配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的組成和作用

1、配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的組成和作用中文摘要：配網(wǎng)自動化是一個龐大復雜的 綜合性很高的系統(tǒng)性工程，包含電力企業(yè)中與配 電系統(tǒng)有關的全部功能數(shù)據(jù)流和控制。 從而保證對用戶的供電質量， 提高服務水平， 減少運 行費用的觀點來看，配網(wǎng)自動化是一個統(tǒng)一的整體。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)采用分層分布式結構， 配電主站層、 配電子站層、 配電終端層。 其系統(tǒng)內部分為硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。 其系統(tǒng)的作 用大致分為九個方面：配網(wǎng) SCADA ；對 10kV 饋線的快速故障診斷、隔離和自動恢復供電 功能；無功 /電壓控制，配網(wǎng)潮流分析計算；網(wǎng)絡拓撲分析及最優(yōu)開關程序( 網(wǎng)絡重構 )；負荷控制與管理；遠方抄表、電量電價分析、自動計費和管

2、理的研究； GIS/AM/FM 的聯(lián)網(wǎng)、應 用與開發(fā)； DMS 與 EMS 的聯(lián)網(wǎng)及數(shù)據(jù)共享； DMS 與 MIS 的聯(lián)網(wǎng)及數(shù)據(jù)共享。日本語摘要：配網(wǎng)總大吉肚復雑自動化八亍口聲工夕卜高総合的肚電力企 業(yè)中配電S/XA関歹一夕流制御機能總備元二一廿一1人0 供給總保証、品質、廿一ex向上總減運行料金o観點力m、網(wǎng)o自動化o全體o畫一的。配網(wǎng)自動化/X亍厶總采用。配電主站構造77bvXE ? 心一 ? 了一豐亍夕于卡支援力立oT 配電層、配電子機器乞o/X亍厶 內部總八一工了/X亍厶壬卜少工了/X亍厶。乞o/X亍厶o作用總大吉分療T九方面To、, 、-前言配電自動化系統(tǒng)，亦稱配電管理系統(tǒng) (DMS

3、) 或配電自動化 /需求方管理系統(tǒng) (DA/DSM) ，是包括 110/10kV 變電所的 10kV 饋線，開閉所、 二次配電站和用戶在內的配電系統(tǒng)的整體數(shù)字自動化與能源管理系統(tǒng)， 通過這一系統(tǒng)來完成對配電 同一用戶（尤其是城市電網(wǎng)一用戶）的集中監(jiān)視、優(yōu)化運行控制與管理，達到高可 靠性、高質量的供電，降低供電成本和為廣大用戶提供優(yōu)質服務的目的。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)是利用了現(xiàn)代電子技術、 計算機和網(wǎng)絡技術及現(xiàn)代通信技術, 將配電網(wǎng)數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)、電力網(wǎng)結構和地理圖形進行信息綜合， 構成完整的自 動化系統(tǒng)，實現(xiàn)配網(wǎng)及其設備正常運行和事故狀態(tài)下的智能化監(jiān)測、 保護和控制。正文1、配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的結構配網(wǎng)自

4、動化系統(tǒng)采用分層分布式結構， 一般情況分為三層：配電主站層、配 1配同自動化蔡統(tǒng)第構as 電子站層、 配電終端層。 在系統(tǒng)的各個層面之間通過通信介質建立通信聯(lián)系， 進 行信息交換，實現(xiàn)對整個配電網(wǎng)的最優(yōu)管理。1.1 配電主站層配電主站從整體上對各配電子戰(zhàn)進行監(jiān)控， 分析系統(tǒng)的運行狀態(tài)， 協(xié)調各子 站、終端之間的關系，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)迅速更新和共享。配電網(wǎng) 自動 化系 統(tǒng) 可 以在 Unix 平 臺、 Windows2000 環(huán) 境、 UNIX+Windows2000 混合平臺中運行。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)通過采用通用的網(wǎng)絡 TCP/IP 蜥蜴，商用 Oracle 關系數(shù)據(jù)庫， C+ 、Java 編程語言等

5、，符合 IEEE POSIX1003.0 開放式標準，是一個完全開放的系統(tǒng)體系結構，充分保證了系統(tǒng) 的開放性。1.2 配電子站層配網(wǎng)監(jiān)控子站是配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的中間層， 向上與配網(wǎng)主站等各個系統(tǒng)進行 計算機通信，完成終端設備數(shù)據(jù)的集中和轉發(fā)，可以實現(xiàn)遙測、遙信、遙控、當 地監(jiān)控即故障隔離等功能； 并將實時數(shù)據(jù)中轉到配電主站的通信處理機上。 該層 不僅和配電主站形成一個高速局域網(wǎng)，還與各配電終端形成一個數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。1.3 配電終端層配電終端層是整個系統(tǒng)的最底層， 配網(wǎng)自動化終端包括安裝在柱上的 FTU 、 安裝在配變上的 TTU 和安裝于開閉所、配電站、環(huán)網(wǎng)單元的 FTU 等，主要完成 對柱上開關

6、、支線開關配電變壓器、開閉所、配電室、開網(wǎng)開關、箱式變等各種 現(xiàn)場信息的采集、 監(jiān)控并執(zhí)行上級下發(fā)的控制命令的功能； 并在必要時 （通信中 斷時）執(zhí)行本身賦予的網(wǎng)絡重構中的就地智能化功能。2、配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的組成2.1 硬件系統(tǒng)按 功 能 分 由 四 部 分 組 成 ， 即 ： 配 調 中 心 主 站 計 算 機 系 統(tǒng) (DA/DSM Master);110/10kV(或5/10kV或開閉所)：分站微機監(jiān)控系統(tǒng)(Mini Submaster)； 10kV饋線桿上智能電子設備(IED);配電網(wǎng)通訊系統(tǒng)?，F(xiàn)簡要說明如下：(1) 配調中心主站計算機系統(tǒng)： 采用“客戶服務器”結構的多用戶多任務的臺

7、布式系統(tǒng)，選 MS 公司的 Windows NT 做為操作和管理系統(tǒng)，具有開放標準平 臺和靈活、易擴展、統(tǒng)一風格的特點。主站通常配置2臺服務器，12臺操作員工作站，1臺維護開發(fā)工作站，2 臺前置機控制器 (或通訊服務器 )及網(wǎng)絡打印機，磁帶機及網(wǎng)絡接口器件等，由于 采用了“客戶一服務器”分布式結構和Windows NT操作系統(tǒng)，因而硬件的配置靈 活性很大，根據(jù)配網(wǎng)規(guī)模的大小，硬件平臺的規(guī)模可靈活選擇。(2) 變電所/開閉所級分站微機監(jiān)控系統(tǒng)：電工控 586 微機為核心構成分站系統(tǒng)，負責對本站饋線有關的桿上設備的 通訊、數(shù)據(jù)收集及控制功能， 同時還完成同主站的數(shù)據(jù)通訊， 在該監(jiān)控機上還實 現(xiàn)故障

8、檢測、隔離、供電恢復和故障定位等功能。(3) 桿上智能電子設備：包括桿上 RTU 、電容器組控制器、故障指示器、脈沖電能表等等。(4) 通訊設備： 配調中心主站對各變電所及開閉所之間采用專用通訊電纜或一點多址無線或點對點 (多點 )擴頻無線。變電所(開閉所)對各桿上智能設備可選擇多種通訊方式 (有線、無線或光纜 )，根據(jù)用戶具體情況，將設備和選用最佳方案。2.2 軟件系統(tǒng)操作系統(tǒng)：采用 MS 公司近幾年推出的 Windows NT 作為操作系統(tǒng)（1）系統(tǒng)軟件包括：*Windows NT Server*Windows NT Workstation（2）開發(fā)語言工具：*VC+4.2*VB4.0*O

9、FFICE 等（3）數(shù)據(jù)庫管理軟件：*SQL Server for Windows NT*實時數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) （自行設計 ）（4）支持軟件：*通訊管理 （CM）*人機會話 （MMI）*應用接口 （API）（5）應用軟件：*配網(wǎng)自動化 SCADA*DMS 軟件：包含在主站和分站上開發(fā)的各種 DMS 功能。3、配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的作用3.1 配網(wǎng) SCADA 功能：是對市、區(qū)內 10kV 饋線上各個監(jiān)測點 （如分段開關、電容器開關、手拉手開關等 ）線路上運行參數(shù)進行遙測，對開關進行遙控，以便實現(xiàn)集中監(jiān)控和實施 配網(wǎng)自動化功能 （DMS） ，配網(wǎng) SCADA 是配網(wǎng)自動化的基礎，是實現(xiàn) DMS 的先 決

10、條件，它與地區(qū)調度系統(tǒng)的主要區(qū)別在于采用大量智能儀器分散放置在室外 10kV 線路的桿上，通過高可靠有效的數(shù)據(jù)通訊設備將它們同主站連在一起，再 通過運行一整套 DMS 軟件來實現(xiàn)所要達到的目標， 因而總體來說配網(wǎng)自動化系 統(tǒng)較電網(wǎng)調度自動化系統(tǒng)更為復雜。3.2 對 10kV 饋線的快速故障診斷、隔離和自動恢復供電功能：這是一套對 10kV 饋線故障區(qū)段進行自動判別、隔離自動恢復供電的程序， 分由變電所監(jiān)控機來實現(xiàn)和由控制中心主控計算機來完成兩種方案， 所要達到的 目標是在饋線發(fā)生故障后的數(shù)十秒鐘內完成對故障線路區(qū)段的分離和完成部分 的恢復供電， 程序還應完成最佳供電路徑的選擇， 以保證恢復供電

11、后的電壓水平 和運行安全性。 根據(jù)需要， 可以開發(fā)故障點定位算法， 以便快速確定故障點的具 體位置。3.3 無功 /電壓控制，配網(wǎng)潮流分析計算： 開發(fā)適用于配電網(wǎng)的潮流計算方法， 結合 10kV 饋線配置的電容器組實現(xiàn)電 壓/無功自動控制，以便提高電壓合格率和降低配網(wǎng)網(wǎng)損。3.4 網(wǎng)絡拓撲分析及最優(yōu)開關程序 （網(wǎng)絡重構 ）：在滿足安全性的前提下， 通過配網(wǎng)網(wǎng)絡的最優(yōu)潮流分析， 確定出在各種條件 下對應的最佳運行方式。3.5 負荷控制與管理：對來自不同渠道的負荷數(shù)據(jù)進行綜合分析、 處理與加工， 決定控制策略， 實 現(xiàn)高檔次的負荷管理 （包含負荷性質、負荷分類和負荷短期預測等方面 ）3.6 遠方抄

12、表、電量電價分析、自動計費和管理的研究。3.7 GIS/AM/FM 的聯(lián)網(wǎng)、應用與開發(fā)：GIS 是基于地理坐標的信息系統(tǒng)， 在配網(wǎng)自動化中占有重要地位， GIS 技術 的開發(fā)目標主要是以地理圖為背景的動態(tài)實時監(jiān)控系統(tǒng)， 這為配網(wǎng)的實時監(jiān)控和 管理提供了極大的方便。3.8 DMS 與 EMS 的聯(lián)網(wǎng)及數(shù)據(jù)共享。3.9 DMS 與 MIS 的聯(lián)網(wǎng)及數(shù)據(jù)共享。4、配網(wǎng)自動化的特點 幾條或多條以變電站低壓側出線開關為起點的線路組成一個相對獨立的 電 氣環(huán)（或子網(wǎng)）。這種由 10kV 饋電線路組成的獨立的電氣環(huán)，在變電站中、低 壓側母線匯合后， 通過城區(qū)變電站就匯聚成為整個城市配電網(wǎng)絡。 配電自動化就

13、是主要研究這一個個相對獨立的電氣環(huán)問題的。 這個特定的電氣環(huán)上有普通有柱 狀開關、刀閘，導線（電纜）、開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、電纜分支箱、配電變壓器等。 配電自動化的建模原則、 配電測控終端設備布點原則、 信息采集原則、 信息組織 原則、饋線自動化控制原則、 其他高級應用與分析原則都必須符合這樣一個獨立 的“電氣環(huán)“關系。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)相對于調度自動化系統(tǒng)， 在電網(wǎng)測控技術方面有特殊的要求， 除了滿足一般測控要求外， 還需要完成故障檢出及故障自動隔離與快速恢復供電 配電網(wǎng)普通使用的是負荷開關， 不配置繼電保護裝置， 一次設備本身不能自動切 斷故障電流， 饋線自動化系統(tǒng)主要功能就是檢出故障點， 通過遠方

14、控制手段閉環(huán) 完成故障隔離以實現(xiàn)快速恢復線路上非故障段的連續(xù)供電， 實現(xiàn)提高供電可靠性 的目標。這樣，配電終端設備必須完成故障檢測與判斷，完成故障檢出。配電設備分散， 其測控終端設備必須就地安裝， 中間不得不建立大量的通信 環(huán)，將信息匯集到變電站（子站），最后通過主干通信網(wǎng)絡匯集到配網(wǎng)調度 SCADA 主站系統(tǒng)。配電網(wǎng)絡的可靠性不可能象輸電網(wǎng)一樣高， 只要形成變電站之間的配電線路 手拉手 供電網(wǎng)架，配備饋線自動化控制功能就可以滿足用電的高可靠性要求了 這樣，配網(wǎng)自動系統(tǒng)的應用， 通信網(wǎng)絡結構、 饋線自動化控制策略都會得到大大 的簡化。對于歷史原因造成的十分復雜的配電網(wǎng)電氣環(huán)網(wǎng)應該進行結構優(yōu)化改

15、造， 以簡化配電管理難度和饋線自動化的控制難度。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)要面向一個設備分散， 點多面廣的配電網(wǎng)絡， 主站端系統(tǒng)與 終端系統(tǒng)的通信容量、 測控容量較調度自動化系統(tǒng)而言出現(xiàn)了數(shù)據(jù)級的增加， 系 統(tǒng)怎樣高效合理地組織這些信息，怎樣管理這些測控設備等問題就凸顯出來了。 而調度自動化 EMS 系統(tǒng)面向變電站的管理， 由于變電站數(shù)量有限， 這些問題并 不十分突出。配電網(wǎng)的調度管理有以下幾個主要特點： 需要掌握城區(qū)供電網(wǎng)全網(wǎng)電氣運行 狀況；調度令僅面向以變電站中低壓側母線和出線開關為起點的一個特定的供電 設備電氣關聯(lián)區(qū)域（即一個相對獨立的“電氣環(huán)“）；調度主要關注配電線路的載 荷情況（線路越限、重載）；對重要供電區(qū)域的保電行為；一次網(wǎng)架結構的變化 更為頻繁； 關注具體線路的損耗； 關注具體的停電區(qū)域；關注故障恢復時效； 關 注在用戶用電。與調度自動化 EMS 系統(tǒng)相比，這些配網(wǎng)調度應用特點將導致配電自動化SCADA 系統(tǒng)的應用導功能出現(xiàn)大的差異。由于我國還沒有一家完全