配网自动化是利用现代电子技术、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,构成完整的自动化管理系统,实现配电系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制和配电管理。下文将以金升阳科技有限公司高效电源解决方案为实例进行分析。
系统组成及主要功能
配网自动化系统组成如下图2所示。从设计的角度来说,主站层、子站层、通信层偏向于数据信息的软件部分,该部分的设备一般作为数据信息的载体,设备的工作环境相对比较良好;终端层属于硬件设备部分,与电网直接连接,多放置于户外,供电情况和工作环境都十分恶劣。终端与电网连接,需要承受电网上的波动和干扰;终端连接开关闸门,在分闸和合闸的瞬间,对电压的扰动非常大,甚至会把开关闸门的供电电压拉低。
图1 配网自动化系统组成框
2013年国家能源局发布的电力行业标准《配电自动化远方终端》DL/T 721中明确指出,电源回路电压大于60V时,应施加5KV试验电压。同时,终端需要具备良好的EMC抗干扰能力。EMC抗扰度等级需达到四级(最高等级),且要求终端设备能正常工作,其性能指标应符合基本性能的要求。EMC主要要求如表1所示。
为适应配网自动化的应用,终端的前端AC-DC电源需要具备同等的抗干扰能力,并且为后端的控制板和采集板提供主要的EMC防护。真可谓是首当其冲,任重而道远了。
表1 配网自动化远方终端EMC要求
配网自动化中电源推荐应用方案
在配电终端中,DTU和FTU这两类终端单元通常是带开关闸门执行机构的,如图4所示。因此必须考虑瞬态输出功率。金升阳的MBP500-2A27D27充电电源正是为这样的应用而设计,可以提供高达1080W(300mS)的瞬态输出功率,确保开关闸门执行机构按照指定指令进行动作,并且电压扰动非常小,不会因为开关闸门执行机构的动作而影响其他电路的工作。
从图3可以看出,如果电源反应速度不够快,无法及时调节,就会出现电压跌落的现象。
图3 开关闸门动作时,电压扰动大(左图)和电压扰动小(右图)对比