配電網管理系統(tǒng)-共94頁PPT資料課件

1、第6章 配電管理系統(tǒng)（DMS）回顧：電力系統(tǒng)自動化的分類（按運行管理區(qū)域分類） 調度自動化發(fā)電廠自動化火電廠自動化水電廠自動化配電網自動化變電站自動化電力系統(tǒng)自動化本章主要內容第一節(jié) 配電管理系統(tǒng)（DMS）概述第二節(jié) 饋線自動化第三節(jié) 負荷控制技術及需用方管理（DSM）第四節(jié) 配電圖資地理信息系統(tǒng)（AM/FM/GIS）第五節(jié) 遠程自動抄表計費系統(tǒng)第一節(jié) 配電管理系統(tǒng)（DMS）概述我國規(guī)定：輸(送)電電壓為110 kV及以下為配電網。我國配電電網按電壓等級分為三類： 高壓配電電網(35 kV110 kV)； 中壓配電電網(10 kV)； 低壓配電電網(380/220 V)。一、 配電網的構成配電

2、網的構成由配電變電站和配電線路組成。對于不具備變電功能而只具有配電功能的配電裝置稱為開關站。開關站高壓配電變電站低壓配電變電站配電網的特點配電網輸電電壓等級環(huán)節(jié)網絡結線方式配電設備分布遠方終端設備操作較低（110kV）配電-用戶輻射網沿線分散配置終端數量多每個終端采集量少野外設備-人工較高220kV）發(fā)電-輸電環(huán)網集中在變電所終端數量少；每個終端采集量多遠程二、 配電自動化的概念1、配電管理系統(tǒng)的概念（DMS）（Distribution Management System） 通常把從變電、配電到用電過程的監(jiān)視、控制和管理的綜合自動化系統(tǒng)，稱為配電管理系統(tǒng)。桿變桿變桿變變電所變電所箱變開閉所調度

3、中心中心站中心站2、配電管理系統(tǒng)的組成（1）配電自動化系統(tǒng)(DAS) （Distribution Automation System）配電網數據采集和監(jiān)控（SCADA) 配電SCADA系統(tǒng)是配電網管理系統(tǒng)DMS基本功能的組成，同時又是DMS的基本應用平臺。 配電SCADA系統(tǒng)在DMS中的地位和作用與輸電SCADA系統(tǒng)在輸電能力管理系統(tǒng)（EMS）中的地位和作用是等同的。 由于配電網的特點，配電SCADA要比輸電SCADA復雜的多。配電SCADA的特點（1）基本監(jiān)控對象為變電站10kV出線開關及以下配電網的環(huán)網開關、分段開關、開閉所、公用配電變壓器和電力用戶，數據量通常要比輸電系統(tǒng)多一個數量級。（

4、2）系統(tǒng)要求比輸電SCADA系統(tǒng)對數據實時性的要求更高。（3）系統(tǒng)對遠動通信規(guī)約具有特殊的要求。（4）配電網為三相不平衡網絡。（5）配電網直接面向用戶，對可維護性的要求也更高。（6）集成了管理信息系統(tǒng)（MIS）的許多功能，對系統(tǒng)互連性的要求更高，配電SCADA系統(tǒng)必須具有更好的開放性。（7）必須和配電地理信息系統(tǒng)（AM/FM/GIS）緊密集成。配電SCADA的基本組織模式 配電網的SCADA系統(tǒng)是通過監(jiān)測裝置來收集配電網的實時數據，進行數據處理以及對配電網進行監(jiān)視和控制等功能。需方管理（DSM） Demond Side Management 電力的供需雙方共同對用電市場進行管理，以達到供電可靠

5、性，減少能源消耗及供需雙方的費用支出的目的。配電地理信息系統(tǒng)（GIS）Geographic Information System 因為配電網節(jié)點多，設備分散，其運行管理工作常與地理位置有關，將GIS與一些屬性數據庫結合，可以更加直觀的進行運行管理。（1）配電自動化系統(tǒng)(DAS) （Distribution Automation System）三、配電自動化的現狀1. 國內配電自動化的現狀 我國配電自動化起步較晚，目前已步入了配電網自動化的發(fā)展時期。2. 國外配電自動化的現狀（1）現狀 在一些工業(yè)發(fā)達國家中，配電自動化系統(tǒng)受到了廣泛的重視，國外的配電自動化系統(tǒng)已經形成了集變電所自動化、饋線分段開

6、關測控、電容器組調節(jié)控制、用戶負荷控制和遠方抄表等系統(tǒng)于一體的配電網管理系統(tǒng)(DMS)，其功能已多達140余種。（2）發(fā)展方向： 目前，國外正致力于研究配電自動化專家系統(tǒng)和配電網仿真培訓系統(tǒng)等。 四、配電管理系統(tǒng)（DMS）的通信方案 配電自動化系統(tǒng)采用的通信方式有配電線載波通信、電話線、調幅（AM）調頻（FM）廣播、甚高頻通信、特高頻通信、微波通信、衛(wèi)星通信、光纖通信等多種形式。 這里只討論配電自動化系統(tǒng)的一種典型的通信方案。 （1）主站與子站之間，使用單模光纖。 調度中心與變電所之間已經建立了單模光纖通信網絡，配網自動化系統(tǒng)的主站與子站之間的通信可以借用這個通道，以節(jié)省再次鋪設通信線路的投資

7、。 （2）子站與FTU之間，使用多模光纖。因為子站與FTU之間形成的通信網絡之間，各個通信節(jié)點的距離較短，很少超過3km，多模光纖已經能夠滿足要求，不需要使用單模光纖。因此子站與剛之間可使用多模光纖，構成自愈式雙環(huán)網。 1）單環(huán)光纖通信 四、配電管理系統(tǒng)（DMS）的通信方案光收發(fā)器既有光收發(fā)功能，又有轉發(fā)功能。在環(huán)網中每個FTU配一個這樣的光收發(fā)器，并用一根單芯的光纖與相鄰的FTU或主站相連。在單環(huán)通信結構中，一旦光纖或光收發(fā)器發(fā)生故障，則整個環(huán)就失去了通信。 2)自愈式雙環(huán)光纖通信。自愈式環(huán)網光纖通信可大大提高通信的可靠性。 四、配電管理系統(tǒng)（DMS）的通信方案四、配電管理系統(tǒng)（DMS）的通

8、信方案（3）TTU與電量集抄系統(tǒng)的數據的轉發(fā)。 可以利用有線（屏蔽雙絞線）方式采用現場總線 （如RS-485，CAN總線、Lon-Works總線等）通信。四、配電管理系統(tǒng)（DMS）的通信方案配電自動化系統(tǒng)通信方案網絡結構圖：第二節(jié) 饋線自動化（FA-Feeder Automation ）饋線自動化指配電線路的自動化。饋線自動化的主要任務：(1) 正常情況下，饋線自動化實時監(jiān)視饋線分段開關與聯(lián)絡開關的狀態(tài)和饋線電流、電壓情況，實現線路開關的遠方或就地合閘和分閘操作；(2) 故障時，獲得故障記錄，并能自動判別和隔離饋線故障區(qū)段，迅速對非故障區(qū)域恢復供電。二、饋線自動化的實現方式 饋線自動化方案可分

9、為就地控制和遠方控制兩種類型。就地控制依靠饋線上安裝的重合器和分段器自身的功能來消除瞬時性故障和隔離永久性故障，不需要和控制中心通信即可完成故障隔離和恢復供電；遠方控制是由FTU采集到故障前后的各種信息并傳送至控制中心，由分析軟件分析后確定故障區(qū)域和最佳供電恢復方案，最后以遙控方式隔離故障區(qū)域，恢復正常區(qū)域供電。三、饋線自動化常用設備（一）自動重合器 重合器(reclose)是一種自具控制及保護功能的開關設備，它能按預定的開斷和重合順序自動進行開斷和重合操作，并在其后自動復位或閉鎖。 所謂自具（Self Contained），即本身具有故障電流檢測和操作順序控制與執(zhí)行的能力，無需附加繼電保護裝

10、置和另外的操作電源，也不需要與外界通信。1、重合器的功能 當事故發(fā)生后，如果重合器經歷了超過設定值的故障電流，則重合器跳閘，并按預先整定的動作順序作若干次合、分的循環(huán)操作，若重合成功則自動終止后續(xù)動作，并經一段延時后恢復到預先的整定狀態(tài)，為下一次故障作好準備。 若重合失敗則閉鎖在分閘狀態(tài)，只有通過手動復位才能解除閉鎖。2、重合器與斷路器的區(qū)別：（1）重合器的作用強調開斷、重合操作順序、復位和閉鎖，以識別故障所在地，而斷路器的作用僅強調開斷、關合；（2）重合器是自我控制設備，本身具有過電流檢測、操作順序選擇、開斷和重合特性的調整等功能，其操作電源直接取自高壓線路，無需附加裝置，這些功能在設計上是

11、統(tǒng)一考慮的，而斷路器與其控制系統(tǒng)在設計上是分別考慮的，其操作電源也另外提供；（3）二者開斷特性也不同。 一般重合器的動作特性可以分為瞬動特性和延時動作特性兩種。 通常重合器的動作特性可整定為“一快二慢”、“二快二慢”和“一快三慢”等。 3、在配電網中應用重合器具有下述優(yōu)點：(1) 節(jié)省變電站的綜合投資。 重合器裝設在變電所的構架和線路桿塔上，無需附加控制和操縱裝置，故操作電源、繼電保護屏、配電間皆可省去，因此，基建面積可大大縮小，土建費用可大幅度降低。(2) 提高重合閘的成功率。(3) 縮小停電范圍。 重合器與分段器、熔斷器配合使用，可以有效地隔離發(fā)生故障的線路，縮小停電范圍。(4) 提高操作

12、自動化程度。 重合器可按預先整定的程序自動操作，而且配有遠動附件，可接收遙控信號，適于變電所集中控制和遠方控制，提高了變電所自動化程度。(5) 維修工作量小。 重合器多采用SF6和真空作介質，在其使用期間，一般不需保養(yǎng)和檢修。4、 重合器的分類（1）按絕緣介質和滅弧介質分油重合器、真空重合器和SF6重合器；（2）按控制裝置分 電子控制(分立元件控制電路、集成電路控制電路、微處理機控制電路)、液壓控制和電子液壓混合控制三種；（3）按相數分：單相、三相；（4）按安裝方式分：柱上、地面和地下。（二）分段器1、分段器的功能 分段器(sectionalizer)是配電網中用來隔離線路區(qū)段的自動開關設備。

13、 分段器與電源側前級開關（例重合器或斷路器或熔斷器）相配合，在失壓或無電流的情況下自動分閘的開關設備。 分段器可開斷負荷電流、關合短路電流，但不能開斷短路電流，因此不能單獨作為主保護開關使用。2、分段器的類型 （1） 電壓-時間型分段器 電壓-時間型分段器是憑借加壓、失壓的時間長短來控制其動作的，失壓后分閘，加壓后合閘或閉鎖。 兩種功能：第一種是在正常運行時閉合的分段開關；第二種是正常運行時斷開的分段開關。 電壓-時間型分段器有兩個重要參數需要整定：其一為X時限，它是指從分段器電源側加壓至該分段器合閘的時延；另一個參數為Y時限，它又稱為故障檢測時間。Y時限作用： 如果在Y時間內一直可檢測到電壓

14、，則Y時間之后發(fā)生失壓，分段器不閉鎖，當重新來電時還會合閘（經X時限）； 如果在Y時間內檢測不到電壓，則分段器將發(fā)生分閘閉鎖，即斷開后來電也不再閉合。四、就地控制的饋線自動化（一 ）輻射狀網的故障隔離 A采用重合器，整定為一慢一快，即第一次重合時間為15s，第二次重合時間為5s。B、D采用電壓-時間型分段器，其X時限均整定為7s；C和E亦采用電壓-時間型分段器，其X時限整定為14s，所有分段器的Y時限整定為5s。分段器都是常閉開關，均設置在第一套功能。在c區(qū)段發(fā)生永久性故障后，重合器A跳閘，導致線路失壓，造成分段器B、C、D和E均分閘； 事故跳閘15s后，重合器A第一次重合； 又經過7s的X時

15、限后，分段器B自動合閘，將電供至b區(qū)段； 又經過7s的X時限后，分段器D自動合閘，將電供至d區(qū)段； 分段器B合閘后，經過14s的X時限后，分段器C自動合閘，由于c段存在永久性故障，再次導致重合器A跳閘，從而線路失壓，造成分段器B、C、D和E均分閘，由于分段器C合閘后未達到Y時限(5s)就又失壓，該分段器將被閉鎖； 重合器A再次跳閘后，又經過5s進行第二次重合，分段器B、D和E依次自動合閘，而分段器C因閉鎖保持分閘狀態(tài)，從而隔離了故障區(qū)段，恢復了健全區(qū)段供電。圖8.7中各開關的動作時序圖（二）環(huán)狀網開環(huán)運行時的故障隔離采用重合器與電壓-時間型分段器配合 :A代表重合器，整定為一慢一快，即第一次重

16、合時間為15s，第二次重合時間為5s。B、C和D代表電壓-時間型分段器并且設置在第一套功能中，它們的X時限均整定為7s，Y時限均整定為5s；E亦代表電壓-時間型分段器，但設置在第二套功能中，其XL時限整定為45s，Y時限整定為5s。該開環(huán)運行的環(huán)狀網正常工作的情形如下：（a） 在c區(qū)段發(fā)生永久性故障后，重合器A跳閘，導致聯(lián)絡開關左側線路失壓，造成分段器B、C和D均分閘，并起動分段器E的XL計數器； 事故跳閘15s后，重合器A第一次重合； 又經過7s的X時限后，分段器B自動合閘，將電供至b區(qū)段； （b）（c）（d）又經過7s的X時限后，分段器C自動合閘，此時由于c段存在永久性故障，再次導致重合器

17、A跳閘，從而線路失壓，造成分段器B和C均分閘，由于分段器C合閘后未達到Y時限(5s)就又失壓，該分段器將被閉鎖； 重合器A再次跳閘后，又經過5s進行第二次重合，隨后分段器B自動合閘，而分段器C因閉鎖保持分閘狀態(tài)； （f）（e）重合器A第一次跳閘后，經過45s的XL時限后，分段器E自動合閘，將電供至d區(qū)段； 又經過7s的X時限后，分段器D自動合閘，此時由于c段存在永久性故障，導致聯(lián)絡開關右側的線路的重合器跳閘，從而右側線路失壓，造成其上所有分段器均分閘，由于分段器D合閘后未達到Y時限(5s)就又失壓，該分段器將被閉鎖； （h）（g）聯(lián)絡開關以及右側的分段器和重合器又依順序合閘，而分段器D因閉鎖保

18、持分閘狀態(tài)，從而隔離了故障區(qū)段，恢復了健全區(qū)段供電。（i） 小結；當隔離開環(huán)運行的環(huán)狀網的故障區(qū)段時，要使聯(lián)絡開關另一側的健全區(qū)域所有的開關都分一次閘，造成供電短時中斷，這是很不理想的。改進：在分段器上設置了異常低壓閉鎖功能，即當分段器檢測到其任何一側出現低于額定電壓30%的異常低電壓的時間超過150ms時，該分段器將閉鎖。從而在圖8.9(g)中，只要合上聯(lián)絡開關E就可完成故障隔離，而不會發(fā)生聯(lián)絡開關右側所有開關跳閘再順序重合的過程。（e）這樣在圖8.9(e)中，分段開關D也會被閉鎖。采用重合器或斷路器與分段器配合的缺點： 切斷故障的時間較長。 依靠整條饋線，降低了系統(tǒng)的可靠性。 由于必須分斷

19、重合器，因此實際擴大了事故范圍；若重合器拒分，會進一步擴大事故范圍。 當采用重合器與電壓-時間型分段器配合，隔離開環(huán)運行的環(huán)狀網的故障區(qū)段時，要使聯(lián)絡開關另一側的健全區(qū)域所有的開關都分一次閘，造成供電短時中斷，更加擴大了事故的影響范圍。配電網自動化系統(tǒng)遠方終端有：饋線遠方終端（包括FTU, Feeder Terminal Unit） 是一種具有數據采集和通信功能的柱上開關控制器。配電變壓器遠方終端（TTU，Transformer Terminal Unit）變電站內的遠方終端（RTU）五、遠方控制的饋線自動化遠方控制的饋線自動化圖8.13 典型的基于FTU的饋線自動化的組成FTU的組成和結構用

20、戶通信接口就地通信接口主站通信接口微控制器模塊DSP模擬量輸入狀態(tài)量輸入操作控制輸出電源模塊直流交流無線接口光纖接口電力載波RS232RS232一個典型的FTU 系統(tǒng)框圖就地控制和遠方控制的饋線自動化的比較：雖然在總體價格上，當地控制方式由于不需要主站控制、對通信系統(tǒng)沒有要求而有一定優(yōu)勢，但是就配電網絡本身的改造來看，當地控制所依賴的重合器的價值要數倍于負荷斷路器，這在一定程度上妨礙了該方案的大范圍使用。相比之下，遠方控制所依賴的負荷斷路器在城網改造項目中具有價格上的優(yōu)勢，在保證通信質量的前提下，主站軟件控制下的故障處理能夠滿足快速動作的要求。因此，從總體上說，遠方控制方式比當地控制方式具有明

21、顯的優(yōu)勢。而且隨著電子技術的發(fā)展，電子、通信設備的可靠性不斷提高，計算機和通信設備的造價也會愈來愈低，預計將來會廣泛地采用配電自動化主站系統(tǒng)配合遙控負荷斷路器、分段器為實現故障區(qū)段的定位、隔離及恢復供電，能夠克服當地控制方式帶來的缺點。從最近幾年我國配電系統(tǒng)自動化的實施來看，越來越多的電力企業(yè)正在采用遠方控制的饋線自動化方案。本節(jié)小結理解饋線自動化的主要任務。 掌握饋線自動化常用設備的類型和任務。 掌握饋電線路故障隔離與自動恢復原理。 1、輻射狀網的故障隔離； 2、環(huán)狀開環(huán)運行時的故障隔離； 理解遠方控制的饋線自動化。第三節(jié) 負荷控制技術及需方用電管理（DSM）電力負荷控制(Load Cont

22、rol)是對用戶的用電負荷進行控制的技術措施?？珊喎Q為負荷控制或負控技術。 電力負荷控制的發(fā)展20世紀20年代初，電力負荷控制裝置由英國開始應用. 20世紀30年代，英國、法國、德國等先后研制出多種類型的電力負荷控制裝置。70年代,隨著電子技術的發(fā)展和計算機的廣泛應用，電力負荷控制由分散型向集中型發(fā)展。我國20世紀80年代出現了電力負荷控制系統(tǒng) 90年代中后期，負荷控制系統(tǒng)功能已經得到擴充，成為一個實時綜合管理系統(tǒng)負荷管理系統(tǒng)LM（Load Management）。為了發(fā)揮用戶在負荷管理方面的積極作用，又出現了一種新的管理方式需求側管理DSM（Demand Side Management）。

23、電力負荷控制的發(fā)展第三節(jié) 負荷控制技術及需方用電管理（DSM）一、電力負荷控制的必要性 （1）通過負荷控制，使日負荷曲線變得比較平坦，就能夠使現有的電力設備得到充分利用，從而推遲擴建資金的投入； （2）并可減少發(fā)電機組的起停次數，延長設備的使用壽命，降低能源消耗；同時對穩(wěn)定系統(tǒng)的運行方式，提高供電可靠性也大有益處。 （3）對用戶來說，如果讓峰用電， 也可以減少電費支出。 因此，在市場機制下，通過用戶自愿參與的負荷控制系統(tǒng)，會使供電方和用戶互惠互利，共同發(fā)展。日負荷曲線二、電力負荷控制種類分散的負荷控制 負荷控制裝置功能有限，不靈活，但價格便宜。用于一些簡單的負荷控制。 例如：分時記量電度表、定

24、時開關控制路燈、固定讓峰設備、電力定量器控制一些用電指標比較固定的負荷等；遠方集中負荷控制負荷控制系統(tǒng)的種類比較多，根據所采用的信息傳輸方式有：音頻負荷控制、工頻負荷控制、載波負荷控制和無線電負荷控制等。二、電力負荷控制的種類負荷控制方式間接控制方式集中型控制 分散型控制 直接控制方式通過一定的行政或立法手段，發(fā)布電價政策、用電法規(guī)等，用經濟措施約束控制用戶的用電情況。 是直接對電力負荷進行控制的方式 是指在用戶端安裝不同功能的控制裝置，分別控制用戶的用電量，最大負荷和用電時間，而且這些控制裝置相互聯(lián)系，獨立地發(fā)揮各自的控制作用 是指中央控制機通過通道設備將控制指令傳送到安裝在用戶端的接收裝置

25、，來對負荷進行控制。 負荷控制終端是裝設在用戶端，受電力負荷控制中心的監(jiān)視和控制的設備。 負荷集中控制系統(tǒng)組成負荷控制中心傳輸信道 負荷終端設備有線信道雙向終端單向終端無線信道單向終端只能接受負荷控制中心的命令，如遙控開關、定量器等 既能接受負荷控制中心的命令，又能將用戶信息上傳給負荷控制中心，實現雙向信息傳輸。 用來對各負荷終端進行監(jiān)視和控制的中心站，也叫主控站。 負責將控制中心發(fā)出的負荷控制指令傳送到負荷終端設備 三、電力負荷集中控制系統(tǒng)組成負荷集中控制系統(tǒng)控制方式有線信道無線信道電力線信道自建電臺廣播電臺控制電話線信道工頻控制音頻控制載波控制四、無線電負荷控制系統(tǒng) 在配電控制中心內裝有計

26、算機控制的發(fā)送器。當系統(tǒng)出現尖峰負荷時，按事先安排好的計劃發(fā)出規(guī)定頻帶（目前為特高頻段）的無線電信號，分別控制一大批可控負荷。在參加負荷控制的負荷處裝有接收器，當收到配電控制中心發(fā)出的控制信號時將負荷開關跳開。這用控制方式適合于控制范圍不大、負荷比較密集的配電系統(tǒng)。統(tǒng)的組成典型無線電負荷控制系負控中心通過無線電波將各種控制命令發(fā)射出去，用戶端接收到信號后，經調制解調器解調，并執(zhí)行相應的命令。 為了在地形較為復雜的地區(qū)，實現大面積的數據傳輸 五、音頻負荷控制系統(tǒng) 將167360Hz的音頻電壓信號疊加到工頻電力波形上直接傳送到用戶進行負荷控制的系統(tǒng)。 這種方式利用配電線作為信息傳輸的媒體，是最經濟

27、的傳送控制信號的方法，適合于范圍很廣的配電系統(tǒng)。1、音頻控制系統(tǒng)的基本原理 音頻負荷控制系統(tǒng)的構成如圖6-13所示，主要由中央控制機、當地站控機、音頻信號發(fā)生器、耦合設備、注入互感器和音頻信號接收器等幾部分組成。音頻控制的優(yōu)缺點： 信號在電網中傳輸不受外界條件的影響，可靠性高，適宜在負荷廣、地形復雜的地區(qū)使用。 音頻信號發(fā)射機和耦合設備價格高，沒有雙向終端，所以音頻控制為單向傳輸，只能進行遠方遙控開關，控制方法停留在拉閘的水平，不能作為計劃用電的有效手段，使其發(fā)展前景受到限制。 六、負荷管理（LM）與需方用電管理 負荷管理（LM）的直觀目標，就是通過削峰填谷使負荷曲線盡可能變得平坦。 需方用電

28、管理（DSM）則從更大的范圍來考慮這一問題。通過發(fā)布一系列經濟政策以及應用一些先進的技術來影響用戶的電力需求，以達到減少電能消耗推遲甚至少建新電廠的效果。是一項充分調動用戶參與的積極性，充分利用電能，進而改善環(huán)境的一項系統(tǒng)工程。負荷管理下的多種電價 負荷管理下的多種電價峰谷分時分季電價實時電價單一電價梯級制電價二分電價功率因數電價定時電價 根據用電區(qū)域、供電電壓，將 一天分成若干個時段，每個時 段的電價固定，但卻不同、 大小取決于該時段的系統(tǒng)負 荷曲線的電價體系。 圖9-4 峰谷分時、分季電價實例實時電價在每個時段的電價是根據當時記錄到的系統(tǒng)負荷需求實時決定的。 這種電價是以用戶安裝的電能計量

29、表示出的實際千瓦時數為計費依據。 也叫分塊電價是把用戶每月使用的電量分成若干梯級，各級之間電價不同。 規(guī)定一個標準功率因數值后，用戶的功率因數值如高于規(guī)定值，減少基本電費；如低于規(guī)定值，增收基本電費。 定時電價又稱間斷供電電價。這種辦法明確規(guī)定用戶用電時間一般在電力系統(tǒng)的低谷時間內，也就是每天的22時到次日8時，其它時間禁止用電。 電價包含kW或kVA等表征負荷容量的收費以及kWh收費兩部分。用戶應付的電費是兩部分之和。 第四節(jié) 配電圖資地理信息系統(tǒng)（AM/FM/GIS） 一、概述配電圖資地理信息系統(tǒng)是配電系統(tǒng)各種自動化功能的公共基礎。自動繪圖AM（Automated Mapping）設備管理

30、FM（Facilities Management） 地理信息系統(tǒng)GIS（Geographic Information System）配電圖資地理信息系統(tǒng) 二、地理信息系統(tǒng)（GIS） 地理信息系統(tǒng)是計算機軟硬件技術支持下采集、存儲、管理、檢索和綜合分析各種地理空間信息，以多種形式輸出數據與圖形產品的計算機系統(tǒng)。地圖數字化是建立地理信息系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。數字化的地理地圖如同字模一樣，可以一次制作，多次使用，從而降低成本。 第四節(jié) 配電圖資地理信息系統(tǒng)（AM/FM/GIS）第四節(jié) 配電圖資地理信息系統(tǒng)（AM/FM/GIS）三、自動繪圖和設備管理系統(tǒng)（AM/FM） 標明有各種電力設備和線路的街道地理位置

31、圖，是配電網管理維修電力設備以及尋找和排除設備故障的有利工具。 AM自動繪圖包括制作、編輯、修改與管理圖形；FM設備管理包括各種設備及其屬性的管理。自動繪圖就是通過掃描儀將地圖圖形輸入計算機；設備管理就是將各種電力設備和線路符號反映在計算機的地理背景圖上，并通過檢索可得到各設備的坐標位置以及全部有關技術檔案。第四節(jié) 配電圖資地理信息系統(tǒng)（AM/FM/GIS）四、AM/FM/GIS系統(tǒng)在配電網中的實際應用（一）AM/FM/GIS系統(tǒng)在離線方面的應用 AM/FM/GIS系統(tǒng)作為用戶信息系統(tǒng)的一個重要組成部分，提供各種離線應用。 1在設備管理系統(tǒng)中的應用 在以地理圖為背景所繪制的單線圖上，能分層顯示

32、變電所、線路、變壓器、斷路器、隔離開關直至電桿路燈和電力用戶的地理位置。只要激活一下所檢索的廠、所或設備圖標，就可以顯示有關廠、所或設備的相關信息。 第四節(jié) 配電圖資地理信息系統(tǒng)（AM/FM/GIS）2在用電管理系統(tǒng)上的應用 業(yè)擴報裝、查表收費、負荷管理等是供電部門最為繁重的幾項用電管理業(yè)務。使用AM/FM/GIS，可方便基層人員核對現場設備運行狀況，及時更新配電、用電的各項信息數據。新裝、增容與變更用電被合稱為業(yè)務擴充，也叫“業(yè)擴報裝”，簡稱“業(yè)擴”。 業(yè)擴報裝時，可在地理圖上查詢有關信息數據，有效地減少現場勘測工作量，加快新用戶報裝的速度。 業(yè)擴報裝流程圖如圖：第四節(jié) 配電圖資地理信息系統(tǒng)

33、（AM/FM/GIS）查表收費包括電能表管理和電費計費。使用AM/FM/GIS，按街道的門牌編號為序建立的用戶檔案，查詢起來非常直觀方便，計費系統(tǒng)還可根據自動抄表或人工抄表的數據，自動核算電費，打印收款通知或直接進入銀行帳號；還可隨時調出任一用戶的安裝容量及歷年用電量數據，進行各類分類統(tǒng)計和分析。第四節(jié) 配電圖資地理信息系統(tǒng)（AM/FM/GIS）3在規(guī)劃設計上的應用 配電系統(tǒng)在合理分割變電所負荷、饋電線路負荷調整以及增設配電變電所、開閉所、聯(lián)絡線和饋電線路，直至配電網改造、發(fā)展規(guī)劃等規(guī)劃設計任務都比較繁瑣，一般都由供電部門自行完成。 采用地理圖上所提供的設備管理和用電管理信息和數據，與小區(qū)負荷

34、預報的數據相結合，共同構成配電網規(guī)劃和設計計算的基礎。第四節(jié) 配電圖資地理信息系統(tǒng)（AM/FM/GIS）（二）AM/FM/GIS系統(tǒng)在在線方面的應用 1反映配電網的運行狀況讀取SCADA系統(tǒng)實時遙信量，通過網絡拓撲著色，能直觀地反映配電系統(tǒng)實時運行狀況。對于模擬量，通過動態(tài)圖層進行數據的動態(tài)更新，確保數據的實時性。對于事故，可推出報警畫面(含地理信息)，用不同的顏色來顯示故障停電的線路及停電區(qū)域，做事故記錄。 2在線操作可在地理接線圖上直接對開關進行遙控，對設備進行各種掛牌、解牌操作。第四節(jié) 配電圖資地理信息系統(tǒng)（AM/FM/GIS）（三）AM/FM/GIS在投訴電話熱線中的應用投訴電話熱線也

35、是DMS的一個重要組成部分。 其目的是為了快速、準確地利用用戶打來的大量故障投訴電話，來判斷發(fā)生故障的地點和故障影響范圍，并根據搶修隊目前所處的位置，及時地派出搶修人員，使停電時間最短。三、配電自動化GIS系統(tǒng)的功能 圖形數據的錄入和編輯配電自動化GIS系統(tǒng)功能數據的分析與計算圖形的操作與顯示 信息查詢 數據的錄入和編輯屬性數據的錄入和編輯屬性數據與圖形數據互訪圖形控制和編輯網絡實時分析圖表分析網絡模擬分析顯示控制實時信息顯示條件查詢空間查詢圖形數據的錄入、編輯是將各種地圖、圖片、規(guī)劃圖等地理信息通過數字化儀、掃描儀等工具輸入計算機系統(tǒng)，并轉換成計算機可接受的形式。 屬性數據包括各電氣設備型號

36、等參數，這些數據可以通過GIS系統(tǒng)建立的輸入模版輸入，也可以通過管理信息網中已有的部分屬性數據，通過共享途徑直接獲取，GIS系統(tǒng)應具有對屬性數據結合圖形進行錄入、轉換和編輯功能。 已經數字化的圖形數據和錄入的屬性數據要能相互對應，才能實現基于圖形的查詢和管理功能 地圖和配電G I S圖按分類分層顯示。圖形任意縮放、平滑漫游、開窗，顯示全圖的概貌窗口，不同比例下的圖形信息顯示內容的自動調整 。圖層的編輯功能可以編輯圖層顯示方式，包括符號、顏色、字體、偏移量、比例尺，可以進行新建圖層、刪除圖層、加載等操作。 在當前實時狀態(tài)下，分析并顯示供電路徑和供電范圍，對供電范圍進行負荷統(tǒng)計。對饋線電流、母線電

37、壓、變壓器溫度、用戶負荷、潮流、網損等進行分析計算，將狀態(tài)估計結果等提供給GIS數據庫，并定時刷新，使GIS具有實時性。 對各種數據進行圖表繪制、顯示、分析?？勺远x縱橫坐標，自選圖形模式。 是在地理背景圖上對開關進行模擬操作，分析并顯示供電路徑和供電范圍，功能與實時分析相同，不影響實際電網運行。 顯示配電系統(tǒng)的設備分布圖等注記和文字信息，可分層顯示畫面，畫面可切換、平移、放大，縮小。 可自動訪問DSM和SCADA等系統(tǒng)數據庫，顯示從數據庫中獲得的狀態(tài)量和模擬量如：當前狀態(tài)、功率、電壓、跳閘次數等記錄。 從數據庫查詢圖形，按設備數據庫屬性查找設備地理位置，對典型設備可進行查詢，顯示、列表和統(tǒng)計

38、。 從圖形查數據庫，在圖形上對任意設備進行定點查詢和多邊形小區(qū)查詢，并顯示、列表和統(tǒng)計。 7/20/2022第72頁沈陽工程學院 Web GIS是地理信息系統(tǒng)在萬維網（Web）上的實現，是在信息發(fā)布、數據共享、交流協(xié)作基礎之上實現GIS的在線查詢和業(yè)務處理等功能的，Web分布式交互操作是其工作的重心。 Web GIS的基本組成：Web服務器、Browser瀏覽器（GIS 插件）、頁面描述語言（如HTML、VRML）、Web交互程序（JAVA、CGI ActiveX）、 GIS數據庫管理器（ARCSTORM、SDE）等 四、Web GIS在配電自動化系統(tǒng)中的應用 （1）基于互聯(lián)網進行信息交換（2

39、）平臺的無關性 （3）良好的可擴展性 （4）使用面廣，操作更簡單 與傳統(tǒng)的配電自動化GIS相比，Web GIS具有如下優(yōu)點： 7/20/2022第74頁電能表自動抄表，簡稱ARM(Automatic Reading Meter)，是供電部門將安裝在用戶處的電能表所記錄的用電量等數據通過遙測、傳輸和計算機系統(tǒng)匯總到營業(yè)部門，代替人工抄表及一連串后續(xù)工作 對自動抄表系統(tǒng)的要求，一方面應造價低，另一方面數據的采集要準確及時，又要有一定的環(huán)境適應能力和抗干擾能力。 一、自動抄表技術第五節(jié) 遠程自動抄表計費系統(tǒng)由抄表員攜帶紙和筆到現場，將用戶電能表的讀數記錄在記錄本上，并人工計算用戶的用電量，生成帳單。

40、 采用攜帶方便、操作簡單可靠的抄表設備（如電腦或掌上電腦等手持終端），到現場完成自動抄表功能。 利用汽車上裝載的無線收發(fā)裝置，到每個電能計量裝置附近，通過無線信號與裝置進行通訊，實現數據抄錄。 通過磁卡或IC卡和預付費電能表相結合，實現用戶先交錢購回一定電量，當用完這部分電量后自動斷電的管理方法。 常見的抄表方式手工抄表本地自動抄表移動式自動抄表預付費電能計費方式 遠程自動抄表 抄表主站通過如電話網、等多種通信媒體，結合電表上的軟件和局內計算機系統(tǒng)，不必外出就可抄回用戶電能數據的抄表方式。第五節(jié) 遠程自動抄表計費系統(tǒng)二、常見的抄表方式本地自動抄表是由抄表員攜帶抄表機（一般采用專用抄表機、筆記本

41、電腦或掌上電腦）去用戶處，從其計量裝置上自動采集用電量等數據。然后回到辦公室，將數據下載到主站計算機的數據庫中。這種數據采集方式分接觸式和非接觸式兩種 三、本地自動抄表方式7/20/2022抄表員去到用戶后，將隨身攜帶的抄表機與用戶計量裝置通過通信電纜將抄表機上RS-232串口和計量裝置上串口引出電纜相連接。抄表工作完成后，通過通信電纜將抄表機和安裝有管理軟件的PC機的串口相連，即可把上月的數據傳送到后臺管理PC機中。接觸式自動抄表的工作過程 7/20/2022抄表員去到用戶后，無需將抄表機與計量裝置聯(lián)接，而是通過無形的媒體(超聲波、無線電、微波或紅外線)來通信，完成抄表工作。 非接觸式自動抄

42、表工作過程 7/20/2022使用抄表機抄表捷寶JB8800型抄表機，是一臺功能強大的掌上數據采集器。機器內含的CPU為控制核心，帶有鍵盤、顯示屏、大容量內存及與電腦連接的通訊端口，因此具有以下幾方面功能：可以輸入并存儲大量的數據、可對機內存儲的數據進行任意查詢并將查詢結果顯示到屏幕上，可將機內數據傳輸到電腦或將電腦數據下載到抄表機中。圖7-4捷寶JB8800型抄表機7/20/2022抄表員每次抄表前將抄表戶的詳細數據從電腦下傳到抄表機中，然后到抄表現場，先用抄表機簡便的查找方式查到該抄表戶資料，然后將數據輸入到抄表機中，抄表結束后，將抄表機與電腦連接，機內存儲的抄表數據就全部自動的錄入到電腦中。使用抄表機抄表的方法7/20/2022（1）存儲容量大，一般一臺抄表機可存儲幾千上萬條數據。（2）數據保存時間長，抄表機內帶后備電池，機器關機后數據仍能保存半年以上。（3）攜帶方便，抄表機外形類似手機大小，攜帶操作極為方便。（4）輸入及顯示數據方便，抄表機的屏幕比較大，而且支持漢字，一般一屏可顯示幾十個漢字，為輸入數據及查詢顯示機內數據