基于5G网络的智能分布式馈线自动化应用探讨

配电自动化是提高配网供电可靠性和管理水平的重要手段,智能分布式馈线自动化(Feeder Automation,FA)作为新一代配电自动化技术,能够快速处理故障,实现毫秒级故障自愈,但是容易受到光纤通信的制约.本文针对5G网络的发展和其相关技术优势,将5G网络与智能分布式FA技术结合,阐述智能分布式FA的处理策略,对5G通信应用于智能分布式FA的必要性和可行性进行论证,并通过案例分析,说明其良好的发展前景.     

5G技术在增量配电网配电自动化中的应用研究

<正>配电公司为实现供电区域电力供电连续性和供电可靠性，在实践中创新引入5G+智能分布式配电自动化技术方案设计，极大地提高了配电自动化通信可靠性，使配电网故障处理时间从分钟级提高到毫秒级，提高了供电可靠率。目前，随着配电网配电自动化建设政策的不断落实，配电自动化技术得到了创新深化应用。但在配电网领域实现智能分布式自动化，     

基于5G的含分布式电源智能分布式馈线自动化实现方法

分布式电源(distributed generation,DG)接入比例的增高,改变了配电网的馈线结构,影响了短路电流分布及流向,使得配电网故障处理更加复杂。由于光纤通信无法实现全覆盖,分布式馈线自动化(feeder automation,FA)的处理时效面临新的挑战。针对以上问题,结合5G网络通信技术,提出一种基于5G的含DG智能分布式FA实现方法。采用相邻终端划分为基本单元区域的模式,以基本单元区域为单元,通过5G网络共享实时信息数据,引入电流算式实现含DG配电网的故障快速定位,并结合DG特性实现故障隔离及恢复。基于以上方法,研制了新型智能配电自动化终端,在试点工程成功投入使用,验证了该技术的正确性和可行性。     

多模馈线自动化培训系统在昆明的应用

对配电自动化相关从业人员进行技术培训,尤其是馈线自动化相关技术的培训,是配电自动化能否实用化的关键因素之一。文章结合昆明供电局配电自动化实训室建设,系统地介绍了多模馈线自动化培训系统的系统架构,详细阐述了集中式馈线自动化仿真与智能分布式馈线自动化仿真的技术路线,并介绍了昆明小庄基地的建设情况。实践表明,培训系统在提高学员处理配电网络故障的速度、提高现场馈线自动化失败原因的查找效率等方面均收到了良好的效果。     

智能分布式馈线自动化的多电源处理方法

馈线自动化作为配电自动化的核心内容是提高供电可靠性有效的技术手段,然而在多电源配电网中,传统的分布式馈线自动化技术难以保证转供选择的正确性。针对多电源智能分布式馈线自动化实现方案进行研究,提出可满足多电源、多联络、多分支配电网络的智能分布式馈线自动化算法,为多电源配电网的分布式馈线自动化技术发展提供支撑。     

智能分布式馈线自动化系统在多联络配电网中的应用研究

目前,智能分布式馈线自动化系统多是以"手拉手"环网作为研究对象,不能完全适应广泛存在的多联络复杂配电网的应用需求,首先分析现有智能分布式馈线自动化IEC61850模型中存在的不足,提出适用于多联络配电网的终端设备信息模型,在此基础上分析了基于对等GOOSE通信的信息交换模型对多联络配电网的适应性。然后分析了多联络架空配电线路实现馈线自动化的动作流程和信息模型的数据流。最后研究了一种在对等通信方式下分布式馈线自动化系统中产生信号环流的抑制方法。     

基于5G通信模式下的配电网自愈保护应用

因配电网线路分段、分支开关数量多，导致配电网保护级差配合困难，故障切除模糊，故障范围扩大。应用配电自动化系统，可解决这一问题并完成配电网自愈。目前，配电自动化多采用主站集中式，即收集各节点电气量和开关量信息上送至主站，主站完成逻辑判断，进行策略下发，实现故障隔离和电网自愈。但主站式方式数据传输、校验环节多，故障隔离时间通常在分钟级，在配电网络自愈时，需短时对主供线路停电。采用基于5G通信技术的分布式馈线自动化，通过下沉计算及逻辑判别节点至配电终端，实现了毫秒级的故障就地隔离及网络重构，故障切除精准。探索的配网保护定值优化方案，通过配网保护定值与分布式馈线自动化故障判别策略的融合配合，实现了主供线路不停电情况下的故障隔离和配电网重构，做到了用户停电“零感知”。工程在成都市配电网首次实施应用，取得了良好效果，有效解决了城区保护级差配合困难的问题，为5G通信保护在配电网及其他电压等级电网上的拓展应用积累了经验。     

分层备用保护型馈线自动化技术研究

将后备分层保护技术特点引入智能分布式馈线自动化系统,提出一种新型的分层备用保护型馈线自动化算法。根据配电网络拓扑结构及供电方向定义每回线配电终端的区域属性和层级属性,同时采用组播传输方式实现智能分布式FA通信,最终实现故障快速隔离与非故障区域恢复。经过RTDS仿真验证及现场验证表明,该方法可快速完成故障处理,当终端通信故障或下级开关动作失效时,上级开关自动动作,在减少故障处理时间的同时,提高了分布式馈线自动化系统的可靠性。     

天津城市核心区配电自动化技术实施与进展

针对天津城市核心区配电网的技术需求,在综合利用多种通信方式实现接入层网络通信全覆盖的基础上,实现了完整的配电数据采集与监控、集中型馈线自动化及智能分布式馈线自动化功能,并建成了遵循IEC 61968/IEC 61970标准的信息交互总线,整合配用电业务信息,实现了营销和配电管理一体的互动化应用。在建设实施过程中,提出了轮换整体返厂式一次设备改造方法、配电站综合二次标准接插件及采用超级电容器作为配电终端后备电源等技术措施,保证了配电自动化建设的实用性与可推广性。     

基于IEC 61850的智能分布式馈线自动化模型

智能分布式馈线自动化的典型实现模式可以分为子站级分布式、馈线级分布式和开关级分布式(包括负荷开关方式和断路器方式)。文中归纳了这些模式在系统实现原理、配置,以及系统独立性、拓扑适应性、可维护性、兼容性、动作速度等功能特性上的差别。在此基础上,从智能分布式馈线自动化的技术实现角度,提出了IEC 61850的系统扩展模型与系统配置过程,并基于扩展模型研究了智能分布式馈线自动化的算法。     

RT-LAB的智能分布式自动化终端互操作闭环仿真测试策略

由于智能分布式具有快速定位、隔离故障并转供复电的特点,基于智能分布式的馈线自动化技术在城市配电网的重要供电区域逐渐得到推广应用。然而,对于采用IEC61850对等通信的智能分布式配电自动化终端,不同厂商终端之间的互操作对通信模型和功能逻辑的一致性要求非常高,导致实际工程中互操作成功率非常低,这也成为推广智能分布式技术的最大阻碍。为此,本文基于实时数字电力系统仿真平台,研究并提出了适用于智能分布式自动化终端互操作的硬件在环测试平台和测试方法。该成果已经广泛应用于广东电网智能分布式终端互操作测试,及时发现并解决了互操作中存在的问题,为后续的现场测试及落地投运扫除技术障碍。     

基于GOOSE的综合型智能分布式馈线自动化方案

在配网自动化的馈线自动化方案中,智能分布式FA目前相对是一种最为快速的就地型馈线自动化方案,但是配电网网架复杂多变,FA方案也需要有较好的适用性。提出了一种基于区域型配电终端和单元型配电终端的综合型智能分布式FA方案,详细阐述了该方案的系统架构、故障定位原理、故障隔离和供电恢复以及工程配置模型等全过程。从试验检测到实际运用证明了该方案具有良好的适应性。     

基于5G通信的智能分布式配电保护技术研究与应用

配电网供电可靠性的提升依赖于完善的继电保护技术,介绍了一种基于5G无线通信的配电网快速故障隔离技术,利用5G通信大带宽、高可靠、低延时的特点,突破了光纤通信对传统配电网快速故障隔离技术的限制,为智能分布式配电保护技术得以应用在更多的场合提供了新方向。为了解决常规GOOSE报文无法在5G网络中传输的问题,提出了将R-GOOSE协议应用于智能分布式配电保护的方法,并对该方式下5G带宽及流量问题做了探讨。最后通过试点工程应用,对通信性能、保护功能进行了验证,证明了整体方案的有效性和适用性。     

配电网络模型二次校核方法

随着用户对配电网供电可靠性的要求越来越高,传统故障处理模式已无法满足用户需求,以智能分布式馈线自动化为代表的新技术逐渐兴起。为了解决智能分布式馈线自动化系统与主站之间存在拓扑不统一、不准确的问题,文中提出拓扑模型的二次校核方案,通过分析拓扑类型、拓扑变更原因和拓扑更新方式,论述了拓扑校核的必要性,介绍了一次校核对象、方案及其缺陷。在此基础上,搭建二次校核的总体框架,设计灵活的校核模式并提供相应的算法,开发出具备二次校核功能的校核系统,以辅助模型维护人员的校核工作。     

新型智能重合控制器及其应用

提出一种用于中压馈线自动化的户外柱上型智能重合控制器实现方案。以工业级微控制器Intel 87C196KC为核心,应用现场总线和智能化技术将测量、控制、保护、计量、远动和故障诊断等综合自动化、配电自动化功能就地分散到开关安装处,采用CAN总线构造户外智能化设备的全分布式对称型多主网络。现场运行结果表明该方案具有可靠性高、运行稳定、成本低等优点,还能与目前广泛应用的变电站综合自动化、调度自动化系统相配合,为今后的配电自动化打下了基础。     

基于可靠性及经济性的配电自动化差异性规划

配电自动化能够有效地提高供电可靠性,但必须兼顾其可靠性提升效益与投资之间的平衡。综合考虑可靠性和经济性,建立了实施配电自动化后的净收益模型。其中可靠性计算部分所采用的负荷点最小割集算法以及故障修复时间,均针对配电自动化条件进行了修正。结合国家电网公司规定的供电区域分类,研究了可靠性经济性最佳的差异性配电自动化方案。研究表明,B类供电区域推荐采用重合器与分段器配合的就地控制方案、分布式智能终端就地控制方案;产电比在15元/kWh以上的A类供电区域,推荐采用分布式智能终端就地控制方案。对于经济发达、负荷密度大以及可靠性要求高的地区,可考虑采用配电自动化主站集中控制方案,并给出了具体应用的产电比范围。     

可扩展消息和在线表示协议在分布式馈线自动化中的应用

基于配电终端之间对等数据交换的分布式馈线自动化在应用过程中需要有规范的通信服务及必要的安全防护。研究了可扩展消息和在线表示协议(XMPP)应用于分布式馈线自动化系统的IEC 61850通信映射方法。XMPP的加密传输机制保证了分布式馈线自动化测控信息的安全,通过试验平台测试了该方法的传输性能,配电终端之间的传输延时可满足缓动型分布式馈线自动化要求。