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日本东京电力公司
日本东京电力公司(TokyoElectricPowerCo.,TEPCO)的供电可靠性世界领先,用户年平均停电时间只有几分钟,而其DA系统发挥了重要的作用。TEPCO中压配电网绝大部分电压等级为6.6kV,少部分采用22kV;6.6kV中压配电网中性点不接地,配备零序电流保护作为单相接地保护。东京中压配电网的典型结构是每条线路有6个分段,3个与其他电源的联络开关,如图4所示。
1988年,TEPCO开始一期配电网自动化系统的建设,到2001年覆盖了所有的126个营业所,通过安装在营业所的计算机系统可以对所有配电线路开关进行监控。
TEPCO实施配电自动化后,在提高供电可靠性、提高线路和变电站容量利用率方面取得了明显的效果。TEPCO在实施配电自动化以前,为简化操作,在线路故障时,非故障区段负荷全部转给一条相邻的健康线路。这样,健康线路就需要有转带2个线路区段负荷的备用容量,其正常运行时负载率只能设定为75%。而实施配电自动化后,通过主站的遥控操作,2个非故障区段的负荷由两条相邻的线路转带,则进一步减少了对线路备用容量的要求,正常运行时负载率提高到85%以上。
TEPCO一期配电自动化系统通信系统以DLC为主,通信速率很低,RTU只能向主站传送少量的数据,限制了更高级功能的实现。TEPCO于2005开始,在一期配电自动化系统的基础上,建设高级配电自动化系统。高级配电自动化系统使用光纤通信,安装功能丰富的高级RTU(AdvancedRTU)。高级RTU设计有以太网接口,采用TCP/IP协议与控制主站通信,能够实时传输大量的测量数据,及时上报异常事件信息。
高级配电自动化系统使用的线路开关内嵌电容分压器、相电流互感器与零序电流互感器,如图5所示。传(互)感器的精度达到0.5%。零序电压通过三个相电压测量值计算获得。主要的功能特点是能够记录接地故障产生的零序电流与电压波形,进而实现接地故障定位,并检测电缆网络的绝缘闪络故障与架空线路的树枝碰线故障监测。此外,增加了谐波与电压闪变监测功能,以监视光伏发电接入引起的电能质量扰动。
美国DA应用情况
美国长岛地区LILCO公司1994年起对120条故障易发的配电线路进行自动化改造,是美国最早建设的DA系统。此后,卡罗兰纳的ProgressEnergy公司、南加州的Edison公司、底特律Edison公司、德州Oncor公司、Albama电力公司等先后建设了DA系统。但总体来说,美国的DA应用面还相对有限,随着智能电网的兴起,许多供电企业开始或计划大面积应用DA。
Oncor公司
2004年后,随着基于Scada-mate开关的IntelliTEAMII系统的安装,Oncor公司开始大规模的建设,至今已安装配电变电站、柱上开关、电缆环网开关、线路补偿电容装置的RTU4500余套。Oncor公司建设了900MHz无线网络,用于配电自动化系统与高级读表系统(AdvancedMeteringSystem,AMS)通信。无线网络AMS路由器分别与安装在变电站内的配电自动化数据转发器与AMS数据转发器连接,通过光纤通道与配电自动化主站与AMS主站通信。配电自动化与抄表数据在无线网络里是混合传输的,而在变电站与控制中心之间由不同的通道传输。这样,既减少了分支通信网的投资,又可以保证配电网监控数据传输的实时性。通信网络结构如图6所示。
Alabama电力公司
Alabama电力公司于1991年开始实施配电自动化,现已覆盖645个配电变电站(占96.6%)、648个柱上开关、190个电缆环网开关、818个线路补偿电容装置与82个应急电源。
2009底,Alabama电力公司与美国能源部、美国电力科学研究院合作建设综合配电管理系统(IDMS)平台,通过获取高级读表系统、变电站自动化系统、配电自动化系统的数据来优化配电网系统性能,提高服务质量。系统包括SCADA、AM/FM/GIS、停电管理、作业管理、用户投诉处理等诸多子系统,具有电压/无功控制、培训模拟、潮流分布分析、停电分析、停电预警、电力设备动态分析等高级应用功能。
欧洲DA应用情况
欧洲发达国家的配电自动化也应用得比较好,基本实现了配电变电站出线断路器、线路分段开关的远程监控,做到了配电网故障及时检测、处理及修复,且配电GIS获得了广泛应用,配电调度、停电投诉处理、故障抢修流程的管理基本都实现了计算机化。奥地利EVN公司维也纳地区的中压电网基本实现了自动化,安装配电网终端10000多套;意大利ENEL公司全国有80000多个中压/低压开闭所实现了远程遥控;法国20kV中压配电网全部实现了自动化;英国伦敦电网公司自1998年起,先后安装了5000个配电网终端;中部电网公司安装配电网终端7000个。此外在德国、芬兰、葡萄牙、丹麦等国馈线自动化都有一定的应用面。
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