端功能规范和技术条件

2.2.4

应用原则

智能配电台区可广泛应用于国家电网公司供电区域内配电台区的建设和改 造。

2.2.5

建议

(1) 应结合当地经济发展基础和负荷状况,选择符合实际需求的智能配电 台区功能配置和建设模式。 (2) 合理选择数据通信方式,保证数据传输的可靠性、经济性。

2.3 组合电器

2.3.1

技术研究水平

组合电器是将断路器、隔离开关、接地开关、母线、电流互感器、电压互 感器、高压熔断器及避雷器等设备(或其中的一部分)按照变电站电气主接线 的要求组合在一起承担电能传递和切换任务的整体成套装置。组合电器按照型 式不同可分为敞开式组合电器和气体绝缘金属封闭式组合电器。 在 66kV 及以上电力系统中, 组合电器基本上全部为气体绝缘金属封闭开关 设备,即 GIS。气体绝缘金属封闭式组合电器因具有体积小、可靠性高、免维 护等优点而得到迅速发展。GIS 制造技术仍在不断进步和发展,30 多年来,各 GIS 生产厂家围绕着提高经济性和可靠性这两个主要目标,在元件结构、组合 形式、制造工艺以及使用和维护方面进行了大量研究开发。随着大容量单压式 SF6 断路器的研制成功和氧化锌避雷器的应用,GIS 的技术性能与参数已超过常 规开关设备,并且使结构大大简化,可靠性大大提高,为 GIS 进一步小型化创 造了十分有利的条件。

在 35kV 及以下电力系统中,常用的有敞开式组合电器(开关柜)和气体绝 缘金属封闭式组合电器(充气式开关柜) 。前者以空气为绝缘介质,将几种常规 的高压电器按照系统主接线的要求组成一个整体,合理放置在一定空间的金属 柜体中,各电器元件仍保持原有产品的技术性能和结构特点。后者是以 SF6 或 N2 或两种气体的混合体为绝缘介质,将各组成电器元件的高压带电部位密封于 充有绝缘介质的接地金属筒体或焊接箱体内,在结构型式和内部绝缘介质方面 与常规电器相比有重大变革,采用模块化结构并将各设备相互连接组合成一个 整体。其外部箱体为可触摸的全绝缘结构,安全系数高;其绝缘特性可不受外 界环境污秽和湿度等因素的影响,维护成本低。

2.3.2

技术内容

在 66kV 及以上电力系统中,GIS 是将母线、断路器、隔离开关、接地开关、 电压互感器、电流互感器、避雷器等全部封闭在充有 SF6 气体的接地金属密闭 容器内的成套装置。 在 35kV 及以下电力系统中,GIS 则是将母线、断路器、隔离开关、接地开 关封闭在充有 SF6 气体的接地金属密闭容器内。电压互感器为环氧浇注不锈钢 金属外壳接地,通过插拔式外绝缘电缆终端与密闭气室内部的断路器或母线相 连;避雷器为全绝缘无间隙氧化锌避雷器,同样通过插拔式外绝缘电缆终端与 密闭气室内部的断路器或母线相连;进出线电缆也通过插拔式外绝缘电缆终端 与密闭气室内部的断路器等高压元件相连;而穿心式电流互感器则穿在密闭的 断路器筒体或母线筒体外面,或者穿在进出线电缆外面进行工作。 与常规开关设备相比,GIS 的优点是:安全系数高,受环境影响小,维护 成本低,可以大幅度缩小占地面积。例如,220kV 电压等级的 GIS 占地面积仅 为相同规模常规变电所占地面积的 15%左右;设备带电部分全部封闭在金属外 壳内,可避免高电压对环境的污染;可防止人员触电伤亡;设备检修周期长, 一般可在 10~20 年内不必解体大修; 设备绝缘性能不受周围大气条件影响, 抗 震性强,可靠性高。 GIS 按内部结构不同分为三相共箱型及分箱型。三相共箱型是将三相高压

开关安装在同一箱体内,通过绝缘气体将其三相绝缘开,用绝缘子或支架等将 其与金属外壳隔开。这种结构可节约金属外壳材料,并可节省占地。此外,当 三相电流同时流过母线时,磁力线在外壳中相互抵消,可减少涡流损失。分箱 型是将各相电器元件单独安装在各自独立的金属箱体内,其结构简单,相间绝 缘性能更高,使用更加安全可靠。 GIS 新技术的主要特点有: (1) 小型化。采用自能灭弧室和弹簧操动机构;采用断路器、隔离开关和 接地开关组合元件;用电子式互感器或光电式互感器代替传统电磁式互感器。 (2) 复合化。将一些元件放到大气中以降低造价,并减少 SF6 气体用量, 与新型监测和计算机技术相结合,演变成新一代智能开关设备,如平高集团有 限公司的 ZFN13 系列、西门子公司的 8DA 系列。近年来出现了将 GIS 的母线移 到金属封闭容器外形成的 HGIS,它不仅保留了 GIS 的大部分优点,同时设备的 造价有很大降低。 (3) 环保化。断路器采用真空灭弧室,SF6 只起到绝缘作用,以减少 SF6 气 体用量,或采用更为环保的 N2 作为绝缘介质。 (4) 设计模块化。断路器、三位置开关、二次控制箱、插拔式端口和支撑 架采用模块化设计,可以根据一次主接线图的要求进行自由配置调换,检修更 换方便,能满足各种用户的需求,如平高集团有限公司的 ZFN13 系列。

2.3.3

应用参考标准

GB/T 11022—1999

高压开关设备和控制设备标准的共同技术要求

DL/T 593—1996 高压开关设备的共用订货技术导则 DL/T 596—1996 电力设备预防性试验规程 DL/T 617—2000 气体绝缘金属封闭开关设备技术条件

2.3.4

应用原则

组合电器的选用应注重实效,明确投入产出比,根据不同地区的经济发展 水平、气候特点及建筑布局等进行可行性论证,同时依据区域用电负荷情况,

确定各电气设备的技术要求。

2.3.5

建议

(1) 加强组合电器开关状态可视化监测和故障诊断技术的研究与应用。 (2) 加强环保气体作为绝缘介质的研究与应用。 (3) 推广断路器使用真空性断路器,更环保、更安全。

2.4 永磁操动机构智能开关

2.4.1

技术研究水平

断路器操动机构采用永磁机构,同弹簧机构相比具有结构简单、运动部件 少、动作可靠、使用寿命长的特点。永磁机构采用双稳态结构,分闸或者合闸 时的电磁磁力线与永磁磁力线方向相同,不会退磁,可永久使用。永磁机构启 动电流小于等于 5A, 充电电流小于等于 50mA; 永磁机构保持力为 1350~1500N; 机械寿命为 50 万次。 该产品自从投入市场,经过几年的运行,产品性能不断完善,功能不断增 加。目前该产品技术处于国内领先水平。 由于永磁机构断路器自身拥有的优点是传统的弹簧机构断路器无法比拟 的,且保护功能相对完善,因此产品的销售量在逐年攀升。

2.4.2

技术内容

(1) 技术原理。永磁机构工作原理:当接到合闸命令时,控制器接通合闸 回路,已储能的合闸电容给合闸线圈供电,带动铁心运动,铁心驱动连杆至断 路器合闸,合闸到位后,靠永磁吸力保持在合闸位置。 当接到分闸命令时,控制器接通分闸回路,已储能的分闸电容给分闸线圈 供电,带动铁心运动,铁心驱动连杆至断路器分闸,分闸到位后,靠永磁吸力 保持在分闸位置。 无论铁心处于分闸位置还是合闸位置时, 由永磁铁建立的磁场在铁轭中耦合,

磁场力被集中在铁轭和铁心之间,产生保持机构分/合闸位置的锁扣力。 (2) 主要功能。具有压合闸、失压分闸、自动重合闸、蓝牙近距离遥控、 远程无线“四遥” (遥控、遥测、遥信、遥调) 、零序电流保护、接地电压保护、 定值连续可调的过电流、速断电流保护等功能。 (3) 技术特点。断路器操动机构采用永磁机构,同弹簧机构相比具有结构 简单、运动部件少、动作可靠、使用寿命长的特点。 (4) 主要技术性能与指标,见表 21。 表 21 主要技术性能与指标 序号 1 2 3 项 目 名 额定电流 主回路电阻测量 外壳防护等级 相间、相对地 工频电压 4 绝缘 试验 雷电冲击 电压 5 6 7 8 断口 相间、相对地 断口 48 75 85 4 20 50 20 9±1 3±1 300±1 ≤60 0.9~1.3 0.6~1.0 ≤3 10 000 kV kV kV s kA kA kA mm mm mm ms m/s m/s ms 次 称 参 数 单 A ?? 位

630 ≤200 IP44 42

kV

额定短时耐受电流持续时间 额定短时耐受电流 额定峰值耐受电流 额定短路开断电流 触头开距 触头超行程 相间中心距

9

机械特性

分合闸时间 分闸速度 合闸速度 合闸弹跳时间

10

机械寿命

2.4.3

应用参考标准

GB 1984—2003 高压交流断路器 GB 3906—2006 3.6kV~40.5kV 交流金属封闭开关设备和控制设备 GB/T 11022—1999 高压开关设备和控制设备标准的共用的技术要求

2.4.4

应用原则

永磁操动机构智能开关可作为 10kV 架空线路的分支或用户分界开关应用。

2.4.5

建议

目前与永磁操动机构智能开关配合使用分体式隔离开关,永磁操动机构智 能开关加装一体式隔离开关具有一定的市场需求。永磁操动机构智能开关控制 器所配置的蓝牙读书器不用时应把电池取出。

2.5 小型分布式发电接入智能控制终端

2.5.1

技术研究水平

分布式能源具有能源利用效率高、节能减排效益明显等优点,同时还有助 于促进清洁能源的开发利用,提高配电系统的供电可靠性,以及解决边远地区 供电困难问题。近些年,国内外对分布式能源技术进行了广泛研究,在某些技 术上已经取得突破性进展。 欧美在分布式能源技术的研究和利用方面起步较早,目前已经积累了大量 的实践经验,形成了相关的设备及装置,而且相关规定和规范已经逐步完善, 并形成了一系列应用标准。 近几年,在诸多政策措施的激励下,分布式能源的大规模使用在我国得到 迅速发展。但由于我国相关应用研究起步较晚,与发达国家还存在一定差距。

2.5.2

技术内容

合理规划的分布式发电对提高电网供电可靠性、降低电网损耗会起到积极 的作用。但是风和太阳能资源具有间歇性和不完全可控性等特点,而且风力发 电、光伏发电等清洁能源发电大都通过电力电子装置接入电网,会对电网电能 质量、安全稳定等造成一定的负面影响;分布式发电接入电网后还会影响原有 保护。为了充分发挥分布式发电对电网的积极作用,减小分布式发电对电网的 负面影响,必须根据分布式发电的特点制定分布式发电的运行控制策略,通过 分布式发电智能终端对其进行运行管理,配合电网原有保护,并能响应电网的 调度指令,在充分利用清洁能源发电的情况下实现分布式发电对电网友好。 (1) 主要功能。 1)实现对分布式发电的运行管理。 2)响应主网的控制调度,扩大分布式发电对主网的正面影响,减少其负面 影响。 3)实现对分布式发电的继电保护功能。 4)有效治理分布式发电带来的电能质量问题。 (2) 技术指标。 1)应用的分布式发电容量大于 100kW。 2)接入电压等级为 400V 或 10kV。 3)在电能质量方面满足国家标准要求。 4)能有效响应上级调度指令。 5)频率响应和电压响应满足主网要求。

2.5.3

应用参考标准

GB/T 19939—2005 GB/Z 19964—2005

光伏系统并网技术要求 光伏发电站接入电力系统技术规定

DL/T 550—2005 地区电网调度自动化功能规范 Q/GDW 392—2009 风电场接入电网技术规定 Q/GDW 480—2010 分布式电源接入电网技术规定 Q/GDW 513—2010 配电自动化主站系统功能规范

Q/GDW 564—2010 储能系统接入配电网技术规定

2.5.4

应用原则

分布式发电智能终端适合安装在接入电网的分布式发电并网点。

2.5.5

建议

分布式发电智能终端技术今后的重点研究工作一是解决分布式发电的继电 保护问题,使其与电网保护配合,不影响电网原有保护;二是使分布式发电能 够接受电网的调度与管理。

3

农网电能质量与综合节能

3.1 节能型配电变压器

3.1.1

技术研究水平

农网配电变压器是配电系统中的重要设备之一,其运行可靠性、产品技术 性能与经济指标都会直接影响电网的节能效果和供电安全。配电变压器历经 SJ、S、SL、S7、S9 等产品系列发展,损耗不断降低。随着经济的发展和科技 的不断进步,以及新材料、新结构、新工艺的普及应用,新型优质和各种结构 形式的节能配电变压器相继开发成功,主要包括 S11 及以上型号配电变压器、 非晶合金铁心变压器、调容变压器,为了提高配电变压器的调压能力,还出现 了有载调压配电变压器。 S11 及以上型号配电变压器、非晶合金变压器、调容变压器等降损节能产 品代表了我国目前配电变压器的发展水平和发展方向,产品设计、制造工艺已 相对成熟。 在国家农网一、 二期改造期间, S9 型配电变压器替换了大批高能耗配电 以 变压器,目前 S11 型配电变压器逐渐成为农网中运行的主流产品,非晶合金变 压器、S13 型配电变压器和有载调容变压器也均有不同程度的应用。其中非晶 合金变压器在江苏、上海等地区应用较多,有载调容变压器在山东、宁夏、浙 江等农网科技项目试点中也得到一定应用。

3.1.2

技术内容

(1) S11 型卷铁心配电变压器。S11 型卷铁心配电变压器铁心无接缝,连 续卷制而成,不需要横向加紧,使铁心的电磁性能得到充分发挥。铁心的横截 面接近圆形,截面占空系数接近 100%,比阶梯形铁心的周长减少 4%~6%,节省 铜材 3%~4%,提高了变压器整体性能。 (2) 非晶合金铁心配电变压器。非晶合金铁心配电变压器铁心材料为非晶 态合金,主要以铁、钴、硅、硼、碳等元素以一定配比合成。金属材料经高温 熔化成液体后,用特殊的工艺,以每秒高达一百万度的冷却速率,将液体一次

性从喷嘴喷出,然后迅速进行冷却,原子来不及进行排列就被凝固冻结,其排 列方式是无序的,形成非晶合金。用来制造非晶变压器的铁基非晶合金是一种 厚度极薄(约 0.03mm)的非晶导磁材料,其磁滞损耗和涡流损耗都明显低于晶 粒取向硅钢片,非晶变压器空载损耗仅为 S9 型变压器的 1/4 左右,节能效果 显著。 (3) 有载调容配电变压器。有载调容配电变压器可以根据实际负荷大小, 通过有载调容开关自动实现高压绕组星角变换和低压串并联变换,调整变压器 运行容量方式,在季节性或周期性负荷变化明显区域应用,可有效降低变压器 空载损耗。 (4) S13 型配电变压器。S13 型配电变压器采用 Hi-B 高导磁取向电工硅钢 片,并进行结构优化设计,使磁路中无空气隙,卷绕紧密,硅钢带的高导磁方 向与磁路方向完全一致, 三个芯柱呈等边三角形立体排列, 三个磁路长度一致, 芯柱损耗小,且三相一致。该类型变压器具有节省材料、损耗低、噪声小等优 点。 (5) 有载调压配电变压器。有载调压配电变压器与同类型常规无载调压变 压器相比,主要是采用有载调压分接开关,可在不停电的情况下根据电网电压 波动情况自动调整变压器高低压绕组变比,保证变压器二次侧电压在合格范围 内。

3.1.3

应用参考标准

GB/T 6451—2008 油浸式电力变压器技术参数和要求 GB/T 17468—2008 GB/T 22072—2008 GB/T 25438—2010 电力变压器选用导则 干式非晶合金铁心配电变压器技术参数和要求 三相油浸式立体卷铁心配电变压器技术参数和要求

GB/T 25446—2010 油浸式非晶合金铁心配电变压器技术参数和要求 DL/T 985—2005 配电变压器能效及经济技术评价导则 JB/T 3837—2010 变压器类产品型号编制方法

3.1.4

应用原则

应结合负载率和负荷性质合理选用节能型变压器。 (1) 调容变压器在年均负载率小于 25%且负荷具有季节性或周期性变化特 征的区域应用,节能效果显著。 (2) 非晶合金铁心变压器在年均负载率偏低(小于 30%)区域应用节能效 果较显著;因噪声偏大,安装位置应与居民用户保持一定距离。 (3) S13 型变压器损耗低、噪声小,较适用于居民区等对噪声有严格要求 的配电台区。 (4) 有载调压变压器较适用于电压波动幅度较大、需频繁进行分接头调整 的配电台区。

3.1.5

建议

目前国内市场上各类节能型变压器的性能差异较大,良莠不齐,应加强产 品质量监控,对所推广应用的节能配电变压器产品进行节能效果及整机性能检 测。供电企业应加强对新投运变压器的验收管理,确保变压器产品质量符合要 求;应加强节能型变压器运行管理力度,使节能型变压器产品充分发挥其节能 优势。

3.2 无功优化补偿技术

3.2.1

技术研究水平

近年来,针对传统农网无功优化补偿技术应用现状,部分高校、科研院所 和供电企业对农网无功补偿优化技术进行了研究,研究方向主要包括两方面: 一方面是优化补偿算法、模式的理论研究及依据理论研究成果开展软件系统的 实用开发;另一方面是补偿装置改进及测控技术研究。其中,对优化补偿算法、 模式的研究已经取得较大成果,提出了适合农网多节点特点的优化补偿改进算 法和适合农网的优化补偿模式。从各电压等级、各区域电网间协调优化的角度 进行县域电网全网无功优化及基于全网无功优化补偿规划的优化软件系统的研 究开发是目前研究的重点方向。当前农网存在的谐波、三相不平衡、无功负荷

变化日趋剧烈频繁等问题对无功补偿设备补偿精度、测控技术及投切频率提出 了更高的要求。

3.2.2

技术内容

农网无功优化补偿技术采用配电网全网(包括高压、中压、低压配电网) 无功优化思想,通过分层、分区的技术处理方法来实现。在进行各电压等级电 网无功优化时,充分考虑其他相关联电压等级电网无功优化结果,在其他电压 等级电网优化补偿的基础上,以各节点电压、关口功率因数合格为约束条件, 进行本电压等级电网的无功优化补偿。按照全网无功优化结果,参照无功补偿 相关规程,结合农网无功补偿实际状况,确定出各电压等级的无功优化补偿控 制策略和补偿方案。 根据各电压等级的无功优化补偿控制策略和补偿方案,针对不同负荷特点 可以选择不同的无功补偿技术和设备,从而实现不同类型的无功补偿模式。例 如:对于高压配电网可以在变电站内选择动态无功补偿、分组自动无功补偿、 电容器固定补偿、 无功补偿+滤波等模式; 对于中低压配电网可以选择配电变压 器低压侧无功补偿、 中压线路补偿、 配电变压器低压侧集中补偿+中压线路补偿、 低压线路补偿、 无功补偿+滤波等模式; 对于低压用户可以选择电动机就地补偿、 动力配电室集中补偿等模式。 基于广义无功功率理论的谐波及无功电流检测的基本原理是检测出基波有 功电流,从负载电流中减去基波有功电流得到广义无功电流。将基于广义无功 电流的检测技术应用到无功补偿设备能较好地解决农网存在的谐波和三相不平 衡问题,从而解决由于谐波存在而导致无功补偿设备不能正常投入、降低无功 补偿设备使用寿命的难题。 MCR 型动态无功补偿装置的核心是 MCR 磁控电抗器,通过控制可控硅的导 通角改变铁心的饱和程度,实现电抗容量的平滑调节,具有调节精度高、不受 开关动作次数限制、无谐波污染等优势。 压控调容式智能无功补偿装置根据补偿容量与电容器运行电压的平方成正 比的原理,通过调节电容器两端的工作电压,改变电容器的利用系数,调节电

容器发出的无功总量,实现调节无功补偿容量的目的。由于不采用投切方式, 故电容器投切中无投切引起的充放电问题,且不存在涌流及过电压等问题,从 而减少了对电网和电容器的冲击,延长了电容器的使用寿命。 电压无功三级联调技术将传统 AVC 控制范围从变电站层延伸至中低压网 络, 主要涉及对有载调压主变压器、 站内无功补偿设备、 10kV 线路调压器、 10kV 无功设备、 有载调压配电变压器和配电变压器低压无功补偿等设备同层的多项、 不同层的多级协调控制。 在保证无功分层分区就地平衡的基础上, 电压越限时, 启动电压修正计算程序, 并考虑负荷波动变化的情况, 以恢复电压合格为目标, 生成控制命令;电压无功不越限时,启动电压无功优化计算程序,以电压合格 为约束条件,以有功损耗最小为目标,生成控制命令。

3.2.3

应用参考标准

GB/T 12325—2008 GB/T 15576—2008

电能质量

供电电压偏差

低压成套无功功率补偿装置

GB 50227—2008 并联电容器装置设计规范 SD 325—1989 电力系统电压和无功电力技术导则 Q/GDW 127—2005 国家电网公司农村电网电压质量和无功电力管理办法 Q/GDW 435—2010 农村电网无功优化补偿技术导则 国家电网生〔2004〕435 号 则 国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原

3.2.4

应用原则

全网无功优化补偿技术应用的前提是供电企业至少达到调度自动化及营销 信息化水平,在使用该技术时应按照 Q/GDW 435—2010《农村电网无功优化补 偿技术导则》中的要求,根据不同的网架结构、负荷特点,选择合适的无功补 偿模式。 MCR 型及压控调容式无功补偿装置尽可能用于枢纽变电站、相对重要变电 站及无功负荷波动大且频繁的变电站。

电压无功三级联调技术应用单位应具备调度自动化系统,且电压监测点的 检测数据可实时上传。在无功问题严重的电网,应尽可能实现无功设备的监测 及控制。

3.2.5

建议

(1) 建立完善的无功管理体系,落实电压无功管理的归属部门和责任人。 (2) 三级协调控制系统的建设应纳入智能电网建设范畴。 (3) 采购配网设备时应明确提出数据采集上传和远程控制的技术要求,为 建设电压无功监控统一平台奠定基础。

3.3 3.3 变压器经济运行技术

3.3.1

技术研究水平

变压器经济运行技术就是在确保安全可靠运行及满足供电量需求的基础 上,通过对变压器进行合理配置,对变压器运行方式进行优化选择,对变压器 负载实施经济调整,从而最大限度地降低变压器的电能损耗的应用技术。 20 世纪 80 年代,我国在变压器经济运行领域的研究取得了突破,推导出 几百个用于不同运行条件下的专用计算公式,逐步形成了一套较为完整的变压 器经济运行技术,研究成果居世界领先地位。90 年代初,变压器经济运行技术 被列为全国重点推广的新技术,GB/T 13462—1992《工矿企业电力变压器经济 运行导则》的颁布实施,更加有力地推动了这项技术在一些供电和用电企业中 的应用。变压器经济运行技术在推广应用过程中,一方面使应用这一技术的企 业自身电网实现了节电降耗,提高了电网运行效率;另一方面应用企业结合本 单位的实际,不断提出新建议、新课题、新要求,促进变压器经济运行技术研 究不断深入,从而使变压器经济运行技术发展成为电网经济运行技术。

3.3.2

技术内容

变压器经济运行技术的核心是通过对不同条件下变压器功率损耗的计算、

对比、分析、判断,优选出最佳方案,一切结论和观点都是以定量计算的结果 为依据。 变压器技术参数是分析变压器经济运行的基础数据,主要有额定容量、短 路电压、短路损耗、空载电流、空载损耗,由此通过相关公式可以计算出变压 器的有功损耗、无功损耗和综合损耗。变压器技术特性优劣判断是变压器经济 运行的重要依据。 运用变压器经济运行知识,确定变压器的经济运行区间,优化配置变压器 容量;针对有两台以上并列运行变压器的变电站,特别是有备用变压器或负载 波动较大的变电站,首先根据变压器技术参数计算出主变压器经济运行时投切 的负载临界点,再根据负载临界点确定投切主变压器的最佳时机,使主变压器 达到经济运行的目的。在变压器运行方式已经固定情况下,通过调整负载,使 变压器在经济运行区运行,并使各变压器间负载分配更合理化。

3.3.3

主要功能

(1) 变压器经济运行临界点计算。通过计算求出变压器的经济运行负载, 并据此确定变电站内变压器的经济运行区,根据负载的变化及时投切变压器, 使变损最小,达到经济运行的目的。 (2) 变压器经济运行域分析。采用基于负载系数的经济运行域分析法和基 于 P-cos ? 平面的经济运行域分析法, 对变压器的经济运行方式进行分析, 找 出变压器运行合理、不合理的原因,从损耗的电能中去挖掘节电潜力。 (3) 变压器经济运行曲线绘制。根据负荷实际情况,绘制变压器每日运行 曲线。 (4) 变压器运行状态分析。根据实际运行信息分析变压器的运行状态,给 出优化操作建议。 (5) 变压器无功补偿效益分析。给出变压器无功补偿的经济效益。 (6) 变压器分接头优化选择。结合无功优化给出变压器运行分接头调整方 案。 (7) 变压器经济运行方式。选择性能参数较好的变压器和最佳组合参数的

变压器的运行方式运行。

3.3.4

应用参考标准

GB/T 13462—1992

工矿企业电力变压器经济运行导则

GB 20052—2006 三相配电变压器能效限定值及节能评价值 DL/T 985—2005 配电变压器能效及经济技术评价导则

3.3.5

建议

(1) 选用更新的变压器相关标准要求,变压器技术性能参数应符合 GB 20052—2006《三相配电变压器能效限定值及节能评价值》要求。 (2) 合理选择变压器组合的容量和台数,优化选择变压器综合功率损耗最 低的经济运行方式。 (3) 合理调整变压器负载,在综合功率损耗最低的经济运行区间运行。 (4) 进一步深入研究农网变压器经济运行技术和节能配电变压器选型及 适用范围,制定配套标准。

3.4 电能质量监测与治理技术

3.4.1

技术研究水平

电能质量是供电企业优质供电最基本、最重要的目标之一。目前关于电能 质量的技术研究工作主要集中在监测及治理系统开发和治理装置研制两方面。 电能质量监测及治理系统主要借助监测仪器,采用在线监测、通用普测、专项 监测等模式,对供电范围内重要客户、特殊负载或用户、重点污染源(谐波源) 等的运行数据采集后进行在线或离线分析,帮助供电企业摸清其用电单位的电 能质量状况,评估谐波情况,进行谐波源定位,并给出参考治理措施及综合解 决方案。 治理装置研制主要包括动态电压调节器 (DVR) 有源电力滤波器 、 (APF) 、 逆调压设备,如宽幅有载自耦调压变压器等,而这些设备间的配合应用甚至糅 合也是当前研究的热点内容,如动态电压调节器与有源电力滤波器的配合使用

等。通过这些措施最终达到降低损耗、抑制干扰、提高供电质量和电网稳定性 的目标。

3.4.2

技术内容

电能质量监测及治理技术通过实时采集、数据导入、人工录入等多种方式 将监测数据输入主站系统,由主站系统进行多维、深入分析,确定电能质量主 要存在的问题及问题的严重性,针对各类问题形成治理的辅助决策建议。根据 不同的治理目标,可以选择不同的监测模式。对于重要客户、特殊负载,可以 采用在线监测模式; 对于需掌握供电电能质量指标而又不需要连续监测的对象, 可以采用通用普测模式;对于查找电网电能质量污染源、了解非线性设备接入 电网后果等,可以采用专项监测模式。 动态电压恢复器相当于一个串联在配电系统中动态受控的电压源,采用适 当的控制方法使该电压源输出抵消电力系统扰动对负荷电压造成的如电压跌 落、电压不平衡及谐波等不良影响,可以综合地治理配电系统中的动态电压质 量问题,有效解决谐波、波动、三相不平衡、跌落、浪涌和稳态电压质量等问 题,是一个多目标的电压质量综合治理装置,可用于敏感负荷。 宽幅有载调压变压器是一种在带负载情况下能切换分接开关,从而达到调 压目的的变压器。其最大的优点是在不断电的情况下,通过有载分接开关对其 进行调压,保证变压器的正常运行。它主要由宽幅有载调压配电变压器与分接 开关控制器组成,适用于对使用要求较高或者电压波动次数较多的场合,主要 解决因一次电网电压变化而导致的二次电压不稳、台区由于季节性负荷变化所 造成的一次输入电压较低或所带末端低压用户电压偏低等问题,通常用于农网 10kV 供电半径超长的线路末端配变台区。 电力有源滤波器(APF)是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电 子装置,它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。它由指 令电流运算电路和补偿电流发生电路两大部分组成。 与基于稳态频谱的 “滤波” 概念不同,电力有源滤波器类似于自适应滤波技术中的“干扰抵消器” ,因此, 具有很快的响应速度,对变化的谐波和无功功率都能实施动态补偿,并且其补

偿特性受电网阻抗参数影响较小。

3.4.3

应用参考标准

GB/T 12325—2008 GB/T 12326—2008 GB/T 14549—1993 GB/T 15543—2008 GB/T 15945—2008

电能质量 电能质量 电能质量 电能质量 电能质量

供电电压偏差 电压波动和闪变 公用电网谐波 三相电压不平衡 电力系统频率偏差

3.4.4

应用原则

该技术主要适用于电压波动比较大、谐波现象比较严重、经济较发达,尤 其是精密加工企业较多且对电能质量要求比较高的县级供电企业。应用之前应 具备较完善的数据通信通道;系统建设时尤其注意不同电能质量测试仪数据上 传方式、通信协议等要符合实时采集的要求。

3.4.5

建议

电能质量监测与治理的研究应紧密与智能电网建设,尤其是智能电网配电 环节和用电环节相结合,将电网电能质量治理与用户用电管理相结合,加强需 求侧用户管控。

3.5 农网综合节能评估与辅助决策系统

3.5.1

技术研究水平

电网节能尤其是配电网节能是国内外电网技术研究的重要领域之一。据统 计,配电网损耗大约占电网整体损耗的 60%。几十年来,电网企业以及相关电 力技术研究机构、装备制造企业一直在从事各种配电网节能技术的研究、试验 与应用改造,如配电网供电模式优化、无功优化配置与控制、防窃电装置研究 等。纵观该领域的研究应用工作,多是局限于单项节能技术的应用或是多项节

能技术的简单叠加,缺乏以节能目标为导向,以资金与供电可靠性为约束,实 现综合节能改造目标的可行性,以及资金使用的合理性、高效性。 农网综合节能评估与辅助决策技术可根据电网实际状况,制定降损目标, 评估资金投入,确定电网改造重点,优化组合众多节能技改对象和措施,实现 方案经济高效合理,具备科学化、标准化、精细化的特点。

3.5.2

技术内容

以典型的 110kV 及以下电压等级的城乡配电网为研究依托,结合生产实践 的经验、专家经验以及行业规范,对技术性降损措施和管理性降损措施进行调 查统计分析,建立各种节能技术的评价体系及实用化、精细化的指标数据库; 利用数学建模技术建立节能降损技术包括技术性降损以及管理性降损技术的量 化模型;建立基于全生命周期成本理论、经济性评价方法和风险评估方法的节 能技术经济模型;建立节能降损技术、改造投资、节能效益、运行风险之间的 综合数学模型以及复杂的多目标、多约束、交互式的优化决策模型。 在科学化的模型理论、优化决策体系以及指标数据库基础上,应用建模技 术、损耗计算技术、场景管理技术、优化技术、并行计算技术、柔性技术、排 程技术及目标导向技术等建立适合城乡配电网综合节能管理与评估工作的技术 支撑平台。该平台为配网综合节能改造项目选择以及资金分配提供了科学决策 手段,为配网节能改造的科学化、精细化、标准化管理提供了有效的技术支撑, 提升了城乡配电网的节能降损潜力。 城乡配电网综合节能管理与评估主要提供如下功能模块来满足统筹城乡配 电网综合节能优化决策的需求: 电网建模及潮流损耗计算模块; 场景管理模块; 专家规则管理模块;优化决策模块;施工排程模块;改造方案管理模块;决策 评估(风险和跟踪评估)模块;公共服务模块,包括用户管理模块、安全认证 模块、安全授权模块、其他(如日志等)等。

3.5.3

应用参考标准

GB/T 12326—2008

电能质量

电压波动和闪变

GB/T 14549—1993 GB/T 15945—2008

电能质量 电能质量

公用电网谐波 电力系统频率偏差

DL/T 448—2000 电能计量装置技术管理规程 DL/T 499—2001 农村低压电力技术规程 DL/T 738—2000 农村电网节电技术规程 SD 325—1989 电力系统电压和无功电力技术导则 Q/GDW 156—2006 城市电力网规划设计导则 国家电网公司 电力系统电压和无功电力管理规定 国家电网公司 农村电网电压质量和无功电力管理法

3.5.4

应用原则

农网综合节能评估与辅助决策系统适用于城乡配电网高、 中、 低压配电网。 数据采集基本完善,安装负荷集控中心和数据采集系统的城乡配电网高、中、 低压配电网利于城乡配电网综合节能评估与决策技术支持系统的应用。

3.5.5

建议

该技术涉及配电网规划、运行、生产技术改造、配电网节能、线路降损技 术与节能改造、 变压器降损技术及节能改造、 配电网节能投资决策等技术领域, 需要应用单位协调相关部门进行基础数据管理及维护,以实现综合节能决策的 规范化、科学化,提高节能改造资金的效率,实现综合节能改造工作目标的可 控性与有序性。

3.6 线损分析与管理技术

3.6.1

技术研究水平

线损分析与管理技术的研究主要集中在:通过对线损相关数据进行统计, 借助软件平台进行计算分析,并与理论情况进行比较,从而进一步加强线损的 管理。通过线损在线监测,以公司信息管理系统和用电营销 SG186 管理系统为

基础,集成变电站抄表管理系统、配变负荷综合监测系统、用电集抄管理系统、 负荷管理信息系统各支持系统运行数据,完成数据的统一平台。它贯穿于电网 的输电、变电、配电、用电各个环节,通过稳定的信息采集渠道,建成覆盖企 业各部门的电力信息资源共享体系,在线监测、自动生成、分析生产经营指标。 进行电量、线损指标计算和趋势分析,并可辅助决策支持供电企业生产管理系 统,及时掌握设备运行情况,帮助管理者了解电网线损、变损、负荷、电能质 量等重要运行参数。目前主流的线损管理平台可以实现线损计算分析、负荷实 时监测、数据自动交换、报表自动生成等功能。

3.6.2

技术内容

为有效降低农网供电企业线损,提高经济效益,线损分析与管理技术应该 具有以下技术特点: (1) 通过数据文件或者数据接口将用电采集系统、MIS 系统、SG186 营销 系统、线损在线监测自动生成分析管理综合运行管理系统集成在统一平台下的 应用,并对交换来的数据进行整合与分析,实现线损计算和分析功能。 (2) 采集录入包含农网全网所有元件设备的数据,使得线损计算与分析实 际精细化,从而实际分压、分线、分台区、分元件地对农网线损进行实时计算。 (3) 使用数据库分解技术,通过对数据库水平分解和垂直分解技术算 法进行优化,建立快速的数据维护机制,实现线损实时计算与分析的模式。 (4) 规范信息分类编码,对系统涉及的电表(计量点) 、用户、线路、 变电站重新制定了统一的编码规范,并建立了各系统编码对照,为各系统 的协调运行以及系统功能的扩展打下了良好的基础。通过数据整合可以 有效地消除信息孤岛、解决数据的唯一性和今后的应用扩展。 (5) 系统设计采用“门户数据库”“中间层”“OLAP”技术;实现了统一 、 、 的调度和维护,保证共享库中数据的同步、实时和准确;能有效处理复杂的、 大计算量的事务;将数据以快速、多维的形式呈现给用户,将一些日常事务处 理工作在后台自动完成。 线损分析与管理系统应该具有以下主要功能:在线实时线损计算、系统实

时查询和统计、降损分析、线损实时曲线显示、网络发布、向归口管理部门提 交需要的报表信息。

3.6.3

应用参考标准

GB/T 15576—2008

低压成套无功功率补偿装置

DL/T 686—1999 电力网电能损耗计算导则 DL/T 5118—2010 农村电力网规划设计导则 SD 325—1989 电力系统电压和无功电力技术导则 Q/GDW 373—2009 电力用户用电信息采集系统功能规范 国家电网生〔2004〕203 号 管理规定 国家电网生〔2004〕435 号 则 国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原 国家电网公司电力系统电压质量和无功电力

3.6.4

应用原则

(1) 应用单位所辖配电网各类设备台账资料齐全,并已全部应用于各相关 系统。 (2) 应用单位已建设 SG186 营销管理系统、调度自动化系统、用电采集系 统、MIS 系统。

3.6.5

建议

建立农网线损垂直管理体系,完善人员培训体制。

4

农网自动化

4.1 县级电网调度自动化

4.1.1

技术研究水平

国家电网公司大部分县级供电企业已完成了县级电网调度自动化系统建 设。在操作系统的选择上,已建成的县级电网调度自动化主站系统主要采用 Windows 操作平台,少部分采用 Unix/Windows、Unix/Linux 混合操作系统平台 或 Unix 操作系统平台。在系统功能的实现上,除具备调度 SCADA 功能外,部分 实现了电网分析高级应用功能,少部分还实现了配网自动化、集控站监控等功 能。 当前调度自动化系统正向着数字化、标准化、集成化、智能化发展,采用 Linux 或 Unix 操作系统和先进的计算机技术构成平台,向调、配、集、管多应 用功能发展,满足电网监视、控制、分析、运行、决策和管理的需要,实现电 网经济运行、 支持电网灵活接入各种可再生能源与分布式电源、 促进节能减排, 服务和谐社会。 调度自动化系统发展关键技术包括一体化模型管理技术、海量信息处理技 术、可视化展现技术、地理信息接入技术等,这些关键技术为调度智能化应用 提供模型、数据库、图形和数据等公共服务,是智能调度应用功能建设的基础。 IEC 61970、IEC 61968、IEC 61850 和公用信息模型(CIM)等系列标准、统一 命名规范、电网公共模型和数据统一建模、4 级模型(网调、省调、地调、县 调)及图形拼接等技术的实现,使得各级调度中心基础数据的源端维护、全网 共享成为可能。

4.1.2

技术内容

县级电网调度自动化系统是对电网运行进行实时监视、控制和分析的一种 集成自动化系统,由主站、通道、厂站端设备(RTU 或变电站综合自动化系统) 构成。主站是由服务器、工作站等计算机软硬件构成的计算机数据采集和处理 系统,并配置专用安全物理隔离装置和 WEB 服务器用于Ⅲ区安全数据发布。

主站系统采用商用数据库及其数据库管理软件、报表、图形显示、人机交 互等支撑软件,以及高速的以太网通信,构成功能强、实时性好的平台。在数 据通信上采用主备双通道、IEC 和国家标准规定的通信规约。在功能上可根据不 同的应用需求,实现调度自动化 SCADA、电网分析(PAS) 、安全 WEB 数据发布、 调度管理(DMIS) 、新能源监视等应用功能。 (1) SCADA 功能。数据采集、数据处理、公式计算、告警处理、画面显示、 曲线显示、电网控制、事故追忆、报表打印、时钟同步、权限管理、拓扑着色。 (2) 电网分析功能 PAS。网络建模、网络拓扑、状态估计、调度员潮流、 负荷预测、电压无功优化控制。 (3) 安全 WEB 数据发布功能。图形浏览、报表浏览、事件浏览、曲线浏览。 (4) 调度管理功能 DMIS。设备台账管理、调度运行管理、操作票管理、工 作票管理、专项记录管理、班组记录管理、图纸资料管理。

4.1.3

典型建设模式

县调自动化主站系统采用双机双网结构,主要硬件设备冗余配置。典型配 置如下:主系统采用 100M 双网,单独设置 100M 数据采集网段;配置两台数据 采集服务器、两台数据服务器、一台应用/网关服务器,两台调度员工作站(双 屏) 、一台维护工作站、一台应用工作站、一台报表工作站;配置一台正向网络 安全隔离装置、一台 WEB 服务器和网络硬件防火墙实现信息的安全 WEB 发布功 能;配置适当容量的 UPS 电源,可以支持远程安全拨号维护。根据电网规模、 地区经济形势以及系统功能要求的不同,县调自动化主站系统建设分为大型、 中型、小型三种建设模式。 (1) 大型县调主站建设模式。大型县调主站采用 Unix/Linux 混合平台结 构, 选择 Oracle 大型数据库, 单独设置 100M 数据采集网段, 主系统采用 100M 双以太网结构。 数据采集系统按 32/48 厂站双通道模拟/数字接入, 通道采取防 雷措施,单独配线组建通道机柜;数据采集服务器和数据服务器选用机架式 Unix 小型服务器,网关/应用服务器选用机架式 PC 服务器,WEB 服务器选用 机架式 PC 服务器,服务器统一组屏。基本人机工作站配置如下:两台调度员工

作站(双屏宽屏 22/图形) 、一台应用工作站、一台报表工作站、一台维护工作 站(单屏 19/普通) 。配置 15kVA/2h UPS 一台,正向网络安全隔离装置一台, 网络硬件防火墙一台。 在软件功能上,主要实现的应用功能有数据采集和控制 SCADA 功能(含集 控功能) 、电网分析软件功能(含网络建模、网络拓扑、选状态估计、调度员潮 流、电压无功优化控制、负荷预报) 、安全 WEB 发布功能、与外系统通信接口功 能,并根据需要实现配网自动化功能。 (2) 中型县调主站建设模式。中型县调主站采用 Unix/Linux 混合平台结 构,选择 Oracle 大型数据库,单独设置 100M 数据采集网段,主系统采用 100M 双以太网结构。 数据采集系统按 16/32 厂站双通道模拟/数字接入, 通道采取防 雷措施,单独配线组建通道机柜;数据采集服务器和数据服务器选用机架式 Unix 小型服务器,网关/应用服务器选用机架式 PC 服务器,WEB 服务器选用机 架式 PC 服务器,服务器统一组屏。基本人机工作站配置如下:两台调度员工作 站(双屏宽屏 22/图形) 、一台应用工作站、一台报表工作站、一台维护工作站 (单屏 19/普通) 。配置 10kVA/2h UPS 一台,正向网络安全隔离装置一台,网 络硬件防火墙一台。 在软件功能上, 主要实现的应用功能有数据采集和控制 SCADA 功能 (含集 控功能) 、基本电网分析软件功能(网络拓扑、电压无功优化控制,可根据需要 扩展网络建模、状态估计、调度员潮流、负荷预报功能) 、安全 WEB 发布功能、 与外系统通信接口功能,并根据需要实现配网自动化功能。 (3) 小型县调主站建设模式。小型县调主站采用 Linux 平台结构,选择 Oracle 商用数据库,主系统采用 100M 双以太网结构,数据采集网与主网合二 为一。数据采集系统按 8/16 厂站双通道模拟/数字接入,通道采取防雷措施, 单独配线组建通道机柜;数据采集服务器和数据服务器选用机架式 PC 服务器, 网关/应用服务器选用机架式 PC 服务器,WEB 服务器选用机架式 PC 服务器, 服务器统一组屏。 基本人机工作站配置如下: 两台调度员工作站 (双屏宽屏 22/ 图形) 、一台维护工作站、一台报表工作站(单屏 19/普通) 。配置 8kVA/2h UPS 一台,正向网络安全隔离装置一台,网络硬件防火墙一台。

在软件功能上,主要实现的应用功能有数据采集和控制 SCADA 功能(含集 控功能) 、基本电网分析软件功能(网络拓扑、电压无功控制) 、安全 WEB 发布 功能、与外系统通信接口功能,并根据需要实现配网自动化功能。

4.1.4

应用参考标准

DL/T 550—2005 地区电网调度自动化功能规范 DL/T 635—2005 县级电网调度自动化功能规范 DL/T 789—2001 县级电网调度自动化系统实应用化要求及验收 DL/T 5002—2005 地区电网调度自动化设计技术规程 DL/T 5003—2005 电力系统调度自动化设计技术规程 Q/GWD 126—2005 国网公司农村电网自动化及通信系统技术导则

4.1.5

应用原则

根据电网规模新建和改造的调度自动化系统, 优先采用调配控一体化系统。

4.1.6

建议

(1) 开展可视化展现等相关智能调度方向的技术研究。 (2) 加强地县联动的电压无功优化控制(AVQC)技术的研究。 (3) 加强系统建设、运行、维护配套标准的制定、修订。

4.2 配电自动化

4.2.1

技术研究水平

国外配网自动化建设已经具备相当规模,在提高配电网运行的可靠性和供 电质量等方面发挥了明显作用,为供电企业带来了显著的经济和社会效益。我 国的配网自动化起步于 20 世纪 90 年代,从目前已经建设的配网自动化系统来 看,由最初就地控制的馈线自动化(FA) ,发展为由主站集中监控和故障处理的 配网自动化。

随着计算机、通信、信息化、自动化技术等的发展,配网自动化系统在智 能配电设备、馈线自动化功能等方面日益实用化和规范化。目前,针对多个自 动化监控系统的孤岛运行问题,研究基于电网统一采集平台、针对农网多种实 用通信技术和光纤通信主干网的配电自动化系统,将有效避免系统重复建设, 提高自动化系统的实用性。 随着智能电网的建设,未来的配电自动化将呈现多样化、集成化、智能化 的发展趋势,智能配网建设以坚强配电网架为基础,在实现完整图模管理基础 上,覆盖全部配网设备;全面遵循 IEC 61970/61968 国际标准,实现配电网信 息的集成整合与共享,完成配电监测控制和馈线自动化基本功能,扩展对新能 源接入、配电网自愈、可视化调度操作、与用户互动等功能;提高供电可靠性, 提高服务质量,建设具有信息化、自动化、互动化特征的智能配电网。

4.2.2

技术内容

配网自动化是应用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术将配电网 实时信息、离线信息、用户信息、电网结构参数、地理信息进行集成,构成完 整的自动化系统,实现配电网正常运行及事故情况下的监测、保护、控制和管 理。配网自动化系统由配网自动化设备、通信系统、主站系统等部分组成。 (1) 配网自动化设备。配网自动化设备安装在配电线路中,直接对配电系 统进行控制,是配电网自动化系统安全可靠运行的基础。配电自动化设备包括 配电开关、配电终端和电源。 (2) 通信系统。配网自动化系统需要借助于有效的通信手段,将控制中心 的控制命令准确地传送到为数众多的终端设备,并且将反映远方设备运行情况 的数据收集到控制中心。 (3) 主站系统。主站系统主要对配电网进行实时状态监控(SCADA) 、馈线 自动化、配电应用分析(DPAS)等功能。 配网自动化系统的典型配置模式有基于主站的配网自动化系统、调配一体 化自动化系统和无主站馈线自动化系统。

4.2.3

主要功能

配电自动化系统的主要功能包括基本功能和扩展功能。 (1) 基本功能。 1)配电 SCADA。数据采集(支持分层分类召测) 、状态监视、远方控制、 交互操作、防误闭锁、图形显示、事件告警、事件顺序记录、事故追忆、数 据统计、报表打印、配电终端在线管理和配电通信网络工况监视等。 2)与上一级电网调度(一般指地区电网调度)自动化系统和生产管理系统 (或电网 GIS 平台)互连,建立完整的配电网拓扑模型。 (2) 扩展功能。 1)馈线故障处理。与配电终端配合,实现故障的识别、定位、隔离和非故 障区域自动恢复供电。 2)电网分析应用。模型导入/拼接、拓扑分析、解合环潮流、负荷转供、 状态估计、网络重构、短路电流计算、电压/无功控制和负荷预测等。 3)智能化功能。配电网自愈控制(包括快速仿真、预警分析等) 、分布式 电源/储能装置/微电网的并网接入及应用、经济优化运行以及与其他智能应用 系统的互动等。

4.2.4

应用参考标准

GB 4208—2008 外壳防护等级(IP 代码) GB/T 13729—2002 GB/T 13730—2002 远动终端设备 地区电网调度自动化系统

DL/T 599—2005 城市中低压配电网改造技术导则 DL/T 630—1997 交流采样远动终端技术条件 DL/T 721—2000 配电网自动化系统远方终端 DL/T 814—2002 配电自动化系统功能规范 Q/GDW 126—2005 国家电网公司农村电网自动化及通信系统技术导则 Q/GDW 370 城市配电网技术导则 Q/GDW 382 配电自动化技术导则 IEC 60870 远动设备及系统

IEC 61968 配网管理系统接口标准

4.2.5

应用原则

(1) 配网自动化建设应与配电网规划、配网网架结构紧密结合,并坚持因 地制宜、统筹规划、分步实施的原则。 (2) 考虑当地负荷的密度、重要性和发展趋势,进行配置模式的选择,避 免重复和过度超前建设。

4.2.6

建议

对配网自动化主站系统,应尽量考虑实施调配一体化主站系统。

4.3 县级电网调配控一体化系统

4.3.1

技术研究水平

随着国家智能电网战略的实施,对调配自动化系统提出了新的应用需求。 调配控一体化采用最新的通信、计算机、网络技术,以统一的硬件和软件平台 为基础实现集调度、配网、集控、管理于一体,满足新形势下县级电网调配控 一体化的需求,实现电压无功优化、主变压器经济运行等节能降损的高级应用 功能,达到了降低电网损耗的目标,提高了电网安全经济运行水平。

4.3.2

技术内容

调配控一体化通过系统平台多元化适应各种计算机硬件和操作系统;通过 支撑平台一体化建立了信息集成和数据服务通用平台;通过应用功能集成化实 现了各种应用功能的无缝集成和平滑扩展;通过电网监控智能化提高了电网的 安全可靠经济运行管理水平; 通过使用维护简单化减少了维护人员和运行成本, 增强了系统对不同经济地区、不同水平用户的广泛适应性。 调配控一体化系统是采用一套系统,实现调度自动化、配网自动化、集控 站监控三个系统的功能,在同一数据平台上,实现三大功能的整合,实现了调

度、集控、配网三大功能模块数据库、图形、应用的高度共享,降低了维护难 度和建设费用。调配控一体化系统可按照不同功能需求,灵活组织成各种应用 功能的单独系统,如调度自动化系统、配网自动化系统、集控站监控系统、调 度管理系统,或根据用户对整体功能的需求以及不同时期的不同需求,进行应 用功能的灵活组合,构成一体化的自动化集成系统。在功能上可根据不同的应 用需求,实现 SCADA、配网自动化、集控站监控、电网分析(PAS) 、调度管理 (DMIS) 、配网管理(DMS) 、地理信息系统(GIS) 、新能源监控等应用功能。 (1) SCADA 功能。数据采集、数据处理、公式计算、告警处理、画面显示、 曲线显示、电网控制、事故追忆、报表打印、时钟同步、权限管理、拓扑着色。 (2) 集控站监控功能。集控站数据采集、数据处理、智能告警、智能光字 牌、面向间隔的集控站监控、集控站信息分流处理、智能操作票、集控站管理 等。 (3) 电网分析功能 PAS。网络建模、网络拓扑、状态估计、调度员潮流、 负荷预测、电压无功优化控制。 (4) 安全 WEB 数据发布功能。图形浏览、报表浏览、事件浏览、曲线浏览。 (5) 馈线自动化。故障定位、故障隔离和恢复供电,故障模拟仿真,网络 优化运行。 (6) 调度管理功能。设备台账管理、调度运行管理、操作票管理、工作票 管理、专项记录管理、班组记录管理、图纸资料管理。 (7) 配网管理/GIS 功能。图纸资料管理、地图数据的录入与维护、数据的 查询统计分析、动态数据显示、带电拓扑追踪、停电检修管理、运行管理等。

4.3.3

应用参考标准

DL/T 550—2005 地区电网调度自动化功能规范 DL/T 635—2005 县级电网调度自动化功能规范 DL/T 789—2001 县级电网调度自动化系统实应用化要求及验收 DL/T 814—2002 配电自动化系统功能规范 DL/T 5002—2005 地区电网调度自动化数据技术规程

DL/T 5003—2005 电力系统调度自动化设计技术规程 DL/T 5103—1999 35kV~110kV 无人值班变电站设计规程 Q/GWD 126—2005 国网公司农村电网自动化及通信系统技术导则

4.3.4

应用原则

根据农网发展的实际需求,新建自动化系统,建议优先采用调配控一体化 建设形式。

4.3.5

建议

(1) 开展电网高级应用中关于节能降损决策分析的技术研究。 (2) 开展调配控各应用的可视化、全矢量的图模库一体化技术的研究。 (3) 加强系统建设、运行、维护配套标准的制定。 (4) 开展分布式电源以及微电网监控接入等新领域的研究。

4.4 信息交互集成技术

4.4.1

技术研究水平

自 20 世纪 80 年代以来, 我国电力企业在信息化建设方面花费了大量人力、 物力,建立了类型和数量众多的管理信息系统,起到了一定作用。但大多数系 统仅仅面向某一专业需要,导致数据共享性差、系统集成度不高,以至出现多 个信息“孤岛” ,给信息共享带来困难,同时引起重复建设,浪费资源。造成这 种状态的主要原因是由于系统建设没有形成统一规范,缺乏整体规划,特别是 缺乏数据一致性、准确性及时效性要求的数据标准化规范和统一的业务模型。 为适应电力行业改革和发展的需要及电力企业运用信息技术提升竞争力的需 要,为电力企业信息化建设提出统一的纲领和原则,指导老系统的更新换代和 新系统的建设已成为大势所趋和当务之急。 国外的电力公司同样存在上述的信息“孤岛”问题。因为各个应用系统由 不同的软件供应商提供,为不同的业务部门服务,在不同的系统环境下运行,

它们的信息模型都是各应用系统私有,应用系统间无法进行信息交互。这也是 整个电力企业普遍面临的信息化建设难题。20 世纪 90 年代中期,IEC TC 57 就开始进行了相关技术和标准的研究。 IEC (国际电工技术委员会) 是电工学所有领域内国际标准的评估和制定组 织, 57 即第 57 技术委员会负责制定电力系统控制和相关通信标准。 61970 TC IEC 系列标准制定了电力行业的公共信息模型(Common Information Model,CIM) 。 IEC 61968 系列标准制定了企业管理系统中各个子系统之间的接口规范。这些 标准的制定将使得一个组件(或应用)与另一个组件(或应用)在统一的信息 模型表达方式下通过标准的数据交换平台进行信息交换成为可能,同时也规范 了每个组件用标准的接口去访问公共信息。 为了在总体上准确、完整地实现 IEC 61970/61968 提出的系统功能和性能, 必须建立先进而有效的应用平台。

4.4.2

技术内容

信息交互集成系统针对各个业务系统的信息服务,不论是旧有系统还是新 建系统,能够通过服务的包装,成为随取即用的 IT 资源,再通过服务的形式向 外发布,以松耦合的原则实现共享,并能将各种服务快速整合,开发组合式应 用,从而达到整合即开发的目的,实现对农网业务需求的快速响应。 信息交互集成技术的特点如下: (1) 信息交互集成技术提出了基于国际 IEC 61968/61970 的标准系统集 成,系统与系统之间采用统一的标准化制式接口方式,基于总线的交互模式统 一了接口交互方式,大大节约了不同厂家、不同应用系统、不同系统环境之间 的集成成本。 (2) 信息交互集成技术提出了基于服务的方式解决安全隔离代理访问难 题,较传统的文件模式在性能和业务、管理支持性都有了突破性的提高,支持 了文件穿越无法支持的同步跨区服务访问的模式和国内电力企业跨越安全隔离 区的业务应用需求,使得改造时间、人力、财力成本减少。 (3) 信息交互集成技术提出了针对隔离装置的效率瓶颈的解决方案,通过

特殊调度算法,实现了多隔离装置的消息负载均衡服务,提升了整个信息交互 集成的运行效率,为电力企业自动化应用集成的实用化提供了技术支撑。 (4) 信息交互集成技术提出了基于 IEC 61968/61970 的元模型管理平台, 实现了面向 IEC 61968 的消息管理、消息语义校验等管理功能,提高了运行时 农网模型交互的语义/语法准确性,并借此提高了运行安全性。

4.4.3

应用参考标准

DL/T 1080.1—2008 分:接口体系与总体要求 DL/T 1080.3—2010 分:电网运行接口 DL/T 1080.4—2010 分:台账与资产管理接口

电力企业应用集成

配电管理的系统接口

第 1 部

电力企业应用集成

配电管理的系统接口

第 3 部

电力企业应用集成

配电管理的系统接口

第 4 部

IEC 61968 配网管理系统接口标准

4.4.4

应用原则

根据农配网发展的实际需求,采用营配调、调配控一体化的信息系统集成 模式,对农网现有应用系统进行信息集成整合,以应用系统支持管控模式的优 化。

4.4.5

建议

信息交互集成工作在开展时由于涉及的应用系统厂家多,需要借助使用方 的统筹协调, 各应用厂家需要遵循 IEC 标准化规范对接口进行改造、 定义工作。 信息交互集成(信息交互总线)系统在投运后需要有指定的人员进行 日常的维护、监控工作,并具备一定的网络知识、识别错误的能力。

分布式电源及微电网接入控制技术 4.5 分布式电源及微电网接入控制技术

4.5.1

技术研究水平

近些年,分布式发电/储能/微电网技术在国内外被广泛研究,在某些技 术上已经取得了突破性进展。欧美、日本、韩国、新加坡等一些工业发达国 家里,配电自动化系统受到了广泛的重视,已经形成了集配电站自动化、馈 线分段开关测控、电容器组调节控制、用户负荷控制和远方抄表等系统于一 体的配电网管理系统(DMS) ,并进行了分布式发电/微网的研究,启动了含 可再生能源的地区配网项目,建立了若干微网示范工程。 目前,国家电网公司范围内已开展了若干分布式电源/储能/微电网并网试 点工程, 同时将在配电自动化试点工程中具备条件的区域大范围试点推广研究。

4.5.2

技术内容

分布式电源/微网并网后, 分布式电源及微电网并网接入控制管理系统不再 对其内部细节进行管理和调度, 而仅把其当作一个等效负荷或发电机进行管理。 从配网角度来看,监控的重点为并网点的电气量。 分布式电源及微电网并网接入控制管理系统对分布式电源及微电网接 入控制主要包括基本监控功能及高级分析功能。基本监控功能包括分布式电 源及微电网数据采集、运行控制管理、分步式电源运行告警、分布式电源运 行监视等功能,具备微网整体监控和展示功能;高级分析功能包括分布式电 源电能质量监测、分布式电源供电经济性评估、电能统计分析、分布式电源 及微电网运行模式切换、 分布式电源及微电网仿真、 分布式发电及负荷预测、 并网点功率计划管理与控制、计划离网等功能。

4.5.3

应用参考标准

GB/T 19939—2005 GB/T 20046—2006 GB/Z 19964—2005

光伏系统并网技术要求 光伏(PV)系统电网接口特性 光伏发电站接入电力系统技术规定

Q/GDW 392—2009 风电场接入电网技术规定

Q/GDW 480—2010 分布式电源接入电网技术规定 Q/GDW 564—2010 储能系统接入配电网技术规定

4.5.4

应用原则

分布式电源及微电网并网接入控制管理系统符合国家电网公司重点应用新 技术目录确定的方向,可以应用于配电网对各个分布式电源及微电网并网接入 监控及调度管理。 应根据分布式电源及微电网容量和并网电压等级,确定相应的并网接入控 制管理功能。

4.5.5

建议

(1) 分布式电源及微电网并网接入控制管理系统应加强分布式电源及微电网 并网接入控制技术的研究。 (2) 加强对农村分布式电源及微网运行控制管理规范及技术措施的研究。

5

农网通信技术

5.1 光纤通信技术

5.1.1

技术研究水平

随着光纤通信技术的不断发展,光纤通信已在农网自动化和信息系统中得 到普遍应用,越来越多农电企业建立了专用电力光纤数字通信网。传输介质方 面,传统的多模、单模光纤普缆与电力特种光缆并驾齐驱,附加于电力线和加 挂于电力杆塔上的光电复合式电力特种光缆得到较广泛应用;传输设备技术方 面,光纤通信骨干网主要以大容量,集复接、传输、交换功能为一体的 SDH 设 备为主流, 小容量、 点对点应用的 PDH 设备以及基于 TCP/IP 网络设备构建的光 通信网作为有效补充。近年来,一种由用户发出请求,由信令网控制实现光传 输网内链路的连接、 拆线、 交换、 传输等一系列功能的新一代智能光网络 (ASON) 技术也取得重大突破,它代表了光传输网的发展方向,未来有望在电力系统得 到应用。

5.1.2

技术内容

一、光传输介质技术 电力特种光缆泛指 OPGW(光纤复合地线) 、ADSS(全介质自承光缆) 、OPPC (光纤复合相线)和 OPLC(光纤复合低压电缆)等,当前在我国应用较多的电 力特种光缆主要有 OPGW 和 ADSS。 (1) OPGW 光纤复合地线。OPGW 是架空地线和光缆的复合体,是在电力传 输线路的地线中含有供通信用的光纤单元,但并不是它们之间的简单相加,主 要在 110kV 及以上电压等级的新建线路上使用。OPGW 具有两种功能:一是作为 输电线路的防雷线,对输电导线抗雷闪放电提供屏蔽保护;二是通过复合在地 线中的光纤来传输信息 。常见的 OPGW 结构主要有三大类,分别是铝管型、铝 骨架型和(不锈)钢管型。 (2) ADSS 全介质自承光缆。ADSS 光缆主要由缆芯、加强芳纶纱(或其他 合适的材料) 和外护套组成, 可归纳为最主要的中心管型和层绞型两种, 35kV 在

及以上电压等级已建输电线路上使用较多。它能满足电力输电线跨度大、垂度 大的要求,具有全绝缘结构,在极限温度下,具有稳定的光学特性,且光缆直 径小、质量轻,对杆塔强度的影响小。 (3) OPPC 光纤复合相线。在电网中,有些线路可不设架空地线,但相线是 必不可少的。为了满足光纤联网的要求,与 OPGW 技术相类似,在传统的相线结 构中以合适的方法加入光纤,就成为光纤复合相线。 (4) OPLC 光纤复合低压电缆。OPLC 主要用于低压电力线路,集光纤、输 电铜线、铜信号线对于一体,可以解决宽带接入、设备用电等问题。通过 PON 技术,可以实现数据、语音、视频业务的传送和电表数据的透明传输以及用电 信息采集等。 二、光传输基础技术 (1) 准同步传输技术。 准同步传输技术简称 PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy) 是在数字通信网的每个节点上都分别设置高精度的时钟, , 采用复接 技术,每个节点可以实现 2M、8M、34M、140M 的通信,分别称为 E1、E2、E3、 E4。这种技术对传统的点到点通信有较好的适应性。 (2) 同 步 传 输 技 术 。 同 步 传 输 技 术 简 称 SDH ( Synchronous Digital Hierarchy) 。与 PDH 技术相比,SDH 采用统一的比特率、统一的接口标准,加 强了网络管理能力,具有自愈功能,采用字节复接技术,每个节点可以实现 155M、622M、2.5G、10G 的通信,分别称为 STM-1、STM-4、STM-16、STM-64。 它是一种将复接、传输及交换功能融为一体,并由统一网管系统操作的综合信 息传输网。 三、基于 SDH 的应用技术 (1) 基于 SDH 的多业务传输平台(MSTP) ,其节点将传统的 SDH 复用器、 数字交叉链接器(DXC) 、波分复用(WDM)终端、网络二层交换机和 IP 边缘路 由器等多个独立的设备集成为一个网络设备。在此平台上可实现视频、语音、 实时采集信息等多种业务。 (2) IP over SDH 是将以太网数据通过专用协议映射到 SDH 帧结构中的一 种技术, 这样便可直接在 SDH 平台上实现 IP 网络体系结构。 该方案是我国提出

的,已被正式批准作为国际电联标准,标准号是 X.85/Y.1321 IP over SDH。 四、波分复用(WDM)技术 波分复用(WDM)技术是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信 息)在发送端经复用器(合波器,Multiplexer)汇合在一起,并耦合到光线路 的同一根光纤中进行传输的技术。在我国 8 个波长的波分复用技术已经成熟, 如果在 SDH 网络上采用这种技术,其传输容量最大可到 8×10G。该技术可应用 于光纤资源紧缺的场合。 五、智能光网络技术 智能自动交换光网络(ASON)是指将 ATM 和 IP 路由功能引入到光网中, 使得以 WDM 为基础的光层组网技术和以 IP 为基础的网络智能化技术结合起 来,而具有灵活性、高可扩展性的能直接在光层上按需提供服务的光网络。 它主要由具有智能化光网络节点的光传输网以及对光传输网进行控制管理 的光信令控制网络构成,以实现光网络资源的按需分配。

5.1.3

应用参考标准

GB/T 6879—1995 方法 GB/T 7424.1—2003 GB/T 15972

2048kbit/s

30 路脉码调制复用设备技术要求和测试

光缆总规范 第 1 部分:总则

光纤试验方法规范 同步数字体系设备和系统的光接口技术要求

GB/T 20185—2006 ITU?T G.8080

传输系统和媒体、数据系统和网络建议

5.1.4

应用原则

做好通信网络建设的规划,理清通信网层次,兼顾各种应用业务需求,分 步骤、有计划地建设光纤通信网络。光纤通信主干网络宜采用 SDH 设备组建具 备自愈功能的光纤环网,支线网可采用基于 TCP/IP 的网络设备构建成子环网。 传输介质根据实际情况选择电力特种光缆或普缆,以方便光缆架设施,保障安 全。

5.1.5

建议

在组建光纤通信网时, 应考虑每个传输节点 SDH 设备容量及光缆芯数余量, 以满足智能电网(变电站信号采集、用电信息采集、信息系统应用等)发展需 要。骨干网和支线网尽量构成环网,以提高通信网络的稳定性和可靠性。目前 光纤通信网应用主要基于两种技术:SDH+MSTP(如 PCM)和 SDH+IP,建议新购 综自设备、语音、视频等应用设备最好能支持 TCP/IP 协议,以便逐步向 IP 应 用模式转变。

5.2 无源光网络通信技术

5.2.1

技术研究水平

光纤接入网(OAN)是指在接入网中采用光纤作为主要传输媒质来实现 信息传送的网络形式, 也即在 ITU?T 接入网建议 G.902 中业务节点接口 (SNI) 和用户网络接口(UNI)之间全部或部分采用光纤传输技术的接入网。它不 是传统意义上的光纤传输系统,而是针对接入网环境所设计的特殊的光纤 传输网络。光纤接入网主要由网络侧的光线路终端(OLT) 、用户侧的光网 络单元(ONU)和中间的光分配网络(ODN)组成。从系统配置上可将 OAN 分为无源光网络(PON)和有源光网络(AON) 。 无源光网络(PON)是指在 OLT 和 ONU 之间没有任何有源的设备,而只使用 光纤和无源光分路器等无源器件构成的光接入网。PON 对各种业务透明,易于 升级扩容,便于维护管理。由于 PON 中的 ODN 部分仅由光分路器和光缆等无源 器件组成,因此具有极高的可靠性,同时对环境的依赖程度小,是光接入网中 最为看好的技术。 EPON 是由国际电气电子工程师协会 IEEE 提出并标准化的 PON 技术,IEEE 的第一英里以太网 EFM 工作组于 2002 年 7 月制定了 EPON 草案。目 前,无源光网络技术已经作为配用电系统光通信的主要选择方式。

5.2.2

技术内容

一、EPON 技术原理 EPON(基于以太网方式的无源光网络)是一种新型的光纤接入网技术,它 采用点到多点结构、无源光纤传输,在以太网之上提供多种业务,消除了复 杂的传输协议转换带来的成本因素。EPON 采用单纤波分复用技术(下行 1490nm,上行 1310nm) ,采用 IEEE 802.3ah 以太网的格式进行 TDM 和 IP 数 据传输, 通过扩展第三个波长 (通常为 1550nm) 即可实现视频业务广播传输, 仅需一根主干光纤和一个 OLT,传输距离可达 20km。 EPON 技术下行采用广播方式、上行采用时分复用接入方式(TDMA) ,其结 构组网灵活,可以组成树型、星型和总线型等不同拓扑结构。ODN 采用无源光 器件组成,系统稳定性高,成本较低,便于运营维护。EPON 目前可以提供上下 行对称的 1.25Gbit/s 的带宽, 并且随着技术的发展, 可以在不改变 ODN 结构的 情况下升级到 10Gbit/s。 EPON 中的 ODN 由无源分光器件和光纤线路构成,EFM 确定分路器的分光能 力在 1:16~1:128 之间。从 OLT 到 ONU 的方向称为下行方向,反之称为上行方 向。上行和下行线路的光信号速率均为 1Gbit/s(由于千兆以太网采用的是 8B10B 编码,因此实际线路速率是 1.25Gbit/s) 。 在下行链路上,OLT 以广播方式发送以太网数据帧。通过 1:N 的无源分光 器, 数据帧到达各 ONU, 通过检查接收到的数据帧的目的媒体接入控制 ONU (MAC) 地址和帧类型(如广播帧或 OAM 帧)来判断是否接收此帧。 在上行链路上,各 ONU 的数据帧以突发方式通过共同的无源分配网传输到 OLT, 因此必须有一种多址接入方式来保证每个激活的 ONU 能够占用一定的上行 信道带宽。考虑到业务的不对称性和 ONU 的低成本,EFM 工作组决定在上行链 路上采用 TDMA 方式。需要指出的是,与 APON 上行的 TDMA 不同,EPON 中由于 ONU 上行的以太网数据帧长度不固定,因此是变长度的 TDMA。 EPON 的上、下行信号如图 5?1 和图 5?2 所示。

图 5?1

EPON 上行信号

图 5?2

EPON 下行信号

从 EPON 的系统结构和上、下行方案不难看出,EPON 的主要思想是将较为 复杂的功能集中于 OLT,ONU 应尽量简单和廉价。在无源光网络中,一方面由于 传统的点到点的光纤线路已转变为点到多点的光传输结构, 在上行的 TDMA 方式 中必须考虑延时、 快速同步和功率控制等问题; 另一方面由于传统的以太网 MAC 层的载波侦听多址接入/碰撞检测机制(CSMA/CD 协议)在 EPON 中无法实现, 必须在 802.3 协议栈中增加支持 xPON 的多点控制(MPCP)协议、运营管理和维 护 OAM 以及服务质量保证 QoS 机制。 二、EPON(OLT/ONU)设备主要功能和特点 (1) 支持以太网 MAC 交换、二层转发、帧过滤、二层隔离、生成树、负载 均衡、QinQ、流量控制、网络侧本地汇聚、VLAN 堆叠、动态带宽分配功能。 (2) 支持多业务 QoS 保障、优先级队列机制、流限速、OLT 优先级调度、 ONU 优先级调度、缓存管理、广播风暴抑止功能。

(3) 支持加密与安全控制,包括 PON 接口数据安全、MAC 地址控制、过滤 和抑制、ONU 认证、用户认证和用户接入线路(端口)标识、业务隔离技术。 (4) 支持组播和组播控制功能。 (5) 支持 SNMP v1/v2/v3、Telent、Console,支持 802.1ah OAM,支持带 内管理和带外管理,支持对 ONU 的远程管理,具有统一的网络管理系统。 (6) 支持三重搅动(Triple Churning)和 AES-128 功能。 (7) 支持光纤保护倒换功能,当光纤链路上有一处纤芯损坏时,故障点后 面的 ONU 自动倒换到另一个光方向进行工作, 不影响 ONU 的正常数据传输业务。 (8) EPON 系统操作维护管理功能应支持对 OLT 和 ONU 的配置、 故障、 性能、 安全、告警等管理功能。 三、EPON 网络的部署原则 (1) EPON 局端设备 OLT 部署原则。EPON 技术主要由局端设备(OLT) 、站 端设备 ONU、光分支网络 ODN 及光缆组成。局端设备(OLT)集中安装在变电站, 通过通信网骨干层传输到通信主站中,在通信主站提供千兆以太网接口与自动 化主站系统连接。 根据实际线路情况配置, 安装于农配电终端设备箱中, ODN ONU 通过一个或多个以太网接口及 RS485、RS232 接口,与采集终端设备相连,实现 配电终端信息的接入,与局端 OLT 通信并上传于通信主站,以便于集中管理维 护。 (2) EPON 终端设备 ONU 部署原则。农配电光通信接入网建设,采用无源分 光器,将子站设备 OLT 以手拉手保护方式、主要采用“手拉手”和“多联络” 等组网方式,有条件情况,可采用双 PON 口环型保护方式进行组网,既实现抗 多点失效,又实现主干线路的保护,确保设备实时高效的运行,加强光通信接 入网的可靠性。

5.2.3

应用参考标准

DL/T 721—2000 配电网自动化系统远方终端 Q/GDW 382 配电自动化技术导则 Q/GDW 212 电力系统无功补偿配置技术原则

监安全〔2006〕34 号 电力二次系统安全防护总体方案 国家电网调〔2011〕168 号 通知 YD/T 1771—2008 接入网技术要求——EPON 系统互通性 YD/T 1475—2006 (EPON) ITU-T Y.1291(2004) 分组网络支持 QoS 的结构框架 IEEE 802—2001 局域网和城域网的 IEEE 标准—概况和架构 IEEE 802.1D—2004 局域网和城域网的 IEEE 标准—媒体访问控制网桥 接入网技术要求——基于以太网方式的无源光网络 关于加强配电网自动化系统安全防护工作的

IEEE 802.1Q—2005 局域网和城域网的 IEEE 标准—虚拟局域网协议 IEEE 802.1ad 4:提供商网桥 局域网和城域网的 IEEE 标准—虚拟局域网协议增补文件

5.2.4

应用原则

EPON 作为一种拓扑灵活、支持多种业务接口的纯光介质接入技术,可 作为农网的配电自动化、用电信息采集等系统的接入层通信模式应用。

5.2.5

建议

农配网的特点是建设区域覆盖城乡结合处和农村地区,要求光通信传输 距离较远。光通信接入网采用无源光网络 EPON 技术,从技术层面看,还不 能完全覆盖所有建设区域,因此,存在覆盖问题。对于无源光网络,EPON 标准协议(IEEE 802.3ah—2004)规定了 EPON 最长传输距离与差分距离均 不得超过 20km。因此,超过 20km 需要采用特殊增加光传输距离的技术,建 议开发选用适合农配网的超长距离的 EOPN 设备。

5.3 电力线载波通信技术

5.3.1

技术研究水平

电力线通信包含两个大的分支,一个是面向配电网自动化的,国外一般称 为 DLC(配电线载波) ,国内称为 PLC;另一个是面向进户线路和户内线路的, 美国称为 PLT(电力线通信) ,其他国家称为 PLC。低压 PLT 或 PLC 是国内外的 研究热点之一。它是在 220V/380V 线路上实现高速数字通信,包括作为接入网 末段(配电变压器至责任分界点)和作为用户住地网(CPN,也称为家庭网 HN) 两个应用领域。最初载波通信大都采用窄带技术,通信距离近,且抗干扰能力 差,于是出现了新的“第二代载波(扩频) ”技术。采用窄带扩频技术,可以较 好地解决数据复杂的低压线路上的传输难题, 有较高的抗干扰性和系统可靠性。 目前,该技术在国内广泛应用于居民自动抄表系统。 20 世纪 90 年代末,国内外开发出了基于 OFDM 调制技术的高速电力线通信 产品,并在抄表、高速 Internet 接入、家庭宽带互联中得到应用。目前,国内 电力线高速通信技术正在配电自动化、 负荷管理、 智能小区等方面逐步实用化。 在欧盟,OFDM 调制技术作为 PRIME 标准的核心技术,PRIME 标准是一个开放型 的、基于 OFDM 的 PLC 物理层和 MAC 层的 AMR 技术。 工频畸变数据传输技术是 20 世纪 80 年代由美国 DCSI 公司开始进行工频电 力通信研制和开发的技术,90 年代应用于远程抄表系统,并进入实施阶段。其 产品主要装于美国的威斯康星州及加拿大一些地区,安装数量已达几百万台。 21 世纪初在我国开发应用。 该通信技术依靠现有的电力配电网络, 抗干扰能力 强,无需增加中继环节,可以直接跨变压器台区进行通信,具有一定的实用价 值。 国内关于中压载波通信技术的研究和应用已取得了一定的进展,可应用在 电缆线路、架空线路和架空—电缆混合线路等场景,其中,基于纯电力电缆线 路(电缆主要利用屏蔽层传输载波信号)和架空线路的中压载波通信技术已有 一定规模试点应用,运行效果较好;但在混合线路的应用仍然存在一定技术难 题,例如,电力电缆与架空线路连接处的特性阻抗变化很大,引起非常大的附 加衰减(20dB 以上) ,每千米线路上载波信号的传输衰耗也相差许多,这就要 求主载波设备在连接多条不同类型线路上的从载波设备时,功放输出必须与不 同类型的线路阻抗匹配,且不同线路上必须分配不同大小的功率,否则无法保

障所有的从载波设备都能与主载波设备通信。目前为攻克该项技术难题已开展 了一些研究工作。

5.3.2

技术内容

目前,电力线载波通信技术发展经历了电力线窄带低速载波通信技术、宽 带高速 OFDM 技术和 MCM 技术发展过程, 在抄表应用领域, 载波通信技术主要解 决最后一公里通信难题, 在农网应用领域对载波通信的传输距离有更高的要求, 因此,耦合方式可提升高载波通信的传输距离。工频畸变数据传输技术具有有 效传输距离长、通信可靠、信号可通过变压器等优势。下面详细介绍这些关键 技术。 一、电力线窄带载波通信技术 电力线窄带载波通信一般采用 FSK 调制方式,接受灵敏度有效值最高可达 1.5mV。载波工作频率可以通过外接 RC 元件加以调整,一般从 50~500kHz。数 据传输率一般为 1.2kbit/s。但是窄带载波通信方式的抗干扰能力比较弱,传 输距离比较短(一般在 500m 以内) ,数据传输率也比较低,所以一般适用于传 输速率低、距离短、数据量不大的点对点场合。其主要应用领域是低压电力线 载波抄表。 二、OFDM 技术和 MCM 技术 采用正交频分复用 (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM) 技术、MCM(Multi Carrier Modulation)技术以及 m-QAM 调制技术能够实现自 动适应低压电力网的频率响应和噪声分布变化,由于 OFDM 可采用数字信号处 理的方式进行调制与解调,系统的编码速率是自适应可调的,因此能够在保证 通信可靠性的前提下,充分地利用信道资源,从而在中低压电力线上实现高速 的 IP 通信网;也可以在配网自动化、中小水电信息采集,以及电力系统集中抄 表、营销自动化等应用中提供新的传输方式。 三、耦合技术 电容耦合方式分为相—相耦合和相—地耦合两种,具有衰耗较小、线路故 障检查方便等优点,适用于各种架空电缆。中压电力线载波通信通常采用相—

地电容耦合方式,每一个通信节点必须使用一个 10kV 耦合电容器(10 000pF) 和结合滤波器。目前中压 10kV 耦合电容器(10 000pF)和结合滤波器产品已经 一体化。低压电力线通信耦合方式一般采用电容直接耦合方式。 四、工频畸变数据传输技术 工频畸变数据传输技术是利用电网电能的正弦波在过零点附近时的瞬时能 量特点, 再利用现在最新电子控制技术, 加载一个 200~600Hz 的畸变波形数据 信号,使其波形发生微小的畸变,畸变的波形内加载着数据信息,由供电端向 电网受电用户端发出。在电力线路网内安装对应的数据模块,采集到该信息后 经数据分析处理,再经信息译码后根据数据指令意图,上传所需要的数据信 息。加载的 200~600Hz 的波形可顺利通过变压器一、二侧绕组、电流互感器 而不发生数据丢失和误码,使其相互通信顺畅。

5.3.3

应用参考标准

DL/T 645—2007 多功能电能表通信规约 DL/T 790 采用配电线载波的配电自动化 DL/T 5189—2004 电力线载波通信设计技术规程

5.3.4

应用原则

低压电力线载波通信技术可以应用在农配电监测和大用户抄表、远程抄表 系统等领域中。

5.3.5

建议

(1) 应用 电 力线 载 波通 信应 与其 他 通信 技术 紧 密结 合, 做 到经 济合 理。 (2) 针对中国中低压电网特点,在数据传输能力、抗干扰性等方面继续完 善产品。 (3) 解决大规模应用中载波组网方式问题。 (4) 加强研究电力线载波通信产品及相关系统的性能、检测、施工、运行

等方面的规范。

5.4 无线通信技术

5.4.1

技术研究水平

当前电力系统的骨干通信网以光纤为主,在配电和用电领域,无线通信以 其不用架线、灵活性强等特点发挥着积极的补充作用。无线通信是利用电磁波 的辐射和传播特性,经过空间传送信息的一种通信方式。无线通信技术按照传 输距离可分为基于 IEEE 802.15 的无线个域网(WPAN) 、基于 IEEE 802.11 的无 线局域网(WLAN) 、基于 IEEE 802.16 的无线城域网(WMAN)及基于 IEEE 802.20 的无线广域网(WWAN) 。长距无线接入技术的代表有 GPRS、3G;短距无线接入 技术的代表有微功率无线网络、Wlan、UWB、ZigBee、BlueTooth 等。无线通信 技术按照带宽则又可分为窄带无线接入和宽带无线接入,其中宽带无线接入技 术的代表有 3G、McWill、LMDS、WiMAX;窄带无线接入技术的代表有第一代、 第二代蜂窝移动通信系统,Mobitex,230MHz 电台等。

5.4.2

技术内容

无线通信技术在配、用电信息传输的应用模式上主要有两种:一是租用无线 公网,如 GPRS、3G 等;二是组建电力无线专网,专门用于传输电力信息,如微功 率无线网络、McWill、Mobitex、230MHz 电台以及 ZigBee 等。 一、无线公网 无线公网经历了第一代模拟通信系统、第二代 GSM/CDMA 数字通信、第 2.5 代 GPRS/CDMA 1X、第 2.75 代 EDGE、第三代移动通信技术的发展、演进,目前 广泛应用的主要有 GPRS 和 3G。 (1) GPRS。GPRS 即通用分组无线服务,它是一种基于 GSM 系统的无线分组 交换技术,提供端到端的、广域的无线 IP 连接,数据以封包(Packet)形式来 传输,在这种传送方式中,数据的发送方和接收方同信道之间没有固定的占用 关系,因此对信道资源能够更合理的使用。GPRS 实际应用带宽大约为 40~

100kbit/s,传输速率大约为 40~114kbit/s。 GSN 是 GPRS 网络中最重要的网络节点,具有移动路由管理功能,它可以连 接各种类型的数据网络,完成移动台和各种数据网络之间的数据传送和格式转 换,并可以连到 GPRS 寄存器。GSN 有两种类型:一种为 SGSN(服务 GSN) ,另 一种为 GGSN(网关 GSN) 。前者的主要作用是记录移动台的当前位置信息,并且 在移动台和 GGSN 之间完成移动分组数据的发送和接收;后者主要起网关作用, 可以和多种不同的数据网络连接。GGSN 可以把 GSM 网中的 GPRS 分组数据包进 行协议转换,从而可以把这些分组数据包传送到远端的 TCP/IP 或 X.25 网络。 当前租用模式即是由运营商的 GGSN 经数据专线连接至电力企业的数据中心。 (2) 3G。3G 即第三代移动通信技术(3rd-generation) ,是指支持高速数 据传输的蜂窝移动通信技术,它能极大地增加系统容量,提高通信质量和数据 传输速率。3G 服务能够同时传送声音及数据信息,速率一般在几百千比特每秒 以上。目前 3G 技术存在四种标准,即 WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、WiMAX。 WCDMA 即为宽频分码多重存取,这是基于 GSM 网发展出来的 3G 技术规范, 是由欧洲提出的宽带 CDMA 技术。CDMA2000 是由窄带 CDMA(CDMA IS95)技术发 展而来的宽带 CDMA 技术,也称为 CDMA Multi-Carrier。它主要应用了多路载 波技术,通过采用三载波使带宽提高,由美国高通北美公司为主导提出,这套 系统是从窄频 CDMA One 数字标准衍生出来的,建设成本低廉。TD-SCDMA 即时 分同步 CDMA,是由我国独自制定的 3G 标准,具有辐射低的特点。该标准将智 能无线、 同步 CDMA 和软件无线电等当今国际领先技术融于其中, 在频谱利用率、 业 务 支 持 能 力 、 灵 活 性 及 成 本 等 方 面 的 独 特 优 势 。 WiMAX ( Worldwide Interoperability for Microwave Access)即微波存取全球互通,也称为 802 ?16 无线城域网,是又一种为企业和家庭用户提供“最后一英里”的宽带无线 连接方案。 二、无线专网 (1) 微功率无线网络。微功率无线网络综合了传感器技术、嵌入式系统技 术、网络无线通信技术、分布式信息处理技术等,能够通过以自由组织方式组 网的各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知、采集和处理网络覆盖区

域中各种环境或监测对象的信息,这些信息通过无线方式被发送,并以自组多 跳的网络方式传送到用户终端。微功率无线网络工作在 470~510MHz 等频段 上,占用 200kHz 的带宽,无线空中通信速度为 4.8~38.4kbit/s,发射功率 为 10~50mW, 通信距离空旷地 300~1200m。 微功率无线网络技术克服了传统的 数据点对点无线传输模式的局限性,具有硬件资源少、体积小、低功耗、多跳 路由、拓扑结构动态性强、自组织性以及网络分布式特性。对于分布在很广范 围内的大量节点,每个节点都是一个可以进行数据采集、数据处理和数据通信 的智能单元,即使网络中某些节点失效,整个网络仍然能够正常运行。微功率 无线网络技术以其超低功耗、自组织网络、成本低、低功耗、超强通信能力、 通信距离远和抗干扰能力强等诸多优点,非常适合于测量点多、范围分散 场合的通信领域。 (2) McWill。McWill(Multi-Carrier Wireless Information Local Loop, 多载波无线信息本地环路)是在现有大规模商用窄带 SCDMA 技术的基础上,我 国自主研发的集智能天线、CS-OFDMA 无线接入多址技术以及增强零陷、信道跟 踪和预测、动态信道分配、频空联合检测等核心技术为一体的宽带无线通信系 统。McWill 网络是 SCDMA 的衍生产品,由 SCDMA 宽带基站、塔放、系统网管及 无线宽带终端构成。基站与宽带终端之间可在非视距的环境下传播,单基站覆 盖半径为市区 2~3km、郊区 8~13km,峰值净吞吐率为 15Mbit/s/5MHz,基站 系统射频信道带宽 5MHz,全 IP 扁平化网架。McWill 以其高容量、非视距覆盖 能力强、语视数一体化多业务综合接入功能、灵活的 QoS/GoS、安全性好等特 点,在电力系统的配用电、调度以及信息化领域有着较好的应用前景。 (3) Mobitex。Mobitex 是由爱立信公司开发的一种窄带无线数据通信技 术。它使用两个频段,信道带宽为 12.5kHz,可靠的数据传输速度可达到 8kbit/s。Mobitex 网络主要由无线电基站、MX 开关和网络管理中心(NCC)三 部分组成。无线电基站和一个或多个开关(称为 MX 开关)作为一个 30km 单元 (覆盖范围)的发射机。其中,基站规定覆盖区域,决定网络容量。无线设备可 通过最近的基站进行通信, 并可以从一个单元到另一个单元自由移动。 Mobitex 使用包交换技术进行数据传输,信息包 MPAKs 限于 512 位以内的数据,以保证

数据传输不丢包。Mobitex 网络采用 3 层 OSI 模式,其网络连接和协议 ROSI 十 分可靠,因而在许多重要系统中得到应用。 (4) 230MHz 数传电台。根据国家无线电管理委员会在 1991 年下发文件 [ 〔1991〕国无管字 5 号] ,在关于电力负荷监控系统频率使用的批复中明确, 230MHz 频段的 15 对双频频点和 10 个单频频点作为无线电力负荷管理系统的专 用频点, 因此电力系统可以建设专用的 230MHz 通信网络用于电力负荷管理系统 信息传输。 230MHz 无线通信系统主要由 230MHz 无线主台站与终端组成。无线主台站 设备主要包括通信电台、控制分机、天馈线及电源等部分设备,双机热备、智 能切换、信号智能采集等。终端设备主要由电源单元、处理单元、接口单元和 电台单元四部分组成。 230MHz 无线通信属于超短波无线通信,是利用 223~231MHz 超短波频段的 电磁波进行的无线电通信,其传输距离约为 50km,远距离传输时需经中继站分 段传输,即中继接力通信。虽然 230MHz 无线通信的技术成熟,具有较多用途的 成功经验,但也具有受频点资源和主站所带最大电台数量的限制、速率低、传 输效果受环境影响等不利因素。 (5) ZigBee。ZigBee 是一种短距离、低功耗的双向无线通信技术。它可工 作在 2.4GHz、 868MHz 和 915 MHz 三个频段上, 分别具有最高 250kbit/s、 20kbit/s 和 40kbit/s 的传输速率, 它的传输距离在 10~75m 的范围内。 其特点是近距离、 低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本、可靠、安全,主要适合用 于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备。ZigBee 技术在电力系统远程 抄表的集中器与抄表终端之间的通信、电力设备温度采集的信息传输等方面有 着一定的用途。

5.4.3

应用参考标准

中华人民共和国无线电管理条例 DL/T 544—1994 电力系统通信管理规程 DL/T 860 变电站通信网络和系统

DL/Z 981—2005 电力系统控制及其通信数据和通信安全

5.4.4

应用原则

无线通信作为光纤通信的有效补充, 主要应用于配、 用电数据采集的传输, 应根据企业的实际需求及环境来进行选择应用。

5.4.5

建议

租用无线公网通信需注意信息安全,应采用专线 APN 传输方式由运营商 GPRS 网络经电力企业应用防火墙再进行数据交换。建立无线专网需根据地理环境选 择好基站,同时采取必要的避雷和防雷措施。

6

农网生产运行管理

6.1 农网生产运行管理系统

6.1.1

技术研究水平

电力企业生产管理系统是在电力企业管辖的范围内建立一个以网络技 术、计算机技术等现代信息技术为支撑的生产管理平台,并在此基础上将现 行的手工作业为主的生产管理活动提升到这个平台上来,以达到降低生产成 本、提高设备运行可靠性、提高管理效率和决策水平目的的软件系统。 电力企业生产管理系统遵循“SG186”工程的总体规划和规范,形成适合农 电生产管理、适应农电不同管理体制的生产业务支持系统。

6.1.2

技术内容

生产管理信息系统体系结构如图 6?1 所示。 (1) 以设备管理为基础的统一设备管理。 (2) 以生产计划管理为核心的计划管理。 (3) 安全监督管理以及安全信息网。 (4) “两票”管理。 (5) 规范安全经济的调度管理。 (6) 实现电网运行分析,提供管理决策支持。 (7) 线损技术管理。 (8) 规范输变配等环节的生产管理,使管理内容更实际、丰富。 (9) 实现工程物资管理的信息化,保障物资及时供应,提高物资管理的透 明度。 (10) 建立高效安全的生产管理信息平台。

图 6?1

生产管理信息系统体系结构

6.1.3

主要功能

(1) 电网实时数据显示及历史数据查询。包括电网实时数据显示、电网历 史数据查询、一次主接线图查询。 (2) 设备管理。包括综合统计查询、设备技术参数、输电设备管理、变电 设备管理、配电设备管理、设备异动管理、设备评级管理、设备报废管理、通 信网络管理。 (3) 生产管理。包括生产计划管理、巡检管理、缺陷管理、设备检修管理、 线路检修管理、试验管理、继保管理。 (4) 调度管理。包括值班日志管理、报表自动统计、停送电管理、继保管 理、两票管理。 (5) 安全监督管理。包括安监信息管理、安全措施管理、设备障碍管理、 事故管理、安全考核评分、安全月报管理、两票合格率管理、安全工器具管理。 (6) 电网分析管理。包括供电可靠性管理、电压合格率管理、负荷管理、 电网运行日报。 (7) 工程物资管理。包括工程管理、采购计划管理、物资库存管理、统计 查询报表。 (8) 线损管理。包括 35kV 线路理论线损计算、10kV 线路理论线损计算、 其他线损计算、实际线损统计、线损统计分析。

(9) 输配电 GIS 管理子系统。包括线路信息、设备信息。 (10) 变电站运行管理。包括值班管理、运行报表、巡视与缺陷、操作票 管理、工作票管理、设备评级、设备台账查询。 (11) 供电所安全生产管理。包括值班管理、运行月报、巡视与缺陷、操 作票管理、工作票管理、设备评级、设备台账查询。

6.1.4

应用参考标准

Workflow Management Coalition (XPDL) 2.1

XML Process Definition Language

联合国 GIS 标准化手册(ISO/TC211)

6.1.5

应用原则

农电安全生产管理系统应按照国家电网公司的统一要求建设,并与 SG?ERP 集成。

6.1.6

建议

农电安全生产管理系统建设应考虑与 GIS 系统的一体化设计,并能通过信 息交互总线技术支持企业信息资源的交换与共享。

6.2 输变电设备智能巡检系统

6.2.1

技术研究水平

为了确保输变电设备的正常运行,掌握设备运行状况及周围环境的变化, 需要对其进行定期的巡检,及时发现设备缺陷和危及线路安全的隐患。目前对 输变电设备的巡检工作主要是采用现场手工记录,将巡检规程和巡检作业指导 书联系在一起的巡检方式相对来说比较少。利用便携式巡视终端(PDA) 、全球 定位系统(GPS) 、条形码扫描技术、无线通信以及商业智能等先进技术,与现 场标准化作业指导和工作流技术有机融合,并与生产 MIS 系统实现无缝集成,

对广域或区域输电线路、变电站进行巡视、检查的智能巡检技术,是目前国内 外研究的重点,已逐步被推广应用。

6.2.2

技术内容

智能巡检系统由巡线终端和后台管理系统组成。智能巡检系统主要由条形 码技术识别或者 GPS 定位、参数记录、任务定义、数据下载、数据上传等模块 组成。其中,条形码技术识别和 GPS 定位模块主要用于识别特定的设备,进入 相应的巡检项目填写界面。参数记录模块主要用于处理记录的数据,包括对记 录数据进行编码和加密等过程。任务定义模块主要是根据设备巡视周期制定巡 视任务。数据下载模块主要是把巡视任务、运行数据、设备和缺陷信息等传递 到 PDA 终端。数据上传模块可以把巡检结果、缺陷信息等回传到系统。数据下 载和上传可以通过有线连接或无线通信方式来实现。后台管理系统提供任务管 理、设施台账和缺陷管理、巡检信息统计分析等功能。智能巡检系统架构如图 6?2 所示。

图 6?2

智能巡检系统架构

智能巡检技术主要解决了巡检工作中以下重要问题: (1) 巡检不到位、漏检或者不准时。 (2) 手工填报巡检结果效率低,容易漏项或出错。 (3) 管理人员难以及时、准确、全面地了解设备状况,难以制定最佳的运 行维护方案。 (4) 与生产管理信息系统一体化集成,实现设备台账信息、缺陷信息、 巡检信息等的共享,实现巡检的标准化作业,并实现缺陷管理流程的统一。 智能巡检技术可实现数据存储和查询、记录采集、结果应用、地理位置定 位、实时上传数据、提示缺陷处理、编写现场标准化作业卡等功能,具体体现 在以下几方面: (1) 巡检终端 PDA 能够通过有线或无线的方式获取巡检任务,填写巡检 设施的运行情况,后台系统为巡检人员提供标准、规范、高效的设施巡检录 入方式,获取后台系统同步资料。后台管理系统可实现对设备台账、巡检人 员等基础资料的管理和自定义巡检项目、缺陷标准等内容的描述。 (2) 对巡检工作进行计划和任务的制定。通过数据同步将任务下载到 指定班组的巡视终端 PDA 上,从而实现巡检任务的管理管理和监督。特别 是预先将现场标准化作业巡视流程维护到生产 MIS 系统中,巡检人员可根 据巡检任务内容,按巡检任务流程的设置进行日常巡检工作。 (3) 通过有线或无线的连接后台系统保持数据同步。系统智能地自适应 有线或无线的连接而无需用户干预。当巡检人员到达某一预先指定的目标 位置的有效距离内时,巡检系统将自动地向巡检人员提醒已到达该设施, 并提示巡检人员检查该设施。通过 GPS 或条形码扫描技术确定巡视设备的 位置,保证巡视人员到位巡视,实现对巡检任务的管理监督。 (4) 规范缺陷管理。系统提供方便灵活的缺陷查询和处理方式,巡检人员 只需在巡视终端 PDA 上现场进行缺陷登记,上传后即进入生产 MIS 系统,与生 产 MIS 系统台账管理、 缺陷管理、 主题查询相连接, 使生产管理人员在生产 MIS 系统对巡检缺陷数据进行维护、查询,并对缺陷按流程进行处理,实现了设备 缺陷处理的闭环。

(5) 提供资料修改的审核功能。 对关键的业务数据的修改进行审核、 校验, 以确保系统数据的完整准确。同时,后台管理系统能够对历史巡检情况、缺陷 记录生成统计、分析查询等报表,并可直接查看多种报表、图表,以及巡检情 况记录等,为巡检工作提供方便。

6.2.3

应用参考标准

DL/T 1036—2006 变电设备巡检系统

6.2.4

应用原则

(1) 根据不同的输变电设备选择相适应的巡检方式,提高巡检质量,提高 工作效率,消除事故隐患。 (2) 坚持巡检到位的原则,注重巡检实际效果。 (3) 通过无线方式传输数据,注意采取安全措施确保信息安全。

6.2.5

建议

(1) 在输变电设备巡检中,积极采用先进的智能巡检方式,不断规范巡检 工作。 (2) 以智能输变电巡检技术为手段,准确地定位巡视设备,提高设备巡视 的标准化作业程度和巡视质量。

6.3 10kV 线路故障检测技术

6.3.1

技术研究水平

10kV 配电网系统中,线路分支多、布点散,发生故障时抢修人员进行查障 费时费力。经实践证明,故障指示器是查找、确定故障回路或故障区域的简便 而可靠的工具,能大大地缩短故障查找时间,有效提高事故后送电的效率,有 利于提高供电可靠性。 在科技发展的推动下,目前国内故障指示器的生产技术越来越高,产品不

断推陈出新,由最初的无通信型架空线路故障指示器发展为带通信功能的智能 型故障指示器,并且能够针对用户的需求生产出相应的产品。故障指示器因简 单实用、适用范围广、经济性好而得到较大规模的应用。目前,如何提高故障 指示器的自动化水平和提高单相接地故障检测准确率,是故障指示器技术研究 的重要课题。

6.3.2

技术内容

通过故障指示器检查配电线路故障有两种方式,一种是通过普通型故障检 测器显示线路故障,另一种是通过基于智能故障指示器的故障定位系统显示线 路故障。以上设备均可配套安装在配电网络系统中的架空线路、环网开关、电 缆分支箱、箱变上,用于指示相应架空导线、电缆区段的短路和单相接地故障。 普通型故障检测器主要通过指示器的故障翻牌功能显示线路的接地故障及 短路故障等,需要现场查看。而基于智能故障指示器的故障定位系统主要由带 无线通信功能的故障指示器和计算机上位系统构成,在线路出现短路故障、接 地故障、断电、送电等情况下,通过无线传输模块,将信息远传至故障定位系 统,并由该系统判断分析故障区段和进行声光告警,同时,还可利用短信功能 将故障信息发送到维护值班人员手机上,使运行维护人员在第一时间得到线路 故障信息。

6.3.3

主要功能

故障检测系统运行稳定可靠,可通过翻牌、发光或无线网络传输快速查找 线路的接地、短路等故障。基于智能故障指示器的故障定位系统便于故障的查 找,管理部门、运行部门可通过一个服务器实时、准确地观察线路运行状况, 及时地找出线路故障点,同时运行人员可在第一时间获得故障信息并做出处理 方案,减少停电时间,有力地保障了电力系统运行的可靠性,提高了工作效率, 降低了运营成本,使线路管理水平迈上一个新台阶。配电线路故障的定位可以 从线路故障检测设备、通信系统、故障定位主站系统三个模块来实现。 (1) 线路故障检测设备。线路故障检测设备安装在配电线路中,直接对

10kV 线路进行检测,是配电网自动化系统安全可靠运行的组成部分。线路故障 检测设备主要包括架空型、电缆型和面板型。 (2) 通信系统。智能型的故障定位系统需要借助于有效的通信手段,用于 线路故障检测设备与故障定位系统的信息交互。 (3) 故障定位系统。故障定位系统主要对线路故障检测设备进行实时状态 监控、设备参数设置、故障定位、故障结果分析等功能。它能够与其他电力生 产、信息系统实现基于信息交互总线的数据交互。

6.3.4

应用参考标准

DL/T 814—2002 配电自动化系统功能规范 DL/T 1080 电力企业应用集成 配电管理的系统接口 Q/GDW 382—2009 配电自动化技术导则

6.3.5

应用原则

(1) 在简单的配电线路上可安装使用翻牌、普通型功能故障指示器,有利 于线路故障的巡视检查。 (2) 在比较复杂的线路上可安装基于智能故障指示器的故障定位系统。对 于安装 GIS 地理信息系统的,可结合其功能,将检测中心后台系统与 GIS 地理 信息系统结合运行,以实现故障的在线、实时监控。

6.3.6

建议

在易发生故障线路或地形复杂、 巡线难度大的线路上安装智能故障指示器。 在其他线路上,可根据投资及线路状况,采用普通型和智能型故障指示器综合 应用的方式。

6.4 状态检修技术

6.4.1

技术研究水平

状态检修技术是以设备状态监测为手段,对设备进行实时监测、适时检修 的一项技术。应用状态检修技术,可以显著减少检修试验需要的停电时间,而 且基于设备状态分析,应修的设备可得到及时的诊断和检修。状态监测系统是 状态检修策略的重要组成部分,它不仅为状态检修提供了分析诊断的依据,也 是提高设备运行可靠性的重要技术措施。 借鉴国外成功经验并经过多年的研究,国内已基于状态检修先进理念制定 出了一套可操作的行业标准, 对于状态监测系统, 也制定出了相应的技术规范, 保证了进入电网应用的系统符合工业化条件。 按照保守的测算, 对于交流电网, 实施状态检修技术之后, 年度检修试验的工作量和停电时间至少可以压缩 50%, 因此,变电站设备在线诊断和状态检修技术具有极大的应用价值。

6.4.2

技术内容

状态检修技术是采用以信息技术为基础的自动管理技术,其工作的重点是 对设备状态的严密监测和全过程控制,从而可合理延长设备的使用寿命,提高 设备的运行水平,降低设备运行的总费用。检修总量和停送电操作减少,相应 提高了电网和人身的安全水平,并提高了设备利用率,减少了检修工作量。 状态监测是状态检修技术的核心,缺乏完善的状态监测技术和手段,不可 能实现状态检修。 状态检修以设备当前的实际运行状况为依据,它通过先进的状态监测和诊 断手段、可靠性评价手段以及寿命预测手段,判断设备的状态,识别故障的早 期征兆,对故障部位及严重程度、故障发展趋势做出判断,并根据分析诊断结 果,在设备性能下降到一定程度或故障将要发生之前及时实施检修。它为电气 设备安全、稳定、长周期、全性能、优质运行提供了可靠的技术和管理保障。 与状态检修密切相关、能直接提高状态检修工作质量的理论与技术主要包 括 4 个方面的内容,即设备寿命管理与预测技术、设备可靠性分析技术、设备 状态监测与故障诊断技术和信息管理与决策技术。 设备寿命管理与预测技术,就是对设备的运行寿命进行预测,分为间接法 和直接法;设备可靠性分析技术,就是通过对设备可靠性的评估,对设备运行

状态进行评价,确定最佳检修时机;设备状态监测与故障诊断技术,就是根据 设备老化及劣化规律,结合在线及离线监测方法获取的信息,得出设备检修和 更换的最佳时机;信息管理与决策技术,就是利用信息系统对各种数据进行 分析处理,以达到优化检修流程和提高检修质量的目的。

6.4.3

应用参考标准

GB 50150—2006 电气装置安装工程

电气设备交接试验标准

DL/T 596—1996 电力设备预防性试验规程 Q/GDW 168—2008 输变电设备状态检修试验规程

6.4.4

应用原则

(1) 各单位应结合设备状况,积极开展状态检修试点,总结并制定新的状 态检修策略,加强设备运行管理和严格检修作业程序,逐步将状态检修技术推 广应用。 (2) 状态监测系统是开展状态检修的重要组成部分,应根据设备状况合理 选择状态监测系统并加以充分应用,保证状态监测系统的监测效果,保证为状 态检修提供数据支撑。

6.4.5

建议

(1) 做好人员培训工作,特别是设备状态评估人员的技术培训,准确理解 状态检修的内涵,正确认识状态检修。 (2) 注重设备运行状态的统计分析与评价,制定完善的状态检修工作流 程,客观地评价状态检修。 (3) 设备状态监测系统应与智能电网建设、农网改造升级工程等的建设相 配合,根据设备状况可选择是否与状态检修工作同时开展。

6.5 带电作业技术

6.5.1

技术研究水平

带电作业是在带电的高压电气设备上进行检修、测试等作业方法,是指工 作人员身体的任何部分或采用工具、装置或仪器进入限定的带电作业区域或接 触带电体的所有作业。带电作业工作是一项技术性较强、安全水平要求较高的 工作,是避免检修停电、保证正常供电的有效措施。带电作业工作对保证电网 安全运行、提高电网经济效益和供电可靠性具有重要的意义。 带电作业技术在国际上已研究多年,并被广泛应用在 10kV、35kV、110kV、 220kV、330kV、500kV 等线路各级电网的检修及维护上。我国从 20 世纪 50 年 代开始进行带电作业技术研究, 80 年代已接近成熟, 到 主要在城市电网和输电 网开展。在农网开展带电作业是在 90 年代末,当时主要在 10kV 开展带电挑搭 火,更换绝缘子、修补导线等;在 35kV、110kV 开展绝缘子带电测试等。目前, 带电作业技术在东部发达地区的农电企业已得到广泛应用。

6.5.2

技术内容

(1) 技术原理。带电作业技术应用根据人体与带电体之间的关系可分为等 电位作业、地电位作业和中间电位作业三类。 1)等电位作业。是指作业人员通过绝缘体对大地绝缘后,人体与带电体处 于同一电位时进行的作业。等电位作业时,与带电体等电位的作业人员全身是 同一电位,流经人体的电流为零。 2) 地电位作业。 是指作业人员在接地构件上采用绝缘工具对带电体开展的 作业,作业人员的人体电位为地电位。 3)中间电位作业。是指作业人员对接地构件绝缘,并与带电体保持一定的 距离或对带电体进行绝缘遮蔽开展的作业,作业人员的人体电位为悬浮的中间 电位。中间电位作业时,作业人员站在绝缘斗臂车、绝缘梯或绝缘平台上,穿 戴绝缘防护用具,通过绝缘手套进行检修和维护作业,此时人体电位是低于导 电体电位、高于地电位的某一悬浮的中间电位。 (2) 技术特点。110kV 及以上电压等级输电线路的带电作业主要为等电位

作业和地电位作业; 35kV 输电线路带电作业主要为地电位作业; 10kV 配电线路 带电作业主要为中间电位作业。开展带电作业对提高供电可靠性、减少停电时 间、提高供电输出能力等具有显著效果。 (3) 主要功能。带电作业技术用于发电厂和变电站电气设备、架空输电线 路、配电线路和配电设备的带电测试、带电检查和带电维修等。带电作业的主 要项目有带电更换线路杆塔、绝缘子,清扫和更换绝缘子,水冲洗绝缘子,压 接修补导线和架空地线,检测不良绝缘子,测试更换隔离开关和避雷器,测试 变压器温升及介质损耗值等。 10kV 线路带电作业主要包括带电更换绝缘子或横担、刀闸、跌落保险、避雷 器、柱上开关、寻址器;带电挑搭火,修补导线,清除异物;带电换杆或直线杆 改耐张杆;带电修剪树枝、拆除废旧设备及一般缺陷处理等作业。 35kV 线路带电作业主要包括带电进行绝缘子检测;带电更换耐张及直线整 串绝缘子;带电补弹簧销、处理耐张引线接头;带电更换金具、防震锤,修补 导线,挑搭火、挑异物等作业。 110kV 线路带电作业主要包括带电进行绝缘子检测,更换耐张及直线单片、 整串绝缘子,补弹簧销;带电处理耐张引线接头;带电更换金具、防震锤,修 补导线,挑异物,检查线夹等作业。 35kV 以上变电站带电作业主要包括设备的带电水冲洗;带电测试变压器温 升及介质损耗值,检修断路器,滤油及加油,清刷导线及避雷线并涂防腐油脂 等作业。 (4) 技术指标。在进行带电作业时,必须严格按照《带电作业规程及技术 导则》中相关规定执行,满足最小安全距离要求。带电作业工器具使用、运输 必须符合相关“带电作业工器具规程”要求及安全规定。加强绝缘工具的现场 检查和带电作业人员的地面监护, 设备带电作业时应退出自动重合装置。 在雨、 雷及风力大于 5 级等不良天气条件下,不宜带电作业。

6.5.3

应用参考标准

GB/T 18037—2008

带电作业工具基本技术要求与设计导则

GB/T 18857—2008

配电线路带电作业技术导则

DL/T 966—2005 送电线路带电作业技术导则

6.5.4

应用原则

(1) 10kV 带电作业一般采用绝缘斗臂车或利用绝缘梯、 绝缘平台的中间电 位作业方法。 (2) 35kV 带电作业一般采用地电位作业方法。 (3) 110kV 带电作业一般采用地电位或等电位作业方法。

6.5.5

建议

(1) 带电作业工作人员应在从事输配电运检工作三年以上的人员中择优 录用,经培训取得相应资质的带电作业资格证书,方能从事带电作业工作,每 年至少组织一次相应的专业培训。 (2) 新增带电作业项目及工器具、工艺,应进行严格的科学试验和停电模 拟操作,制定完备的安全技术组织措施,编制相应的现场标准化作业指导书, 由上级主管部门批准后方可采用和进行。 (3) 带电作业工器具应按有关要求进行管理。 (4) 应加强对带电作业工作的领导,建立带电作业管理制度和考核机制, 组建带电作业专业队伍。

6.6 现场标准化作业支撑技术

6.6.1

技术研究水平

开展现场标准化作业是生产管理长效机制的重要组成部分,是供电企业高 度重视、广泛宣传、统一布置、全面深入的一项长期工作,可以实现现场生产 工作的全过程管理,规范现场作业程序和作业人员行为,杜绝现场作业的随意 性和盲目性,进而能够降低现场作业的风险,确保电网的安全稳定运行。 现场标准化作业通常采取的手段有制度建设、标准化作业指导书(卡) 、应

用 PDA 技术等。目前各供电公司在国家电网公司的统一指导下,全面推进了现 场标准化作业的制度建设,并全面应用了现场作业标准化作业指导书(卡) 。

6.6.2

技术内容

针对目前现场标准化作业存在的问题,在已有成果的基础上,可采取如下 措施继续深化现场标准化作业,进一步提高作业现场的管控水平。一是编制现 场标准化作业流程, 进一步规范各部门间的配合关系; 二是深化应用 PDA 技术, 将现场作业流程固化到 PDA 中加以执行; 三是建立标准化作业指导书编制系统, 全面规范作业指导书的编制工作。 (1) 编制现场标准化作业流程。抽取现场作业中最重要和作业时间最长的 环节,制定标准化的工作流程,明确涉及的检修、运行、验收、监督等各环节 的人员具体责任及时间要求,并严格执行。通过规范、标准的工作流程,可以 明确各部门相关人员的职责,提高工作效率,在提高工作现场规范程度的同时 可大大缩短停电检修工作的整体时间。 (2) 深化应用 PDA 技术。一是在变电站、线路的巡视检查工作中全面推广 PDA 巡视技术,将发现的缺陷和异常录入手持机,实现巡视管理的标准化;二 是在现场作业中积极应用 PDA 技术,并与现场作业标准化流程相结合,进一步 提高现场作业的标准化水平;三是完善 PDA 后台管理系统,与生产 MIS 系统、 地理信息系统、作业指导书系统等有机结合,将标准化的流程和作业要求固化 到 PDA 中,实现现场作业的标准化。 (3) 建立标准化作业指导书编制系统。以分析现场作业过程为基础,通过 抽取现场作业要素,建立相关作业专家知识库,并通过现场作业条件以智能生 成标准化作业指导卡为核心,从形式、内容两方面为现场标准化作业工作开展 提供技术支撑。满足科学化、标准化、制度化、网络化的专家知识库体系全面 指导县配电现场标准化作业工作开展的要求,达到基于智能客户端体系的多层 结构使系统部署更快速、操作更直观、维护更方便、管理更有效的目的。主要 实现如下功能: 1) 配电作业指导卡管理。 实现对配电现场标准化作业指导卡的编写、 签发、

打印、回填、评估等工作的全过程管理。 2)配电知识库管理。实现作业条件管理、危险点及安措管理、工器具材料 管理、开竣工内容管理和作业管理。 3)员工安全档案管理。对员工基本信息、员工培训记录、员工违规与违章 记录、员工事故记录及员工安全档案进行管理。 4) 安全监管。 实现对供电所作业卡、 知识库、 员工安全档案等信息的管理、 查询功能,对供电所现场标准化作业工作进行监管。 5)系统维护管理。对企业信息、人员权限、系统参数进行设置,实现人员 安全度的参数设置与测算管理、作废指导卡与指导书清理、系统日志查询、数 据备份、数据恢复等功能。

6.6.3

应用参考标准

DL/T 572—2010 电力变压器运行规程 DL/T 741—2010 架空输电线路运行规程 SD 292—1988 架空配电线路及设备运行规程 国家电网安监〔2009〕664 号 电力安全工作规程(变电部分、线路部分)

6.6.4

应用原则

(1) 应用 PDA 等技术手段能够有效提升现场标准化作业水平,但更重要的 是建立相应管理制度,明确具体要求,并明确相关技术手段的应用范围、流程 及标准,落实相应的组织保障措施。 (2) 应建立工器具和材料型号库,提高现场标准化系统的应用水平。

6.6.5

建议

(1) 各单位可视情况引入远程视频监控系统,通过远方的检查,进一步规 范现场人员的工作行为,减少违章的发生。 (2) 持续优化现场标准化作业流程,进一步缩短作业前准备时间和作业时 间。

6.7 剩余电流动作保护装置应用技术

6.7.1

技术研究水平

我国剩余电流动作保护装置(以下简称“保护装置” )经历了电压型、电流 型、电流脉冲型、电流型+鉴幅鉴相型等过程;元器件则经历了分立元件、模 拟集成电路+数字集成电路、模拟集成电路+单片微处理器等阶段,经历了从 农村低压电网单级保护到多级保护相配合的、有选择动作的发展历程。 随着保护装置的发展,各科研院所、制造厂家,从初期的单一功能电器向 成套组合、智能电器发展,逐渐实现整体功能最佳化,在农网中已得到广泛应 用。在智能电网建设中应用智能漏电保护器,为供电企业管好农网智能配变台 区, 保证安全用电及提高供电可靠性打下基础。 这一具有中国农电特色的措施, 将超过国际保护装置的现状,达到国际先进水平。

6.7.2

技术内容

农网漏电保护系统实行分级保护,一般分为总保护、二级保护和三级保护 (家保) ;前两级产权属供电企业,家保(末级)属用户自有。其中总保护应在 缓变漏电电流超限时动作,二级保护可分别具有缓变漏电电流超限动作功能或 单相对地突变电流动作功能,作为家保的后备保护。 这是因为,农电系统原有的分级保护系统对家保失灵、缺失等不动作状态 无能为力,总保护灵敏度高的,就要面临低压总开关频繁跳闸的后果;总保护 不灵敏的,供电企业就会因农村人身触电的责任问题而身陷法律纠纷。现将供 电企业管辖范围内增加一级可作为家保后备保护的二级保护 (单相) 就可大大 , 减少低压配电台区总保护动作次数,减少甚至消除低压配电网末端人身触电的 可能。原设的分支保护(三相二级保护) ,可视村内低压配电线路架设情况(平 行集束电缆、架空绝缘导线、地埋线)及运行状况酌情予以撤销,以减少因改 造漏电保护系统的投资。 新型智能保护装置(三相或单相)通过单片机和通信模块实现电压、电流、 剩余电流、开关状态等数据的实时采集、监控、记录、储存和传输,通过主站

实现遥信、遥测、遥调、遥控。管理人员接到遥信(短信)后,还可远方操控 漏电开关。 保护装置应具备过电压、过载和短路保护及负荷控制电流可按需调节。总 保护和二级保护的漏电缓变动作值为 50~500mA 可调, 突变动作值为 30~75mA 可调,家保漏电动作值一般不大于 30mA。 三级保护的配合应符合 DL/T 736—2010《农村电网剩余电流动作保护器安 装运行规程》 。

6.7.3

主要参考标准

GB 13955—2005 剩余电流动作保护装置安装和运行 GB/T 14048.2—2008 低压开关设备和控制设备 第 2 部分:断路器 GB/T 22387—2008 剩余电流动作继电器

DL/T 645—2007 多功能电能表通信规约 DL/T 736—2010 农村电网剩余电流动作保护器安装运行规程 DL/T 5131—2001 农村电网建设与改造技术导则 Q/GDW 614—2011 农网智能型低压配电箱功能规范和技术条件 Q/GDW 615—2011 农网智能配变终端功能规范和技术条件

6.7.4

应用原则

总保护器适用于我国农网配电台区的 TT 型低压电网。 智能漏电保护器有单 相和三相两种类型,运行中要特别重视配电台区中性点接地电阻值应符合规程 要求,注意三级保护之间的配合。

6.7.5

建议

智能保护装置的研发,应尽量调动各方的积极性,保证技术先进、资金充 裕、产品优质,建议采用科研、运行、生产三结合的形式,由权威部门牵头, 成立专家组,集各家所长,设计出适合我国国情的、具有国际先进水平的一种 或多种漏电保护装置。

6.8 线路防雷技术

6.8.1

技术研究水平

随着电力线路的绝缘化水平不断提高,架空绝缘导线已越来越多的应用到 配电网中。由于绝缘线路难以承受直击雷或感应雷的作用,雷击断线已经成为 电力系统面临的又一个新的难题。目前,国内外为防止架空绝缘导线雷击断线 主要采取了架设架空避雷线、安装金属氧化物避雷器、在柱式绝缘子上安装过 电压保护器、负荷侧装防弧金具等措施,在一定程度上防止了架空绝缘线路雷 击跳闸和雷击断线事故的发生。

6.8.2

技术内容

当线路遭受雷击产生雷电过电压闪络,特别是在两相或三相之间闪络而形 成金属性短路通道,引起数千安培工频续流,电弧能量将骤增。此时,由于架 空绝缘导线绝缘层阻碍电弧在其表面滑移,高温弧根被固定在绝缘层的击穿点 而燃烧,导致在断路器动作之前已被烧断。通过采用防雷措施,可有效防止架 空绝缘导线雷击断线事故发生,提高配电网运行可靠性。 (1) 堵塞式防雷措施。 1)架设架空避雷线。利用架空避雷线的屏蔽作用来保护输配电线路,是一 种传统的有效方法。该方法的效果较好,且可免除维护,但项目投资大,线路 与避雷线之间存在闪络隐患。 2)安装线路避雷器。采用线路避雷器,可限制雷电过电压和配电线路的感 应过电压的幅值,在雷击闪络后吸收放电能量。但其保护范围小,且在安装时 必须剥开绝缘层,易导致线芯浸水,有可能使导线内部的线芯受腐蚀,另外, 避雷器阀片长期承受工频电压,容易老化,成本及维护费用高。 (2) 疏导式防雷措施。 1) 安装线路过电压保护器。 线路过电压保护器相当于带有外间隙的氧化锌 避雷器。通过保护器引流环与绝缘导线之间形成的串联间隙和限流元件的协同 作用,将雷电流引向保护器,能在瞬间有效地截断工频续流。该方式不需要破

坏绝缘保护层,无需维护,但仅能防护雷电过电压。 2)使用穿刺式防弧金具。将金具安装在线路绝缘子附近负荷一侧(背离电 源侧)的绝缘导线上,当雷电过电压超过一定数值时,在防弧金具的穿刺电极 和接地电极之间引起闪弧,形成短路通道,接续的工频电弧便在防弧金具上燃 烧,以保护导线免于烧伤。该金具仅局限于单向供电的线路上,环网供电的线 路则需两侧安装,造成工程及费用增加和线路不简洁,鸟类较多地区易受侵袭 接地。 3) 安装防雷支柱绝缘子。 防雷支柱绝缘子将支柱绝缘子和防弧金具合二为 一,通过引弧棒与绝缘子金属件放电,可防止绝缘线雷击断线。其安装简单、 线路美观,但防护范围小,需大量安装。 4)安装防雷接地挂环。防雷接地挂环将引弧棒和验电接地环合二为一,发 生雷击时, 引弧棒与绝缘子金属件间放电, 使工频续流电弧转移至引弧棒燃烧, 防止绝缘线雷击断线。但防雷接地挂环无法集中安装。 (3) 雷电监测定位系统。该系统由雷电探测仪、中心数据处理站、用户数据 服务网络、图形显示终端等部分构成,能够实现雷电日、落雷次数、雷电流强度、 极性等数据的统计分析,有助于线路雷击故障点的定位及查找。

6.8.3

应用参考标准

GB 311.1—1997 高压输变电设备的绝缘配合 DL/T 620—1997 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 DL/T 621—1997 交流电气装置的接地

6.8.4

应用原则

(1) 根据气候、地形及雷电活动特点,选择合适的防雷方式,必要时采取 综合防雷措施达到防止雷击事故发生的目的。 (2) 在雷害较严重的地区,避雷器等防雷器具安装应适当增多。

6.8.5

建议

在多雷区域可根据实际情况应用雷电监测定位系统。

6.9 电力设施防盗报警技术

6.9.1

技术研究水平

21 世纪初,我国在电力设施盗窃这一领域的研究取得突破,逐步形成了一 套较为完整的电力设施防盗技术。Q/GDW 129—2005《电力负荷管理系统通用技 术条件》和 Q/GDW 130—2005 《电力负荷管理系统数据传输规约》的颁布实施, 更加强了农网电力设施防盗这项技术在一些供、用电企业中的应用。 过去在农电系统,实现配变监测及防盗预警功能一直是一个难题,如果通 过有线传输或无线专网的方式实现远程监测,其成本太高。产品还普遍存在监 测终端功耗太大的问题,只能在电力设施带电的情况下发挥作用。停电后产品 维持工作时间太短。 近几年来,随着移动通信技术的成熟及普及,出现了电子技术、监控技术 与移动通信技术结合实现远程电力设施防盗的解决方案。可利用接触式、无接 触式传感器技术采集电力设施前端报警信号,配置计算机软件、电子地图,实 现计算机实时监控,以多种方式直观地显示报警地点及信息,从而使农网电力 设施防盗监控技术发展成为智能化电网功能的一部分。 针对监测终端功耗太大的情况,现在出现了利用先进的电子技术实现低功 耗的监控方案,在配电变压器停电的情况下,监控终端进入低功耗模式,并使 用高能锂电池供电,在警情出现时唤醒终端,发出报警信息。

6.9.2

技术内容

低功耗远程配变防盗预警技术的核心是低功耗设计技术,实现在低功耗下 对配电变压器的监测。采用红外、门禁、震动、视频、音频、小信号提取技术 监测配电变压器的状态;通过移动通信技术将报警信息、声音、视频画面传送 到监控中心;采用倍频载波技术实现对架空线路、电力电缆的防盗检测;利用 令牌技术实现对电缆分支、架空线分支回路电力设施的防盗检测;通过检测三

相电压不平衡度实现变压器接地线的防盗检测;采用用电管理系统实现对配电 变压器防盗数据的管理。 运用电力设施防盗报警技术,为供用电企业电力设施防盗检测提供全部解 决方案,实现对农网电力设施状态检测,及时发现设备异常情况,保障农网电 力设施健康水平;及时发现电力设施盗窃行为,为电力设施防盗治理提供技术 手段,达到根治盗窃电力设施、维护供用电企业电力设施正常运行的目的。同 时解决了在防止电力设施被盗过程中造成的配电线损居高不下的问题,提高了 供电效率。 多数装置安装地点分散,为解决防盗装置联网运行问题,目前主要是通过 光纤、GPRS、无线专网等通信方式将信息(加防火墙的方式)传入主站系统或 电力企业管理内网, 实施报警。 在满足自身电力设备信息采集传递需求的同时, 也可与其他网络应用合并及分享,即并入智能化台区功能范围。

6.9.3

主要功能

(1) 变压器防盗检测。采用红外、门禁、震动、视频、音频、检测技术监 测配电变压器的状态,判断是否发生了变压器盗窃行为,达到变压器防盗的目 的。 (2) 电力电缆防盗检测。采用小信号技术提取倍频载波信号,通过安装在 电源侧的检测装置查询电缆末端信号发生装置产生的定时特征信号,达到检测 电力电缆状态的目的,同时检测装置还可检测电力电缆线路是否发生谐振,实 现供电消失情况下电力电缆检测的目的。 (3) 架空线防盗检测。在架空线末端安装特征电容,实现与电力电缆防盗 检测相同的原理,达到架空线防盗的目的。 (4) 多分支电缆、架空线检测。采用令牌通信方式,查询不同线路的特征 信号,达到检测多分支线路的目的。 (5) 变压器接地线防盗检测。检测电压三相不平衡度,达到检测接地线故 障及是否被盗的目的。 (6) 用电管理、状态检测。实时记录、分析,并通过无线通信上报用户的

用电信息到供电局的用电管理系统,实现对用电企业的用电管理、用电异常状 态监测, 以及对灌溉用变压器的电量管理、 用电异常状态监测及运行状态检测。

6.9.4

应用参考标准

Q/GDW 126—2005 农村电网自动化及通讯系统技术导则 Q/GDW 129—2005 电力负荷管理系统通用技术条件 Q/GDW 130—2005 电力负荷管理系统数据传输规约

6.9.5

应用原则

供用电企业应根据当地实际情况和农网运行管理需要,积极在网内推广使 用新型的、性能可靠的、经济性好的农网电力设施防盗报警技术,并结合机械 防盗方式,为供电企业挽回不必要的经济损失。

6.9.6

建议

(1) 变压器、架空线、电力电缆以及变压器接地线等高低压电力设施防盗 系统应统筹考虑,并纳入智能电网管控内容。 (2) 进一步深入研究农网设施防盗技术,加强农网设施防盗技术在农网电 力设施管理中的研究和应用,制定配套标准。 (3) 在主要输配电线路建设及改造工程中, 设计建设自身的依托 EPON 光纤

网络技术的数据通道,以满足日益增加的数据传输量及速率的需求。

7

农网营销服务与用电技术

7.1 电力营销信息管理技术平台

7.1.1

技术研究水平

电力营销信息管理主要包括电力客户服务、业务处理、管理监控方面的 各项业务管理。按照国家电网公司“统一领导、统一规划、统一标准、统一 功能、统一设计”的原则,新一代电力营销信息管理技术积极采用国际先进、 成熟的 IT 成果,遵循营销业务应用标准化要求,目前已建成网省公司集中 部署,应用涵盖网省、地市、区县、供电站所四级供电单位的一体化电力 营销信息技术平台,同时通过企业信息服务总线与外部相关业务进行数据 交换和业务协作,集成于 SG?E RP 平台之上。

7.1.2

技术内容

一、技术特点 电力营销信息管理技术平台,其数据模型基于国际通用的公共信息模型 CIM 标准;技术架构实现上,采用 SOA 的设计理念,面向服务的业务组件设计; 遵循 J2EE 技术体系,采用组件化、动态化的软件技术;通过一体化企业级营销 技术平台的应用集成,实现营销业务的各接口组件在企业内的协同工作、各层 次上集成; 通过企业信息服务总线, 将电力营销信息管理技术平台集成于 SG?ERP 平台之上,实现营销业务与其他相关业务进行数据交换和业务协作。因此,技 术上具有先进性、安全可靠性、开放性、可扩展性、可伸缩性等特点。 二、主要功能 营销信息管理技术平台根据营销标准化设计成果进行系统抽象、建模,全 面、完整地支撑营销管理业务。营销业务管理是以客户为核心,业务和系统管 理均基于一体化技术平台,根据系统功能可划分为业务功能域和系统支撑功能 域。 业务功能域涵盖所有营销业务,主要包括新装增容及变更用电、供用电合 同管理、抄表管理、核算管理、电费收缴及账务、用电检查、95598 客户服务、

资产管理、计量点管理、计量体系管理、电能信息采集、市场管理、线损管理、 能效管理、有序用电管理、客户关系管理、客户联络、稽查及工作质量、客户 档案资料管理等。 系统支撑功能域是指对营销业务应用系统的支撑性功能需求,包括工作流 管理、消息管理、服务请求调度管理、权限管理、系统参数管理、系统日志管 理、图元管理、自定义查询和自定义报表等,为业务功能提供统一的公共服务, 体现了信息化技术与营销业务的融合。

7.1.3

应用参考标准

国家电网公司 国家电网公司供电服务规范 国家电网公司 国家电网公司业扩报装工作规范 国家电网公司 国家电网公司“SG186”工程一体化平台解决方案 国家电网公司 “SG186”工程农电管理业务应用总体方案 国家电网公司 “SG186”工程农电管理业务应用建设项目农电企业应用功 能规范

7.1.4

应用原则

在部署涵盖网省、地市、区县、供电站所四级供电单位的一体化电力营销 信息技术平台时,应关注区县至供电站一级的网络带宽,建议 10M 及以上。

7.1.5

建议

新安装营销信息外围设备(如抄表机、自助缴费机等)或辅助、支持系统 (如集抄、 用电现场勘查管理系统) 应考虑是否能与一体化电力营销信息技术平 台进行数据交换。

7.2 用电信息采集技术

7.2.1

技术研究水平

用电信息采集技术包括终端技术、通信网络和主站三大部分,其中通信网 络是系统建设的关键支撑技术。通信网络以光纤和无线蜂窝网为主干网络,微 功率无线网络和电力线载波为分支网, 形成两级网络拓扑结构, 包括光纤通信、 无线蜂窝网通信(GPRS 公网和 230MHz 专网)构成的远程通信网络,微功率无 线网络通信和电力线载波通信构成的本地通信网络。其中光纤通信稳定性和可 靠性最好,但在农网应用中存在成本较高的问题;GPRS 网络技术成熟,稳定性 高,但存在发包延迟及网络月租费等问题。230MHz 专网在国际上较有影响力的 主要有瑞典的 Mobitex,它支持专用无线数据通信的全球领先开放标准,提供 了目前市场上所有技术中最低的基础设施成本。Mobitex 的灵活性和可靠性使 其成为窄带数据应用的理想解决方案。电力线载波通信技术是电力系统特有的 一种通信方式,它以电力线路为传输通道,具有通道可靠性高、投资少见效快、 与电网建设同步等优点,但其稳定性受电网质量的影响较大。微功率无线网络 依托于无线传感器网络通技术,克服了传统的数据点对点无线传输模式的局限 性,具有拓扑结构动态性强、自组织性以及网络分布式特性,同时具有低成本、 低功耗、超强通信能力、通信距离远和抗干扰能力强等优点。

7.2.2

技术内容

通过供电公司与各个配电台区所在地之间搭建通信网形成主干网络,各个 台区到用户之间使用微功率无线网络或电力线载波等网络形成分支网络,然后 通过在供电公司搭建主站系统,在配电变压器台区安装智能配变终端,用户侧 安装采集器,将电力用户用网络的形式联系起来。台区的智能终端汇集系统末 端采集器采集的电力用户的用电信息,通过通信网将数据发送到供电公司的主 站系统。同时,主站系统的控制命令可以直接发送到智能配变终端,也可经智 能配变终端采集器发送到电表,实现数据的双向流通。主站系统对采集的数据 进行数据分析、数据管理、控制、综合应用,最终

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