挑战:
全国范围内,停电正成为常态。因此,客户越来越沮丧,公用事业公司承担更多成本,不得不将这些成本转嫁给客户。这就是为什么每个公用事业的目标都是不断提升电力可靠性。提供可靠的电力不仅能让客户满意,还有助于减少经济和生产力损失。伊利诺伊州一家投资者拥有的公用事业公司已经对频繁的停电情况非常熟悉,但当它寻求帮助时,并不难找到。长期供应商兼邻居、位于伊利诺伊州博林布鲁克的G&W Electric被委托协助公用事业公司提供可扩展的配电自动化方案,以便为伊利诺伊州120万客户提供可靠的电力。
虽然几乎无法预测停电何时发生,但如今已有技术可以帮助公用事业公司自动恢复供电,减少因持续停电而受影响的客户数量。伊利诺伊州的客户因无法获得
自动恢复供电。每当非自动化系统发生故障或电压丧失时,都需要通知公用事业工作人员,然后派维修队手动恢复供电。在43,700平方英里的服务区域内,在前往维修前确定停电位置可能极其困难且耗时。虽然通过实施自动化系统来减少可靠性问题很简单,但这通常需要大量资本和资金投入来安装必要的设备。
但其他解决方案是可能的。这家公用事业公司知道,通过与其长期供应商和合作伙伴之一G&W Electric合作,可以合作提升其在多个现有69kV电路上的电力可靠性。这家电力供应商与G&W Electric过去曾合作,当两家公司汇聚最优秀的工程师时,定制化且强大的解决方案成为可能。然而,G&W Electric并未制造用于69kV电压水平的次输电设备。为了提高配电系统的可靠性,G&W Electric的工程团队与现有的SCADA(监控控制与数据采集)系统合作,提供了 FLISR(故障定位、隔离和服务恢复)功能 ——这是69kV电压级别此前未曾实现的。
采用FLISR的新方式:
在可靠性提升方面,FLISR是最有效的提升方式之一
可靠性,同时不消耗关键人力资源。本质上,这是一种自动化的方式
尽可能快地恢复供电给尽可能多的客户。虽然FLISR能帮忙
最大限度减少受影响客户的影响,但无法阻止停机。
评估FLISR运营的可靠性指标:
1)被中断的客户数量(CI),
2)客户中断分钟数(CMI)。
在2014年能源部对五家已确立FLISR功能的公用事业公司进行的一项研究中,发现FLISR能在停机事件中减少最多45%的中断客户数量(CI)和最多51%的客户中断分钟数(CMI)。这两个指标都是计算系统平均中断频率指数(SAIFI)和系统平均中断持续时间指数(SAIDI)的方程组成部分。
多年来,该公司一直认为其频繁且长时间的停电表现不可接受。如前所述,持续停电的主要原因是缺乏自动恢复或重新分配电力的方法。当时,现有系统要求接听调度员必须收到停电通知。随后,工作人员会被派往赛道,查明停电原因并修复问题以恢复电路。整个过程可能需要六到八小时。平均而言,找到断层位置所需的时间是三分之一。通常,停电的来源直到客户举报时才得知,比如报告电力线路上的树倒了。
解决方案:
G&W Electric与公用事业工程师联合安装了一台服务器计算机,位于安全位置,配备了G&W Electric提供的软件,以支持69kV电压下的FLISR功能。安装了FLISR软件后,服务器计算机现在可以处理从SCADA系统接收到的所有信息,以确定需要采取的措施,以减少停电期间受影响的客户数量。最初方案包含12个开关,最终扩展至6个69kV电路中的44个开关,提供可分析、处理和纠正的实时关键数据。
FLISR应用提供了对停电更清晰的可视性,并能自动重新分配电力,最终最大限度地减少受停电影响的客户数量。通过减少和更短的电力干扰,公用事业公司可以提升其标准可靠性指标,如系统平均中断频率指数(SAIFI)和系统平均中断持续时间指数(SAIDI)。
它是如何运作的?
FLISR软件有一个简化的单线图,包含了参与该自动化逻辑的所有69千伏开关。该单线图中的所有设备都映射了数据点,这些数据点通过控制中心间通信协议(ICCP)与现有SCADA系统交换。
利用现场的数据点,软件将命令返回SCADA服务器,SCADA服务器根据需要将命令分发回设备。
全国范围内的公用事业几乎不可能复制出单一软件包。甚至单个公用事业内部也可能存在多种差异。进入该项目的一个挑战是,FLISR从未在69kV电压水平下进行过。通常,这种解决方案用于5kV至38kV之间的电压水平。G&W Electric团队与公用事业工程师合作,设计、设计、测试、交付并调试了一套涉及十二(12)个69kV开关的LaZer®自动化系统作为试点。
在试点期间,G&W Electric培训公用事业运营商实现自给自足,并扩展系统以扩大FLISR安装。能够独立于G&W Electric扩展系统,为伊利诺伊州的公用事业供应商带来了显著的节省,未来几年也将继续如此。2016年,完成了涉及12个开关的试点项目,并为公用事业工人提供深入培训。由于第一条线是系统中问题最严重的部分,公用事业公司决定扩展到系统内的其他线路,以尝试捕捉更多事件。在接下来的两年里,FLISR系统扩展到目前参与的44个交换机。
可扩展的变更并取得积极成果:
虽然集中式FLISR系统的主要好处是能够最大限度地减少受停电影响的客户数量,但该方案最大的好处是,它使电力供应商能够增强现有SCADA系统的FLISR功能,从而消除对现有系统进行大规模改动的需求。
选择该软件的另一个原因是,大多数带有FLISR功能的自动化解决方案仅提供两种自动操作模式,分别是开启或关闭。G&W Electric安装的软件提供三种操作模式:开、关和半自动模式。自动化的FLISR操作通常只需几秒钟,而手动验证的FLISR操作可能需要五分钟甚至更久。半自动模式向控制室操作员提供建议步骤(切换命令)的报告,为电力公司提供关键的洞察和系统响应方式和原因的详细信息。这使他们能够做出最佳决策,最大限度地减少停机。
半自动模式还带来了另一层安心感。虽然一些公用事业公司可能对切换到全自动系统持谨慎态度,但半自动模式提供关键数据,且不会自动采取任何操作。最初,电力公司允许系统在试点安装完成后的头六个月以半自动模式运行。在这最初的六个月里,公用事业公司遇到了三次以半自动模式捕获的自动化事件。由此产生的切换命令让电力公司有信心使用全自动模式,让系统在未来任何事件中自动运行。
公用事业公司面临着比以往任何时候都更大的压力,必须实施有效的配电自动化解决方案。恶劣天气状况日益频繁,客户和监管机构要求公用事业公司提升可靠性。通过采用这种方法,G&W Electric利用现有的交换机和SCADA系统,提供了一种高度可扩展的配电自动化方案,而无需承担过高的成本投资。虽然配电自动化通常通过投资现场设备如架空开关和挂盘开关设备实现,但通过该方案,公用事业公司能够利用现有SCADA系统的即时数据实现FLISR功能,而无需投入高昂成本。利用新的FLISR软件系统,公用事业公司可以评估情况,并在停电期间做出更快恢复供电的决策。



