浅析基于时域化备自投装置自动投切控制系统

浅析基于时域化备自投装置自动投切控制系统

虞天昊1陈雷1陈奇2臧怡宁1

（1.温州供电公司电力调控中心浙江温州325000；2.永嘉供电公司浙江永嘉325100）

摘要：社会发展速率逐步提升、社会发展动力形式逐渐多元化的今天，电力资源依旧是社会发展的最主要动力，电网的安全运行直接影响到社会的稳定。备用电源自动投入使用装置简称备自投，是保证电力系统供电可靠性的重要设备，在现代供电系统中得到了广泛的应用，当主供电源发生故障时，自动跳开主供电源，投入备用电源，为用户提供持续可靠的电力资源。

关键词：备自投;时域化;集中控制

0引言

备自投装置可以有效地提高供电可靠性，且实现原理相对简单，在我国发电厂、变电站和配电网系统中得到广泛应用，并为我国电力事业安全稳定做出了巨大贡献。但是，随着时代的发展，备自投装置也逐渐但来了一定的安全隐患——时代进步，工业和居民用电呈现几何级增长，越来越多的主变、线路临界满载甚至越限运行，此时如果一路工作电源发生故障，备用电源自动投入，就会造成单线路或单主变承担变电所所有负荷的情况，若不及时处置，极有可能造成电力系统设备损坏，社会大面积失电。

1现阶段备自投装置存在的问题

现阶段，为防止上述极端情况出现，供电公司往往采用在夏季高负荷情况下，人工退出备自投软压板停用备自投的方式。这种以“极端”对“极端”的模式一定程度上保障了电网的安全稳定，却造成了极大的资源浪费和安全隐患：

1）夏季高负荷情况下，线路和主变所承载的负荷并非一直维持在较高水平，在这些时间段发生，由于备自投软压板已经推出，备用电源也无法自动投入，会造成用户暂时性失电；

2）非迎峰度夏期间，线路或主变负荷也有可能达到较高水平，此时如果主电源故障，备自投装置投入备用电源，极有可能造成事故扩大化；

3）每年软压板投退都依靠人工到现场操作，大量的软压板、大量的站所，依靠有限的人工，有着操作失误的隐患。

2系统结构原理

本文针对行的提出在调度端实施基于时域化备自投装置自动投切控制策略，可以实远程、独立控制备自投设备投退，对于提高电网运行可靠性，减少因为停电造成的综合经济损失，保证电力用户的连续供电，具有十分重要的作用，其结构原理如下图1所示：

图1.基于实时信息的区域备自投控制系统结构原理图

各逻辑模块功能分别为：

1）数据采集器：用于实时采集变电站现场的变压器、线路数据（量测数据如用功P，位置状态如断路器、隔离开关、接地刀闸等），备自投装置运行数据（备自投压板状态，备自投充电指示状态，备自投装置故障、异常等告警信息等）；

2）运算控制器：装置的核心部分，实时运算各类故障下可能分配到变压器、线路最大负载PMAX，当PMAX大于90%Pe（Pe为允许负载），计算造成PMAX越限的下级电网备自投装置，输出退出指令；当PMAX大于70%Pe，计算PMAX小于90%Pe的下级电网备自投装置清单，输出启用指令；

3）工作电源：保证装置正常工作的动力电源；

4）指令输出显示器：用于显示备自投装置压板操作指令，快速远方改变变电站备自投状态；

5）数据存储：用于存储装置运行情况、发出的指令等各类历史和实时数据；

6）远动通信：用于远方调阅该装置的各类历史和实时数据。

3系统工作原理

3.1系统框架

基于实时信息的区域备自投控制系统应借鉴AVC控制策略，采取分层分布的原则来配置整个备自投控制系统，以调控中心为区域控制主站，若干个站域控制子站。

子站采集主变、线路的负荷情况；区域控制主站接收各个子站上送的信智能分析计算，并结合网架结构、潮流，自动实现备自投装置投退，将传统的备自投投退思想与新方法科学结合，提高备自投装置的利用率和安全性，其优势体现为：

1）对整个区域电网的负荷，潮流进行统一协调控制，通过对子站下发控制命令，完成整个区域电网的控制功能；

2）站域控制子xiton自投进行故障判别（具体逻辑功能不在此详细描述）。站域控制子站通过就地采集和控制设备进行电流、电压量的采集，完成站域范围内的所有控制功能，其与区域控制主站进行互动，发送主站所需的本站内信息，接收主站的控制命令后对站域范围内的设备实施控制命令。

3）当系统发生故障时，区域备自投根据故障点的定位情况判断是否需要动作，如果需要动作则先下发命令隔故障，然后判断备用电源是否过载需要采取切负荷控制措施，最后合上解环点断路器恢复供电，并在预设时间内检测各线路的过载情况，保持电网的稳定运行。

图2.基于实时信息的区域备自投控制系统整体框架图

3.2系统创新点

基于时域化备自投装置自动投切控制系统创新的实现了：

1）利用现有的测控装置，将各主变、线路的遥测数据传送到主站，配合使用自行设计的open3000系统接口程序，将各数据导入调控端智能化备自投自动投退系统中。为系统运行提供实时数据，有效的保证了系统工作的有效性。

2）系统工作于调控端，一方面相较于现场投退模式，节约了人工现场操作成本和安全隐患；另一方面相对于分布式系统分布，节约了维护成本和投入。

3）系统位于AVC系统备机，一方面，不影响现有电力系统各设备使用，另一方面和AVC主机互为备机，极大的保障了安全性。

4总结

本文从区域备自投的研究现状和实际应用等方面做了全面的综述。区域备自投控制系统通过实时获取整个电网的信息，能有效地防止备自投误动和拒动，解决单电源串行供电故障时的恢复供电问题，加强对故障后系统不稳定状态的控制，有效的提高地区电网稳定性和供电可靠性。