電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化配電網(wǎng)自動(dòng)化精選課件

1、第五章 電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化主講人：齊鄭qizheng319126一、配電網(wǎng)自動(dòng)化配電網(wǎng)劃分：1、低壓配電網(wǎng)-220V、380V2、中壓配電網(wǎng)-3-35kV3、高壓配電網(wǎng)-66kV、110kV7/28/20222North China Electric Power University一、配電網(wǎng)自動(dòng)化一個(gè)簡化配電系統(tǒng)單線圖10kV母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)降壓變配電變主饋線分支線聯(lián)絡(luò)開關(guān)出線開關(guān)補(bǔ)償電容110kV母線7/28/20223North China Electric Power University一、配電網(wǎng)自動(dòng)化CB2CB14CB13CB12CB11CB10CB9CB8CB7CB6CB5CB4C

2、B3ST1ST2CB1CB15Bus3Bus1Bus2CB16FEEDER1FEEDER2FEEDER3ND1ND2ND3ND4ND5ND6ND7ND8ND9ND10ND11ND12ND13ND14ND15ND16ND17ND18ND0ND19ND20ND21ND22CB16CB17ND23ND24CB18一個(gè)簡單的配電系統(tǒng)接線圖7/28/20224North China Electric Power University一、配電網(wǎng)自動(dòng)化配電系統(tǒng)的特點(diǎn)(1)比喻：發(fā)輸電系統(tǒng)為人體的動(dòng)脈，而配電系統(tǒng)是人體的毛細(xì)血管設(shè)備數(shù)量非常巨大，而單個(gè)設(shè)備價(jià)值小數(shù)據(jù)采集點(diǎn)非常多，而單個(gè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的采集數(shù)據(jù)量很

3、少饋線設(shè)備沿線路室外布置城網(wǎng)中電纜線路越來越多自動(dòng)化程度低，自動(dòng)化改造需要巨額資金7/28/20225North China Electric Power University一、配電網(wǎng)自動(dòng)化配電系統(tǒng)的特點(diǎn)(2)配電系統(tǒng)具有環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，但為了故障定位和繼電保護(hù)整定方便，通常處于開環(huán)運(yùn)行狀態(tài)；而輸電系統(tǒng)通常是閉環(huán)運(yùn)行的。配電系統(tǒng)的支路電阻和電抗之比/一般比較大。配電系統(tǒng)常處于不平衡多相運(yùn)行狀態(tài)，負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)皆不平衡：各相負(fù)荷大小不等，可能單相或兩相運(yùn)行。7/28/20226North China Electric Power University一、配電網(wǎng)自動(dòng)化我國電網(wǎng)自動(dòng)化水平狀況近20年，我

4、國的發(fā)輸電自動(dòng)化水平得到大幅度提高；長期以來，“重發(fā)、輕供、不管用”，絕大部分電力投資用于發(fā)輸電系統(tǒng)的建設(shè)；配電自動(dòng)化水平處于相對(duì)落后狀態(tài)。2019年開始，情況發(fā)生巨大變化。7/28/20227North China Electric Power University一、配電網(wǎng)自動(dòng)化我國配電自動(dòng)化熱潮的背景國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展電力需求的日益增長對(duì)供電可靠性和供電質(zhì)量的要求越來越高部頒指標(biāo)99.9%（年停電8.76小時(shí)）， 99.99%（年停電52.6分鐘） ，沒有自動(dòng)化達(dá)不到投入巨資（3000億元）搞城網(wǎng)/農(nóng)網(wǎng)改造，拉動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)增長7/28/20228North China Electric P

5、ower University一、配電網(wǎng)自動(dòng)化通常把利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)系統(tǒng)正常運(yùn)行及事故情況下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制、用電和配電管理的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，稱為“配電管理系統(tǒng)”（Distribution Management System，簡稱DMS）。DMS是和電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的能量管理系統(tǒng)（EMS）處于同一層次。二者不同之處在于EMS涉及發(fā)、輸電系統(tǒng)，DMS是配電管理系統(tǒng)。7/28/20229North China Electric Power University一、配電網(wǎng)自動(dòng)化配電自動(dòng)化的目的提高供電可靠性改善電能質(zhì)量更好地為用戶服務(wù)為供電企業(yè)自身獲取更大的

6、經(jīng)濟(jì)效益帶動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展7/28/202210North China Electric Power University一、配電網(wǎng)自動(dòng)化配電管理系統(tǒng)的主要功能1、配電網(wǎng)的SCADA功能通過監(jiān)測(cè)裝置來收集配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理以及對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)視和控制。RTUTTUFTU一次集結(jié)區(qū)域站二次集結(jié)區(qū)域站7/28/202211North China Electric Power University一、配電網(wǎng)自動(dòng)化配電管理系統(tǒng)的主要功能2、配電變電站自動(dòng)化對(duì)配電所實(shí)施數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視和控制，與控制中心和調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)（SCADA）通信。3、饋線自動(dòng)化在正常情況下，實(shí)時(shí)監(jiān)視饋線分段開關(guān)與聯(lián)絡(luò)開關(guān)的

7、狀態(tài)和饋線電流、電壓，實(shí)現(xiàn)線路開關(guān)的遠(yuǎn)方或就地分、合閘操作。在故障情況下，獲得故障記錄，自動(dòng)判斷和隔離饋線故障區(qū)段，迅速對(duì)非故障區(qū)域恢復(fù)供電。7/28/202212North China Electric Power University一、配電網(wǎng)自動(dòng)化配電管理系統(tǒng)的主要功能4、 自動(dòng)制圖/設(shè)備管理/地理信息系統(tǒng) AM/FM/GIS 功能包括：與SCADA系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)著色功能接口；在地理圖上顯示配電網(wǎng)帶電狀態(tài)和潮流、電壓分布；自動(dòng)動(dòng)態(tài)連接電路接線圖和圖形數(shù)據(jù)庫，使電路接線圖改變時(shí)，圖形數(shù)據(jù)庫和拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)著色隨之更新；當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生跳閘事故時(shí)，自動(dòng)提供受其影響的用戶、變壓器和線路清單。5、配電工作管理系

8、統(tǒng)配電網(wǎng)運(yùn)行管理，工程設(shè)計(jì)，施工計(jì)劃，檔案和統(tǒng)計(jì)等工作管理。6、用電管理系統(tǒng)客戶信息系統(tǒng)，負(fù)荷管理系統(tǒng)，計(jì)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，用電營業(yè)管理系統(tǒng)，用戶故障報(bào)修系統(tǒng)。7/28/202213North China Electric Power University一、配電網(wǎng)自動(dòng)化配電管理系統(tǒng)的主要功能7、配電網(wǎng)分析軟件主要是對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析和計(jì)算，包括：負(fù)荷預(yù)測(cè)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?、狀態(tài)估計(jì)、潮流計(jì)算、線損計(jì)算分析、電壓/無功優(yōu)化等。在配電網(wǎng)中不涉及系統(tǒng)穩(wěn)定和調(diào)頻等大系統(tǒng)問題。7/28/202214North China Electric Power University一、配電網(wǎng)自動(dòng)化配電自動(dòng)化的幾個(gè)熱點(diǎn)設(shè)備

9、更新改造：變電站改造，線路改造，開關(guān)改造數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控/地理圖形信息系統(tǒng)/配電應(yīng)用軟件(SCADA/GIS/PAS)故障選線故障定位、隔離與恢復(fù)電能質(zhì)量：提高電壓合格率，減少諧波配網(wǎng)規(guī)劃7/28/202215North China Electric Power University一、配電網(wǎng)自動(dòng)化DMS與EMS的相似點(diǎn)1、SCADA功能。2、圖形用戶界面GUI。3、自動(dòng)控制功能，如VQC。4、高級(jí)應(yīng)用軟件。5、存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)。6、信息共享和信息發(fā)布。7/28/202216North China Electric Power University一、配電網(wǎng)自動(dòng)化DMS與EMS的不同點(diǎn)1、輻射型網(wǎng)絡(luò)

10、。2、配電設(shè)備很多安裝在電桿上。3、全部RTU(站+網(wǎng))數(shù)量眾多。4、站設(shè)備數(shù)量少。5、數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)量大。6、多數(shù)設(shè)備人工操作。7、存在大量的需方(用戶設(shè)備)。7/28/202217North China Electric Power University二、饋線自動(dòng)化技術(shù)饋線自動(dòng)化設(shè)備重合器、分段器和饋線FTU1、自動(dòng)重合器 一種能夠檢測(cè)故障電流、在給定時(shí)間內(nèi)斷開故障電流并能夠進(jìn)行給定次數(shù)重合的具有“自具”能力的控制開關(guān)。現(xiàn)有的重合器通?？梢灾睾先剿拇?。所謂“自具”就是本身具有故障電流檢測(cè)和操作順序控制與執(zhí)行的能力，無需附加繼電保護(hù)裝置和另外的操作電源，也不需要與外界通信。重合器在開斷性能上

11、與普通斷路器相似，但比普通斷路器具有多次重合閘的功能。在保護(hù)控制方面具有“智能”，能自身完成故障檢測(cè)、判斷電流性質(zhì)，執(zhí)行開合功能；記憶動(dòng)作次數(shù)、恢復(fù)初始狀態(tài)、完成合閘閉鎖。只有通過手動(dòng)復(fù)位才能解除閉鎖。7/28/202218North China Electric Power University二、饋線自動(dòng)化技術(shù)2、分段器 一種與電源側(cè)前級(jí)開關(guān)配合，在失壓或者無電流的情況下自動(dòng)分閘的開關(guān)設(shè)備。它不能斷開短路故障電流。分段器的關(guān)鍵部件是故障檢測(cè)繼電器。 形式有電壓時(shí)間型分段器，過流脈沖計(jì)數(shù)型分段器。7/28/202219North China Electric Power University

12、二、饋線自動(dòng)化技術(shù)3、饋線FTU 安裝于配電室或饋線上的智能終端設(shè)備?？梢耘c遠(yuǎn)方的配電之站通信，將配電設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)發(fā)送到配電子站，還接收配電子站的控制命令，對(duì)配電設(shè)備進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。7/28/202220North China Electric Power University二、饋線自動(dòng)化技術(shù)饋線自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)方式有兩種1、當(dāng)?shù)乜刂品绞揭揽筐伨€上安裝的重合器和分段器自身的功能來消除瞬時(shí)性故障和隔離永久性故障。 它不需要和控制中心通信就可以完成故障隔離和恢復(fù)供電。2、遠(yuǎn)方控制方式通過負(fù)荷開關(guān)、FTU加主站系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。 由FTU采集到故障前后的各種信息并傳送到主站，由主站確定故障區(qū)段，然后由主站

13、系統(tǒng)發(fā)出遙控命令控制開關(guān)動(dòng)作，完成故障隔離并恢復(fù)非故障區(qū)的供電。7/28/202221North China Electric Power University二、饋線自動(dòng)化技術(shù)饋線自動(dòng)化的電源問題1、操作電源和工作電源取自饋線。方式：單相變壓器(兼作PT)缺點(diǎn)：線路停電導(dǎo)致失電2、操作電源和工作電源取自蓄電池方式：鋰電池缺點(diǎn)：蓄電池容量小3、操作電源取自饋線、工作電源取自蓄電池7/28/202222North China Electric Power University三、配電SCADA系統(tǒng)配電自動(dòng)化可以用到的通信方式1、配電線路載波 2、低壓配線路載波3、電話專線 4、撥號(hào)電話5、CAT

14、V通道 6、RS-4857、多模光纖 8、單模光纖9、無線擴(kuò)頻通信 10、VHF UHF電臺(tái)11、對(duì)址微波 12、調(diào)幅、調(diào)頻廣播13、衛(wèi)星 14、GPRS CDMA7/28/202223North China Electric Power University四、配電網(wǎng)圖資系統(tǒng)AM/FM/GIS配電圖形管理(AM) 7/28/202224North China Electric Power University四、配電網(wǎng)圖資系統(tǒng)AM/FM/GIS地理圖形信息系統(tǒng)(GIS)為配電系統(tǒng)各部門的管理與決策提供可視化的圖形操作平臺(tái)（Arc/Infor，SmallWorld，InterGraph，Map

15、Infor）配電圖形管理故障投訴及搶修管理配電工作管理接口管理系統(tǒng)管理配電地理信息系統(tǒng)7/28/202225North China Electric Power University一、配電網(wǎng)自動(dòng)化7/28/202226North China Electric Power University五、需方用電管理DSM1、負(fù)荷控制和管理 （1）負(fù)荷控制 （2）遠(yuǎn)方監(jiān)視 （3）歷史記錄2、遠(yuǎn)方抄表與電能計(jì)費(fèi)3、廣義需方用電管理分時(shí)電價(jià)、需方儲(chǔ)能、分布式電源等7/28/202227North China Electric Power University電能自動(dòng)抄表系統(tǒng) 一種采用通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將安裝在用戶外的電能表所記錄的用電