配電自動化課件-第一章-概述

第一章概述定義：由各級電壓的電力線路將發(fā)電廠、變電所和電力用戶聯系起來的一個發(fā)電、輸電、配電和用電的整體，稱為電力系統(tǒng)。功能：將自然界的一次能源通過發(fā)電裝置轉化為電能，再經輸電、變電和配電將電能供應到用戶。發(fā)電輸電變電配電用電發(fā)電機升壓變壓器高壓輸電輸電區(qū)域變電所中低壓配電降壓變電所發(fā)電廠750kV區(qū)域電網…220kV輸電地方變電所地方電網…110kV配電網的功能：從輸電網接受電能，并逐級分配或就地消費，即將高壓電能降低至方便運行又適合用戶需要的各級電壓，組成多層次的配電網向用戶供電。第一節(jié)配電系統(tǒng)及其特點一、配電系統(tǒng)概念配電系統(tǒng)：配電區(qū)域內的配電線及配電設施的總稱。配電系統(tǒng)組成：變電站、配電站、配電變壓器及二次變電站以下各級線路、發(fā)電廠直配線路和進戶線及用電設備。

2023/2/1第4頁輻射狀或弱網狀的線路網絡輻射狀或弱網狀的線路網絡電源側220（110）kV110（35）kV10kV380（220）V負荷端高壓配電系統(tǒng)中壓配電系統(tǒng)低壓配電系統(tǒng)配電系統(tǒng)示意圖2023/2/1第5頁配電網按電壓等級分類配電網高壓配電網（10KV以上）中壓配電網（10、6、3kV）低壓配電網（1KV及以下）配電網按所在地域或服務對象分：城市配電網和農村配電網。配電網按配電線路形式分：架空配電網和電纜配電網。二、配電網的特點1、城市配電網的主要特點深入城市中心和居民密集點，負載相對集中，發(fā)展速度快,因此在規(guī)劃時應留有發(fā)展余地。用戶對供電質量要求高。配電網的設計標準較高，在安全與經濟合理平衡下，要求供電有較高的可靠性。2023/2/1第7頁配電網的接線較復雜，要保證調度上的靈活性，運行上的供電連續(xù)性和經濟性。隨著配電網自動化水平的提高，對供電管理水平也要求越來越高。對配電設施要求較高。2、農村配電網的主要特點供電線路長，分布面積廣，負載小而分散；用電季節(jié)性強，設備利用率低。發(fā)展速度快，存在建設無規(guī)劃，布局不合理，施工無設計，設備質量差等先天不足。2023/2/1第10頁農電隊伍不穩(wěn)定，專業(yè)水平不理想。農電用戶多數是鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、農業(yè)排灌和農民生活用電，用戶安全用電知識較貧乏，嚴重影響安全供用電。第二節(jié)

配電系統(tǒng)自動化的概念配電系統(tǒng)自動化：是利用現代電子、計算機、通信及網絡技術，將配電網在線數據和離線數據等配電網數據和用戶數據、電網結構和地理圖形進行信息集成，構成完整的自動化系統(tǒng)，實現配電網及其設備正常運行及事故狀態(tài)下的監(jiān)測、保護、控制、用電和配電管理的現代化。2023/2/1第13頁沈陽工程學院配電系統(tǒng)自動化的組成配電網調度自動化配電自動化（變電站自動化和饋線自動化）配電管理系統(tǒng)配電圖資系統(tǒng)需方用電管理2023/2/1第14頁計算機遠動裝置異常報警打印數據存儲屏幕顯示電網模擬圖人機對話調度員配電網設備配電網設備配電網調度自動化①

數據采集與監(jiān)控

SCADA是配電自動化系統(tǒng)的基礎功能，是遠動四遙（遙測、遙信、遙控、遙調）功能的深化與擴展，使得調度人員能夠從主站系統(tǒng)計算機界面上，實時監(jiān)視配電網設備運行狀態(tài)，并進行遠程操作和調節(jié)。配電網調度自動化電壓管理系統(tǒng)

實現配電網無功優(yōu)化、自動調整變壓器分接頭檔位、控制無功補償設備的投切，以保證供電電壓合格、線損最小。 由于配電網結構復雜，并且不可能收集到完整的在線及離線數據，實際上很難做到真正意義上的無功分布優(yōu)化。實際是采用現場自動裝置，以某控制點（通常是補償設備接入點）的電壓及功率因數為控制參數，就地調整變壓器分接頭檔位、投切無功補償電容器。配電網調度自動化故障隔離和斷電管理系統(tǒng)

國內外中壓配電網廣泛采用“手拉手”環(huán)網供電方式，并利用分段開關將線路分段。在線路發(fā)生永久性故障后，配電自動化系統(tǒng)自動定位線路故障點，跳開兩端的分段開關，隔離故障區(qū)段，恢復非故障線路的供電，以縮小故障停電范圍，加快故障搶修速度，減少停電時間，提高供電可靠性。配電網調度自動化①變電站自動化（SA）完成變電所保護、監(jiān)控及遠動功能。SA系統(tǒng)的繼電保護以及重合閘、備用電源自投、低周低壓減載等自動控制功能實際上是不依賴于上級主站獨立運行的；它與MS/SCADA系統(tǒng)的聯系，體現在為SCADA系統(tǒng)提供變電所實時運行信息，并接受遠程控制調節(jié)命令上。配電自動化1.3.1配電網自動化的基本功能④負荷管理

配電自動化系統(tǒng)監(jiān)視用戶電力負荷狀況，并利用降壓減載、對用戶可控負荷周期性投切、事故情況下拉閘限電三種控制方式，削峰、填谷、錯峰，改變系統(tǒng)負荷曲線的形狀，以提高電力設備利用率，降低供電成本。 需方用電管理（DSM，DemandSideManagement），供電企業(yè)不再是單方面地管理用戶負荷，而是根據用戶不同用電特性、用電量和結合天氣情況及建筑物的供暖特性，依據市場化的電價機制，如分時電價、論質電價等，對用戶負荷及其經營的分布式發(fā)電資源進行直接或間接控制，供需雙方共同進行供電管理，以節(jié)約電力、降低供電成本、推遲電源投資、減少電費支出，形成雙贏局面。1.3.1配電網自動化的基本功能⑤遠程抄表系統(tǒng) 自動抄表（AMR，AutomaticMeterReading）是通過通信網絡，讀取遠方用戶電表的有關數據，對數據進行存儲、統(tǒng)計及分析，生成所需報表與曲線，支持分時電價的實施，并加強對用戶用電的管理和服務。 不少供電企業(yè)為了便于實施及管理，采取了建設單獨的AMR系統(tǒng)的做法。在一些電力市場化比較完善的國家，實行供用分離，供電企業(yè)只負責電網的管理，售電及讀表由獨立的售電商負責。1.3.1配電網自動化的基本功能（2）配電網管理自動化：指離線的或實時性不強的設備管理、停電管理、用電管理等功能。 ①設備管理 設備管理（FM）功能在地理信息系統(tǒng)（GIS）平臺上，應用自動繪圖（AM）工具，以地理圖形為背景繪出并可分層顯示網絡接線、用戶位置、配電設備及屬性數據等。支持設備檔案的計算機檢索、調閱，并可查詢、統(tǒng)計某區(qū)域內設備數、負荷、用電量等。1.3.1配電網自動化的基本功能②檢修管理 在設備檔案管理的基礎上，制定科學的檢修計劃，對檢修工作票、倒閘操作票、檢修過程進行計算機管理，提高檢修水平與工作效率。③停電管理 對故障停電、用戶電話投訴（TC，TroubleCall）以及計劃停電處理過程進行計算機管理，能夠減少停電范圍，縮短停電時間，提高用戶服務質量。1.3.1配電網自動化的基本功能④規(guī)劃與設計管理 配電自動化系統(tǒng)對配電網規(guī)劃所需的地理、經濟、負荷等數據進行集中存儲、管理，并提供負荷預測、網絡拓撲分析、短路電流計算等功能，不僅可以加速配電網設計過程，而且還可使最終得到的設計方案達到經濟、高效、低耗的目的。⑤用電管理 對用戶信息及其用電申請、電費繳納等進行計算機管理，提高業(yè)務處理效率及服務質量。1.3.1配電網自動化的基本功能②饋線自動化系統(tǒng)簡稱FA（FeederAutomation）系統(tǒng)，是指中、高壓的饋線自動化，特別是10kV饋線。以SCADA監(jiān)控功能為基礎，完成中壓電網的自動故障定位、隔離及恢復供電功能。③配電網的通信系統(tǒng)為實現各種遠距離監(jiān)測、控制的信息傳遞，必須建立相應的通信系統(tǒng)。配電網通信系統(tǒng)主要有配電線載波、脈動（音頻）控制、工頻控制、公用電話網、光纖、微波等通信方式。1.3.1配電網自動化的基本功能④DFACTS技術

應用于配電網的柔性交流輸電系統(tǒng)（FACTS）技術。主要指固態(tài)斷路器（SSB）、靜態(tài)調相器或靜態(tài)無功補償器（STATCOM）、動態(tài)電壓恢復器（DVR）、諧波抑制裝置等。⑤遠方抄表系統(tǒng)

簡稱AMR系統(tǒng)，主要完成遠方讀表及計費管理功能。在供電企業(yè)內AMR系統(tǒng)往往是相對獨立的，為了避免重復投資，SCADA系統(tǒng)可以從AMR系統(tǒng)獲取用戶負荷運行狀態(tài)數據。1.3.1配電網自動化的基本功能（2）配電網實時數據檢測與監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA） 簡稱SCADA系統(tǒng)，調度值班人員通過該系統(tǒng)，對配電網進行監(jiān)視、控制與協(xié)調，因此，又將其稱為配電網調度自動化系統(tǒng)；同時，它還是實現各種配電網運行自動化高級應用功能的基本平臺。 實際上，配電網調度管理包括遠程監(jiān)視、故障處理、停電管理等更為廣泛內容，因此，廣義的配電網調度自動化系統(tǒng)指的是一切完成配電網運行自動化功能的系統(tǒng)。1.3.1配電網自動化的基本功能（3）配電網地理信息系統(tǒng)（GIS） 即AM/FM/GIS，它以GIS為平臺，對一個地理區(qū)域上的配電設備及其生產技術進行管理。 GIS可以作為一個獨立的系統(tǒng)運行，完成一些離線的配電網管理功能（如設備管理功能），也可以與SCADA系統(tǒng)交換數據，實現更為完善的配電管理自動化功能（例如停電管理功能）。1.3.1配電網自動化的基本功能（4）配電網的負荷管理（LM）

根據用戶的用電量、電價、氣候條件等因素進行綜合分析，制定負荷控制策略和計劃；對集中負荷進行監(jiān)視、管理與控制；此外，還有估計負荷的預報模型和控制方案評價研究的功能。1.3.1配電網自動化的基本功能（5）配電網的應用軟件

基本應用軟件：潮流計算、網絡拓樸分析、狀態(tài)估計、短路電流計算、電壓無功控制、負荷預報等。派生應用軟件：網絡重構、變電站負荷分配、饋電線負荷分配、按相平衡負荷等。專用應用軟件：小區(qū)負荷預報、投拆電話熱線處理、設備管理等。1.3.1配電網自動化的基本功能（6）工作管理系統(tǒng)（WMS） 對配電網中的設備進行監(jiān)測、并對采集的數據進行分析，以確定設備的實際狀態(tài)，并據此確定狀態(tài)檢修或進行計劃檢修。（7）調度員培訓模擬系統(tǒng)（DTS） 通過仿真軟件給出模擬的配電網對調度員進行培訓。可幫助調度員在模擬操作時能判別操作的正確性，從而提高調度的安全性；還可供作配電網發(fā)展后各種預想運行方式的操作，以判斷規(guī)劃設計方案的可靠性、安全性。1.3.1配電網自動化的基本功能（8）需方用電管理（DSM） 指電力供需雙方通過電力市場實現密切配合，建立一個良好的生產與消費的關系，達到提高供電可靠性，減少能源消耗及供需雙方的費用支出的目的。

DSM與LM的區(qū)別在于DSM要求用戶有效參與，而LM方式下，用戶是被動的。第四節(jié)

配電系統(tǒng)自動化的基本功能及實現原則配電系統(tǒng)自動化的基本功能：配電網運行和管理功能運行計劃模擬和優(yōu)化功能運行分析和維護管理功能用戶負荷監(jiān)控和故障報修功能。2023/2/1第34頁沈陽工程學院一、配電網運行和管理功能配電網運行監(jiān)視配電網運行的控制配電網的保護故障診斷分析與恢復供電運行情況統(tǒng)計及報告2023/2/1第35頁沈陽工程學院二、運行計劃模擬和優(yōu)化功能配電網運行模擬倒閘操作計劃的編制入網關口電量的計劃和優(yōu)化2023/2/1第36頁沈陽工程學院三、運行分析和維護管理功能對配電網故障和供電質量反饋的信息進行運行分析，以及根據設備狀況進行維修計劃的編制，制訂打印工作任務單，對維修工作的班組進行跟蹤管理及對維修結果進行分析以得知維修的費用和效益。2023/2/1第37頁沈陽工程學院四、用戶負荷監(jiān)控和故障報修功能用戶端負荷和電能質量的遙測用戶端負荷和表計的控制用戶故障報修處理系統(tǒng)2023/2/1第38頁沈陽工程