配電網(wǎng)自動(dòng)化

第五章配電網(wǎng)自動(dòng)化第一節(jié)配電自動(dòng)化概述第二節(jié)饋線自動(dòng)化第三節(jié)DMS的SCADA/LM功能第四節(jié)配電網(wǎng)圖資系統(tǒng)AM/FM/GIS第五節(jié)需方用電管理DSM第六節(jié)配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)1第一節(jié)配電自動(dòng)化概述配電自動(dòng)化是對(duì)配電網(wǎng)上的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)方實(shí)時(shí)監(jiān)視、協(xié)調(diào)及控制的一個(gè)集成系統(tǒng)。它是近幾年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新興技術(shù)和領(lǐng)域，是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)在配電網(wǎng)監(jiān)視與控制上的應(yīng)用。通常把電力系統(tǒng)中二次降壓變電站低壓側(cè)直接或降壓后向用戶供電的網(wǎng)絡(luò)，稱為配電網(wǎng)（DistributionNetwork）。將配電電壓1KV以上的部分稱為高壓配電網(wǎng)，其額定電壓一般為35、6~10KV和3KV等；將配電電壓不足1KV的部分稱為低壓配電網(wǎng)；其額定電壓一般為單相220V和三相380V。

配電網(wǎng)的特點(diǎn)一般有：（1）深入城市中心和居民密集點(diǎn)；（2）傳輸功率和距離一般不大；（3）采用輻射型運(yùn)行方式；（4）供電容量、用戶性質(zhì)、供電質(zhì)量和可靠性要求千差萬(wàn)別，各不相同。（5）我國(guó)配電網(wǎng)還有一個(gè)顯著特征：中性點(diǎn)不接地。2第一節(jié)配電自動(dòng)化概述一．配電自動(dòng)化的概念配電自動(dòng)化系統(tǒng)（DistributionAutomationSystem，簡(jiǎn)稱DAS）是一種可以使配電企業(yè)在遠(yuǎn)方以實(shí)時(shí)方式監(jiān)視、協(xié)調(diào)和操作配電設(shè)備的自動(dòng)化系統(tǒng)。其內(nèi)容包括配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控（SCADA）、配電地理信息系統(tǒng)（GIS）和需方管理（DSM）幾部分。DAS和輸電網(wǎng)的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)（SCADA）處于同一層次。

1．配電自動(dòng)化系統(tǒng)DAS在配電自動(dòng)化系統(tǒng)中，從為配電網(wǎng)供電的110kV主變電站的10kV出線監(jiān)視，到10kV饋線自動(dòng)化以及10kV開(kāi)閉所、配電變電站和配變的自動(dòng)化，稱為配電SCADA系統(tǒng)。進(jìn)線監(jiān)視一般完成對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)線變電站的開(kāi)關(guān)位置、母線電壓、線路電流、有功和無(wú)功功率以及電度量的監(jiān)視。3第一節(jié)配電自動(dòng)化概述饋線自動(dòng)化（FeederAutomation，簡(jiǎn)稱FA）是指在正常情況下，遠(yuǎn)方實(shí)時(shí)監(jiān)視饋線分段開(kāi)關(guān)與聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)和饋線電流、電壓情況，并實(shí)現(xiàn)線路開(kāi)關(guān)的遠(yuǎn)方合閘和分閘操作；在故障時(shí)獲取故障記錄，并自動(dòng)判別和隔離饋線故障區(qū)段以及恢復(fù)對(duì)非故障區(qū)域供電。

開(kāi)閉所和配電變電站自動(dòng)化（SubstationAutomation，簡(jiǎn)稱SA）完成對(duì)配網(wǎng)中10kV開(kāi)閉所，小區(qū)變的開(kāi)關(guān)位置，保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，小電流接地選線情況，母線電壓，線路電流，有功和無(wú)功功率以及電度表的遠(yuǎn)方監(jiān)視、開(kāi)關(guān)遠(yuǎn)方控制、變壓器遠(yuǎn)方有載調(diào)壓。變壓器巡檢系指對(duì)配電網(wǎng)中箱式變、柱上變的參數(shù)遠(yuǎn)方監(jiān)視和補(bǔ)償電容器的自動(dòng)投切和遠(yuǎn)方投切等。4第一節(jié)配電自動(dòng)化概述

配電自動(dòng)化系統(tǒng)的另一組成部分，即是需方管理。DSM實(shí)際上是電力的供需雙方共同對(duì)用電市場(chǎng)進(jìn)行管理，以達(dá)到提高供電可靠性，減少能源消耗及供需雙方的費(fèi)用支出的目的。其內(nèi)容包括負(fù)荷監(jiān)控、管理和遠(yuǎn)方抄表、計(jì)費(fèi)自動(dòng)化兩方面。

負(fù)荷監(jiān)控和管理（LoadControl&Management,簡(jiǎn)稱LCM），是根據(jù)用戶的用電量、分時(shí)電價(jià)、天氣預(yù)報(bào)以及建筑物內(nèi)的供暖特性等進(jìn)行綜合分析，確定最優(yōu)運(yùn)行和負(fù)荷控制計(jì)劃，對(duì)集中負(fù)荷及部分工廠用電負(fù)荷進(jìn)行監(jiān)視、管理和控制，并通過(guò)合理的電價(jià)結(jié)構(gòu)引導(dǎo)用戶轉(zhuǎn)移負(fù)荷，平坦負(fù)荷曲線。

遠(yuǎn)方抄表與計(jì)費(fèi)自動(dòng)化（AutomationMeterReading，簡(jiǎn)稱AMR）是指通過(guò)各種通信手段讀取遠(yuǎn)方用戶電表數(shù)據(jù)，并將其傳至控制中心，自動(dòng)生成電費(fèi)報(bào)表和曲線等。5第一節(jié)配電自動(dòng)化概述地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem，簡(jiǎn)稱GIS）的引入是配電自動(dòng)化的主要特點(diǎn)之一，因?yàn)榕潆娋W(wǎng)接點(diǎn)多、設(shè)備分散，其運(yùn)行管理工作常與地理位置有關(guān)，將GIS與一些屬性數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)合，可以更加直觀地進(jìn)行運(yùn)行管理。

配電自動(dòng)化的GIS內(nèi)容主要包括：（1）設(shè)備管理（FacilitiesManagement，簡(jiǎn)稱FM）（2）用戶信息系統(tǒng)（CustomerInformationSystem，簡(jiǎn)稱CIS）（3）SCADA功能是將SCADA和DSM上報(bào)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息與GIS相結(jié)合，以便于操作和管理人員更方便地動(dòng)態(tài)分析配電網(wǎng)的運(yùn)行情況。（4）停電管理系統(tǒng)（OutageManagementSystem，簡(jiǎn)稱OMS）6第一節(jié)配電自動(dòng)化概述2．網(wǎng)絡(luò)分析和優(yōu)化3．工作管理系統(tǒng)4．調(diào)度員培訓(xùn)模擬系統(tǒng)

7第一節(jié)配電自動(dòng)化概述二．配電自動(dòng)化的意義配電自動(dòng)化是電力系統(tǒng)現(xiàn)代化的必然趨勢(shì)，其主要意義在于：在正常運(yùn)行情況下，通過(guò)監(jiān)視配網(wǎng)運(yùn)行工況，優(yōu)化配網(wǎng)運(yùn)行方式；當(dāng)配網(wǎng)發(fā)生故障或異常運(yùn)行時(shí)，迅速查出故障區(qū)段及異常情況，快速隔離故障區(qū)段，及時(shí)恢復(fù)非故障區(qū)域用戶的供電，縮短對(duì)用戶的停電時(shí)間，減少停電面積；根據(jù)配網(wǎng)電壓合理控制無(wú)功負(fù)荷和電壓水平，改善供電質(zhì)量，達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行目的；合理控制用電負(fù)荷，從而提高設(shè)備利用率；自動(dòng)抄表計(jì)費(fèi)，保證抄表計(jì)費(fèi)的及時(shí)和準(zhǔn)確，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和工作效率，并可為用戶提供自動(dòng)化的用電信息服務(wù)等。8第一節(jié)配電自動(dòng)化概述三．配電管理系統(tǒng)DMS的特點(diǎn)和功能（一）配電管理系統(tǒng)的特點(diǎn)由于DMS和EMS存在一次接線和二次設(shè)備的差別，使得DMS具有更多不同于EMS的特點(diǎn)。（1）典型的配電網(wǎng)多為輻射型結(jié)構(gòu)。（2）配電網(wǎng)的許多設(shè)備是按配電線路長(zhǎng)度安放的，往往裝在電線桿上。（3）配電網(wǎng)內(nèi)要求安裝RTU的數(shù)量，通常比相連輸電系統(tǒng)所需的數(shù)量要多一個(gè)數(shù)量級(jí)。（4）一處配電網(wǎng)設(shè)備的總數(shù)據(jù)量約比一個(gè)輸電變電站的數(shù)據(jù)量少一個(gè)數(shù)量級(jí)。（5）配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)模，一般比所連輸電網(wǎng)的數(shù)據(jù)庫(kù)大一個(gè)數(shù)量級(jí)（達(dá)到萬(wàn)級(jí)）。（6）配電網(wǎng)內(nèi)大多數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備都是人工操作，而不9第一節(jié)配電自動(dòng)化概述象輸電網(wǎng)那樣，大多數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可以遠(yuǎn)方控制。（7）配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)接線變化，常常發(fā)生在出事地點(diǎn)而不是在開(kāi)關(guān)安裝處。（8）配電網(wǎng)設(shè)備名目繁多，數(shù)量極大，且面臨經(jīng)常變動(dòng)的需方負(fù)荷，檢修更新頻繁。（9）配電網(wǎng)除供方的設(shè)備外，還連有大量需方的用電設(shè)備，有時(shí)還有包括聯(lián)合循環(huán)發(fā)電在內(nèi)的自備電源。（10）承擔(dān)傳輸數(shù)據(jù)和通話任務(wù)的配電網(wǎng)通信系統(tǒng)，由于包含有各種類型的負(fù)荷控制和遠(yuǎn)方讀表裝置而具有多種通信方式的特點(diǎn)。（二）配電管理系統(tǒng)的功能能量管理系統(tǒng)中，常用SCADA/AGC/PAS來(lái)概括其主要功能。對(duì)于配電管理系統(tǒng)的主要功能，也可用SCADA/LM/PAS/（AM/FM/GIS）來(lái)表示。其中，電力應(yīng)用軟件PAS（PowerApplicationSoftware）則分別稱為EMS應(yīng)用軟件和DMS軟件。配電管理系統(tǒng)的主要功能如下：10第一節(jié)配電自動(dòng)化概述1．配電網(wǎng)的SCADA功能配電網(wǎng)的SCADA系統(tǒng)，包括通過(guò)傳統(tǒng)的變電站RTU收集配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理以及監(jiān)視控制等功能。還包括沿線分布的面向現(xiàn)場(chǎng)的FTU，用以實(shí)現(xiàn)饋電線自動(dòng)化的遠(yuǎn)動(dòng)功能。

2．配電網(wǎng)的負(fù)荷管理LM功能對(duì)變電站饋電線路的負(fù)荷進(jìn)行監(jiān)視，以驗(yàn)證是否達(dá)到正?；蚓o急運(yùn)行狀態(tài)下所要求的電壓負(fù)荷水平。其次是監(jiān)視各個(gè)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。控制功能應(yīng)能分別對(duì)各個(gè)用戶進(jìn)行控制。3．配電管理系統(tǒng)的高級(jí)應(yīng)用軟件功能（1）基本應(yīng)用軟件。如網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、狀態(tài)估計(jì)、潮流、短路電流、電壓/無(wú)功控制、負(fù)荷預(yù)報(bào)等。

11第一節(jié)配電自動(dòng)化概述（2）派生應(yīng)用軟件。如變電站負(fù)荷分配、饋線負(fù)荷分配、按相平衡負(fù)荷等。（3）專門應(yīng)用軟件。如小區(qū)負(fù)荷預(yù)報(bào)、投訴電話處理、變壓器設(shè)備管理等。

4．配電網(wǎng)圖資系統(tǒng)的AM/FM/GIS功能AM/FM/GIS系統(tǒng)功能主要有：拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)著色；自動(dòng)動(dòng)態(tài)連接；小區(qū)分割處理；AutoCAD雙向接口；調(diào)閘事件報(bào)告。

5．配電自動(dòng)化DA的主要功能（1）配電變電站自動(dòng)化（2）饋電線自動(dòng)化12第二節(jié)

饋線自動(dòng)化

對(duì)于單電源輻射式網(wǎng)絡(luò)一般采用下面的兩種形式：（1）變電站采用斷路器，配電線分段處采用分段器。（2）變電站采用重合器，配電線分段處采用分段器。對(duì)于雙電源供電的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)可采用下面的三種組合方式：（1）變電站用斷路器，配電線分段處采用重合器。（2）變電站和配電線分段處都采用重合器。（3）變電站采用重合器，配電線分段處采用重合器和分段器。

13第二節(jié)

饋線自動(dòng)化一．饋線自動(dòng)化設(shè)備介紹1．重合器(1)重合器是用于配電網(wǎng)自動(dòng)化一種智能化的開(kāi)關(guān)設(shè)備，它本身具有控制及保護(hù)的功能。它能檢測(cè)故障電流并能在給定時(shí)間內(nèi)切斷故障電流，以及進(jìn)行整定給定次數(shù)重合的控制裝置。（2）重合器的主要的技術(shù)參數(shù)及應(yīng)用。重合器有許多技術(shù)參數(shù)其中以額定電壓、額定電流、短路開(kāi)斷電流、最小脫扣電流、時(shí)間——電流特性最為重要。（3）重合器的工作原理。一般可整定為“一快三慢”、“二快二慢”和“一快二慢”的組合，這里“快”指快速分閘，一般動(dòng)作時(shí)間不大于0.06s，快速分閘一般設(shè)定在第一、二次，主要目的是消除瞬時(shí)性的故障，保護(hù)線路設(shè)備。后面幾次的動(dòng)作可設(shè)為慢動(dòng)作，即為延時(shí)分閘，這種延時(shí)使得與線路上各分段點(diǎn)設(shè)置的分段器、熔斷器進(jìn)行配合，分?jǐn)喙收宵c(diǎn)。14第二節(jié)

饋線自動(dòng)化重合器比斷路器具有更高的智能程度，自動(dòng)化程度更高?？砂搭A(yù)先整定的程序自動(dòng)進(jìn)行操作，可接收遙控信號(hào)，具有對(duì)故障實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位、自動(dòng)隔離、自動(dòng)恢復(fù)供電的功能。

2．分段器線路自動(dòng)分段器是配電網(wǎng)中用來(lái)隔離線路區(qū)段的自動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)備，它與重合器或斷路器或熔斷器相配合，在失壓或無(wú)電流的情況下自動(dòng)分閘的開(kāi)關(guān)設(shè)備。它串聯(lián)于重合器與斷路器的負(fù)荷側(cè)，當(dāng)線路發(fā)生永久故障時(shí)，它進(jìn)行分合閘后閉鎖于分閘的狀態(tài)，當(dāng)重合器重合閘恢復(fù)對(duì)非故障段供電時(shí)，分段器不合閘，而隔離故障區(qū)段；而當(dāng)發(fā)生瞬時(shí)性故障時(shí)，分段器的分、合閘操作不產(chǎn)生合閘閉鎖動(dòng)作或記憶次數(shù)未達(dá)到預(yù)期所設(shè)定次數(shù)時(shí)，則分段器在電源側(cè)的重合器(或斷路器)合閘后，保持合閘狀態(tài)。15第二節(jié)

饋線自動(dòng)化分段器有兩大類．一類為電壓—時(shí)間式分段器，一類為過(guò)電流脈沖計(jì)數(shù)型分段器。(1)電壓——時(shí)間型分段器是憑借加壓、失壓的時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)控制其動(dòng)作的，失壓后分閘，加壓后合閘或閉鎖?？捎糜谳椛錉罹W(wǎng)和樹(shù)狀網(wǎng)，又可用于環(huán)形網(wǎng)。主要技術(shù)參數(shù)：X時(shí)限——延時(shí)合閘時(shí)限，是指從分段器電源側(cè)加電壓至該分段器合閘的時(shí)延，一般整定在7s以上。Y時(shí)限——延時(shí)分閘時(shí)限，為分段器從接到失壓信號(hào)至分閘的時(shí)間，一般整定在3s。Z時(shí)限——閉鎖合閘時(shí)限。

設(shè)重合器或斷路器的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為t，為使分段器可靠工作，對(duì)于X，Y，Z時(shí)限的整定必須滿足如下關(guān)系：t+Y〈Z〈X16第二節(jié)

饋線自動(dòng)化分段器與重合器相比，從性能上，應(yīng)具有閉合短路電流及切斷負(fù)荷電流的能力，不具備切斷短路電流的能力；從價(jià)格上，比重合器要低廉。

（2）故障電流計(jì)數(shù)式分段器是具有“記憶”前級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備（斷路器或重合器）開(kāi)斷故障電流次數(shù)功能的分段器。

3．故障指示器短路故障指示器是利用電磁原理，依靠指示牌轉(zhuǎn)動(dòng)位置的變化或顏色的變化或燈光的閃動(dòng)來(lái)指示故障的發(fā)生，當(dāng)這些指示器指示后，可以依靠人工手動(dòng)復(fù)歸或經(jīng)過(guò)延時(shí)后自動(dòng)復(fù)歸，有些是利用線路恢復(fù)正常后通過(guò)附和電流來(lái)自動(dòng)復(fù)歸。

17第二節(jié)

饋線自動(dòng)化二．重合器與分段器配合實(shí)現(xiàn)故障區(qū)段隔離（一）重合器與電壓——時(shí)間型分段器配合1．輻射狀網(wǎng)故障區(qū)段隔離圖5-1中，變電站出口采用重合器1，整定為一慢一快。線路分段器2、4、5采用電壓——時(shí)間型分段器，其X時(shí)限均整定為7s，分段器3亦采用電壓時(shí)間型分段器，其X時(shí)限整定為14s，Z時(shí)限整定為5s。18第二節(jié)

饋線自動(dòng)化

該輻射狀網(wǎng)正常工作時(shí)重合器、分段器均處于合位；在3區(qū)段發(fā)生永久故障后，重合器1跳閘，導(dǎo)致線路失壓，2、3、4和5均分閘；事故跳閘15s后，重合器1第一次重合，又經(jīng)過(guò)7s的X時(shí)限后，分段器2自動(dòng)合閘，將電供至2區(qū)段；又經(jīng)過(guò)7s的X時(shí)限后分段器4自動(dòng)合閘，將電供至4區(qū)段；分段器2合閘后，經(jīng)14s的X時(shí)限后，分段器3自動(dòng)合閘，由于3段存在永久故障，再次導(dǎo)致19第二節(jié)

饋線自動(dòng)化

重合器1跳閘，造成分段器2、3、4均分閘，由于分段器3合閘后未達(dá)到Z時(shí)限就又失壓，該分段器將被閉鎖；重合器1再次跳閘后，又經(jīng)過(guò)5s進(jìn)行第二次重合，分段器2、4和5依次自動(dòng)合閘，而分段器3因閉鎖保持分閘狀態(tài)，從而隔離了故障區(qū)段，恢復(fù)了全區(qū)段供電。2．環(huán)狀網(wǎng)開(kāi)環(huán)運(yùn)行時(shí)的故障區(qū)段隔離圖5-3中，1采用重合器，整定為一慢一快。2、3采用電壓——時(shí)間型分段器，其X時(shí)限均整定為7s，Z時(shí)限整定為5s。聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)4亦采用電壓——時(shí)間型分段器，正常運(yùn)行時(shí)處于開(kāi)斷狀態(tài)，其X時(shí)限整定為38s。

20第二節(jié)

饋線自動(dòng)化正常運(yùn)行時(shí)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)5處于斷開(kāi)狀態(tài)，其余均合；當(dāng)2區(qū)段發(fā)生永久性故障后，重合器1跳閘，聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)左側(cè)線路失壓，分段器2、3均分閘，并啟動(dòng)分段器4的計(jì)時(shí)器；事故跳閘15s后，重合器A第一次重合，將電供至1區(qū)段；又經(jīng)過(guò)7s的X時(shí)限后，分段器2自動(dòng)合閘，21第二節(jié)

饋線自動(dòng)化由于2段存在永久故障，再次導(dǎo)致重合器1跳閘，從而線路失壓，造成分段器2分閘，由于分段器2合閘后未達(dá)到Z時(shí)限就又失壓，該分段器被閉鎖；重合器1再次跳閘后，又經(jīng)過(guò)5s進(jìn)行第二次重合，而分段器2因閉鎖保持分閘狀態(tài)；共經(jīng)過(guò)34s。而重合器1第一次跳閘后，經(jīng)過(guò)38s的時(shí)限后，聯(lián)絡(luò)分段器4自動(dòng)合閘，將電供至3區(qū)段；又經(jīng)過(guò)7s的X時(shí)限后，分段器3自動(dòng)合閘，此時(shí)由于二段存在永久性故障，導(dǎo)致聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)右側(cè)的線路的重合器6跳閘，從而右側(cè)線路失壓，造成其上所有分段器均分閘，由于分段器3合閘后未達(dá)到Z時(shí)限就又失壓，該分段器將被閉瑣；聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)以及右側(cè)的分段器和重合器又依順序合閘，而分段器3因閉鎖保持分閘狀態(tài)，從而隔離了故障區(qū)段恢復(fù)了全區(qū)段供電。

22第二節(jié)

饋線自動(dòng)化（二）重合器與過(guò)流脈沖記數(shù)式分段器配合圖5-5所示樹(shù)狀網(wǎng)絡(luò)，采用重合器和過(guò)流脈沖計(jì)數(shù)型分?jǐn)嗥髋浜?，?jì)數(shù)次數(shù)均整定為2次。正常運(yùn)行時(shí)重合器1和分?jǐn)嗥?、3均為合；當(dāng)三段發(fā)生永久性故障后，重合器1跳閘，分?jǐn)嗥?計(jì)過(guò)電流一次，由于未達(dá)到整定值（2次），因此不分閘而保持在合閘狀態(tài)；經(jīng)一段延時(shí)后，重合器1第一次重合；由于再次合到故障點(diǎn)處，重合器1再次跳閘，并且分段器3的過(guò)流脈沖計(jì)數(shù)值會(huì)達(dá)到整定值兩次，因此分段器3在重合器A再次調(diào)閘后的無(wú)電源時(shí)期分閘；又經(jīng)過(guò)一段延時(shí)后，重合器1進(jìn)行第二次重合，而分段器3保持分閘狀態(tài)，從而隔離了故23第二節(jié)

饋線自動(dòng)化障區(qū)段，恢復(fù)了健全區(qū)段供電。下圖為各開(kāi)關(guān)的動(dòng)作時(shí)序圖。24第二節(jié)

饋線自動(dòng)化如圖5-5輻射狀網(wǎng)3段發(fā)生暫時(shí)性故障，重合器1跳閘，分段器3計(jì)過(guò)電流一次，由于未達(dá)到整定值（2次），因此不分閘而保持在合閘狀態(tài)；經(jīng)一段延時(shí)后，暫時(shí)性故障消失，重合器1重合成功恢復(fù)了系統(tǒng)供電，再經(jīng)過(guò)一段確定的時(shí)間以后，分段器3的過(guò)電流計(jì)數(shù)值清除，又恢復(fù)到其初始狀態(tài)。圖5-7為各開(kāi)關(guān)的動(dòng)作時(shí)序圖。25第二節(jié)

饋線自動(dòng)化（三）基于重合器的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的不足采用重合器或斷路器與電壓-時(shí)間型分段器配合時(shí)，當(dāng)線路故障時(shí)，分段開(kāi)關(guān)不立即分?jǐn)?，而要依靠重合器或位于主變電站的出線斷路器的保護(hù)跳閘，導(dǎo)致饋線失壓后，各分段開(kāi)關(guān)才能分?jǐn)?。?dāng)用重合器或斷路器與過(guò)流脈沖計(jì)數(shù)型分段器配合時(shí)，也要依靠重合器或位于主變電站的出線斷路器的保護(hù)跳閘，導(dǎo)致饋線失壓后，各分段開(kāi)關(guān)才能分?jǐn)?。這樣做是不理想的，主要表現(xiàn)在：（1）切斷故障的時(shí)間較長(zhǎng)。（2）依靠重合器或主變電站出線斷路器的繼電保護(hù)裝置保護(hù)整條饋線，降低了系統(tǒng)的可靠性。（3）擴(kuò)大了事故范圍。26第二節(jié)

饋線自動(dòng)化三．基于FTU的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)1．基于FTU的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的組成27第二節(jié)

饋線自動(dòng)化2．FTU的性能要求（1）遙信功能。（2）遙測(cè)功能。（3）遙控功能。（4）統(tǒng)計(jì)功能。（5）對(duì)時(shí)功能。（6）事件順序記錄（SOE）（7）事故記錄。（8）定值遠(yuǎn)方修改和召喚定值。（9）自檢和自恢復(fù)功能。（10）遠(yuǎn)方控制閉鎖與手動(dòng)操作功能。（11）遠(yuǎn)程通信功能。28第二節(jié)

饋線自動(dòng)化（12）抗惡劣環(huán)境。（13）具有良好的維修性。（14）可靠的電源。另外，還有三項(xiàng)功能可以選擇（1）電度采集。（2）微機(jī)保護(hù)。（3）故障錄波。3．FTU的組成和結(jié)構(gòu)柱上開(kāi)關(guān)控制器FTU可采用高性能十六位單片機(jī)制造（如80C196K等），為了滿足對(duì)惡劣環(huán)境的適應(yīng)性，應(yīng)選擇能工作在-25度的工業(yè)品級(jí)芯片。圖5-9為典型的FTU的系統(tǒng)框圖。FTU利用80C196K微處理器內(nèi)部的10位A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行32點(diǎn)交流采樣測(cè)量電壓、電流和功率等遙測(cè)量，共有8個(gè)模擬量輸入端。

29第二節(jié)

饋線自動(dòng)化30第二節(jié)

饋線自動(dòng)化4．區(qū)域工作站區(qū)域工作站是一個(gè)集中和轉(zhuǎn)發(fā)裝置，它與柱上開(kāi)關(guān)控制器（FTU）采用面向?qū)ο蟮膯?wèn)答規(guī)約，允許多臺(tái)FTU共用同一條通道。區(qū)域工作站相當(dāng)于一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的RTU向配電網(wǎng)控制中心通信，它采用輸電網(wǎng)自動(dòng)化通用的SCI1801、CDT、DNP、Modbus和u4F規(guī)約進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。31第二節(jié)

饋線自動(dòng)化5．配變遠(yuǎn)方測(cè)控單元（TTU）在饋線自動(dòng)化系統(tǒng)中，往往還要對(duì)配電變壓器進(jìn)行遠(yuǎn)方監(jiān)視，采集數(shù)據(jù)，并以這些運(yùn)行參數(shù)作為考核和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析的依據(jù)，還可作為安全運(yùn)行的監(jiān)視手段。TTU與FTU類似，除了在系統(tǒng)程序上有所不同外，兩者在硬件上的不同之處在于TTU增加一路與低壓用戶抄表器通信的串行口，TTU的控制輸出也與FTU有所差別，它的作用是通過(guò)在配變低壓側(cè)投切一組補(bǔ)償電容器，實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)淖饔谩?2第二節(jié)

饋線自動(dòng)化四．故障區(qū)段判斷和隔離1．基本原理對(duì)于輻射狀網(wǎng)、樹(shù)狀網(wǎng)和處于開(kāi)環(huán)運(yùn)行的環(huán)狀網(wǎng)，判斷故障區(qū)段，只需根據(jù)饋線沿線各開(kāi)關(guān)是否流過(guò)故障電流就可以了。假設(shè)饋線上出現(xiàn)單一的故障，顯然故障區(qū)段應(yīng)當(dāng)位于從電源側(cè)到末端方向最后一個(gè)經(jīng)歷了故障電流的開(kāi)關(guān)和第一個(gè)未經(jīng)歷故障電流的開(kāi)關(guān)之間的段。對(duì)于處于閉環(huán)運(yùn)行的環(huán)狀網(wǎng)，則必須根據(jù)流經(jīng)饋線沿線各開(kāi)關(guān)的故障功率方向才能判斷出故障區(qū)段，此時(shí)必須同時(shí)采集電流和電壓信號(hào)。33第二節(jié)

饋線自動(dòng)化2．典型配電環(huán)網(wǎng)的故障處理過(guò)程圖5-10為一個(gè)典型的10kV環(huán)網(wǎng)供電開(kāi)環(huán)運(yùn)行配電系統(tǒng)，設(shè)在負(fù)荷開(kāi)關(guān)QL1和QL2之間發(fā)生故障，A變電站的斷路器因繼電保護(hù)動(dòng)作而跳閘；經(jīng)延時(shí)斷路器的重合閘動(dòng)作合閘，如果是瞬時(shí)性故障，重合閘成功，恢復(fù)供電；如果是永久性故障，第一次重合閘后，斷路器再度跳閘并閉鎖。每一FTU向主FTU傳送記錄的數(shù)據(jù)，主FTU收到各個(gè)FTU的狀態(tài)和實(shí)時(shí)記錄，可以判斷出故障在負(fù)荷開(kāi)關(guān)QL1、QL2之間的區(qū)段，并命令控制將負(fù)荷開(kāi)關(guān)打開(kāi)并保持在開(kāi)的位置，自動(dòng)完成故障識(shí)別和故障隔離。主FTU能夠在故障隔離后，向QL4FTU輸出控制指令，使聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)和閘，將QL2到QL3、QL3到QL4之間區(qū)段的負(fù)荷轉(zhuǎn)移到B變電站供電。A變電站斷路器的保護(hù)與FTU的FDIR配合，經(jīng)一定延時(shí)后將A側(cè)斷路器重合，恢復(fù)A變電站到負(fù)荷開(kāi)關(guān)QL1之間區(qū)段的供電。34第二節(jié)

饋線自動(dòng)化35第二節(jié)

饋線自動(dòng)化五．饋線自動(dòng)化的電源問(wèn)題1．操作電源和工作電源均取自饋線這種方法不需要蓄電池，具體取法有三種，方式一：工作電源取自開(kāi)關(guān)兩側(cè)的單相變壓器；方式二：當(dāng)有低壓線路與柱上開(kāi)關(guān)同桿時(shí)，工作電源取自一臺(tái)單相變壓器和一回低壓線路；方式三：當(dāng)有不同電源的兩回低壓線路與開(kāi)關(guān)較近時(shí)，工作電源取兩回低壓線路。

2．操作電源和工作電源均取自蓄電池這種方式需在FTU機(jī)箱安放一個(gè)較大容量的蓄電池，通過(guò)它獲得FTU的工作電源和柱上開(kāi)關(guān)的操作電源。其優(yōu)點(diǎn)在于即使饋線停電，F(xiàn)TU仍能工作，柱上開(kāi)關(guān)也仍能操作。

36第二節(jié)

饋線自動(dòng)化3．操作電源取自饋線，工作電源取自蓄電池由于饋線沿線的柱上開(kāi)關(guān)的合閘操作是按順序進(jìn)行的，因此當(dāng)某臺(tái)開(kāi)關(guān)需要合閘時(shí)，其電源側(cè)的相鄰開(kāi)關(guān)已經(jīng)處于合閘位置了，所以總是可以以饋線為操作電源進(jìn)行可靠的合閘。37第三節(jié)

DMS的SCADA/LM功能

一．?dāng)?shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制SCADA系統(tǒng)當(dāng)代的SCADA系統(tǒng)，一般均具有以下特點(diǎn)：（1）采用開(kāi)放平臺(tái)組成系統(tǒng)，具有方便靈活的圖形用戶界面，使用多窗口技術(shù)取代傳統(tǒng)上單一的半圖形或全圖形畫面。（2）能接收來(lái)自GIS的地理圖形數(shù)據(jù)，組成SCADA地理接線圖。（3）具有網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治瞿芰Γ捎貌煌伾蛨D標(biāo)來(lái)區(qū)分線路是否帶電、是否接地。（4）使用分布式和免變送器的RTU來(lái)取代傳統(tǒng)的集中式RTU。（5）能支持變電站綜合自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)保護(hù)的投切和監(jiān)視、保護(hù)定值的選擇以及故障錄波和測(cè)距數(shù)據(jù)的搜集等功能。38第三節(jié)

DMS的SCADA/LM功能SCADA功能主要有以下幾種：1．?dāng)?shù)據(jù)采集DA（DataAcquisition）2．報(bào)警（Alarm）3．時(shí)間順序記錄 SOE（SequenceOfEvents）4．?dāng)_動(dòng)后追憶PDR（PostDisturbanceReview）5．遠(yuǎn)方控制（Control）6．遠(yuǎn)方調(diào)整（Control）7．計(jì)算（Calculation）8．趨勢(shì)曲線（Trend）和棒圖（Bargraph）9．動(dòng)態(tài)線路著色10．地理接線圖11．歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（History）和制表打?。≧eport）12．事件記錄（EventLog）13．時(shí)鐘（Clock）14．模擬盤接口（MimicboardInterface）15．支持無(wú)人值班的變電站自動(dòng)化39第三節(jié)

DMS的SCADA/LM功能二．負(fù)荷控制和管理1．負(fù)荷控制系統(tǒng)的概念和類型電力負(fù)荷控制是對(duì)用戶的用電負(fù)荷進(jìn)行控制的技術(shù)措施，可簡(jiǎn)稱為負(fù)荷控制。根據(jù)采用的通信傳輸方式的不同，負(fù)荷控制系統(tǒng)可分為音頻電力負(fù)荷控制系統(tǒng)、無(wú)線電電力負(fù)荷控制系統(tǒng)、配電線載波電力負(fù)荷控制系統(tǒng)、工頻負(fù)荷控制系統(tǒng)和混合負(fù)荷控制系統(tǒng)五類。2．負(fù)荷控制系統(tǒng)的功能（1）負(fù)荷控制功能（2）遠(yuǎn)方監(jiān)控功能1）遠(yuǎn)方抄表2）遠(yuǎn)方跳合閘3）遠(yuǎn)方監(jiān)視40第三節(jié)

DMS的SCADA/LM功能（3）歷史記錄（4）統(tǒng)計(jì)和打?。?）系統(tǒng)管理3．音頻和工頻負(fù)荷控制音頻控制是一種遠(yuǎn)方負(fù)荷控制系統(tǒng)，從位置適中的地點(diǎn)，把音頻信號(hào)（150~2000Hz）或接近50Hz工頻的信號(hào)疊加到供電網(wǎng)絡(luò)上，利用音頻信號(hào)對(duì)連接在遠(yuǎn)方饋電線上的繼電器進(jìn)行控制，從而控制遠(yuǎn)方的負(fù)荷。41第三節(jié)

DMS的SCADA/LM功能42第三節(jié)

DMS的SCADA/LM功能4.無(wú)線電負(fù)荷控制無(wú)線電負(fù)荷控制系統(tǒng)使用無(wú)線電作為信號(hào)傳播的媒介，容易實(shí)現(xiàn)負(fù)荷控制、遙控、遙信等多種功能。一般由一套中央控制裝置、若干個(gè)遠(yuǎn)方終端裝置組成。43第三節(jié)

DMS的SCADA/LM功能三．遠(yuǎn)方抄表與電能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)1．?dāng)?shù)字電子式電能表數(shù)字電子式電能表是以微處理器為核心，采用A/D轉(zhuǎn)換對(duì)來(lái)自電流、電壓互感器的電流和電壓進(jìn)行交流采樣和數(shù)字化處理。2．抄表技術(shù)綜述（1）手工抄表方式（2）預(yù)付費(fèi)電能計(jì)費(fèi)方式（3）本地自動(dòng)抄表方式（4）移動(dòng)式自動(dòng)抄表方式（5）遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表方式

44第三節(jié)

DMS的SCADA/LM功能3．采用IC卡電能表的預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)其主要問(wèn)題是：不能使供電管理部門及時(shí)了解用戶的實(shí)際用電情況和對(duì)電能的需求，因此難以掌握用電規(guī)律、確定最佳供電方案；需要廣設(shè)售電網(wǎng)點(diǎn)。

4．自動(dòng)抄表技術(shù)（1）本地自動(dòng)抄表主要采用攜帶方便、操作簡(jiǎn)單可靠的抄表器來(lái)自動(dòng)完成抄表編程工作。而操作簡(jiǎn)單方便的首選信息媒體就是紅外線，它能夠非接觸的完成數(shù)據(jù)傳輸，且實(shí)現(xiàn)起來(lái)方便可靠。采用手持式數(shù)據(jù)終端，即“掌上電腦”（HandHeldTerminal或Uint，簡(jiǎn)稱HHT或HHU）是進(jìn)行本地抄表的主要形式。45第三節(jié)

DMS的SCADA/LM功能（2）遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表（AutomaticMeterReading，簡(jiǎn)稱AMR）是一種不需人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)就能完成自動(dòng)抄表的新型抄表方式。它利用公共電話網(wǎng)絡(luò)、負(fù)荷控制信道或低壓配電線載波等通信聯(lián)系，將電能表的數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)電能計(jì)費(fèi)管理中心進(jìn)行處理。（3）采用集中脈沖處理方式（CPP）的系統(tǒng)，電能采集和傳輸是以電能脈沖計(jì)數(shù)為基礎(chǔ)的，在廠站端必須增加中間轉(zhuǎn)換器，用以存儲(chǔ)和傳輸根據(jù)脈沖計(jì)數(shù)值而得出的電能信息。5．遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表電能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的組成主要包括具有自動(dòng)抄表功能的電能表、抄表集中器、抄表交換機(jī)和中央信息處理機(jī)四個(gè)部分。46第四節(jié)

配電網(wǎng)圖資系統(tǒng)AM/FM/GIS

一．AM/FM/GIS的基本概念與功能配電圖資系統(tǒng)是自動(dòng)繪圖AM（AutomatedMapping）、設(shè)備管理（FacilitiesManagement）和地理信息系統(tǒng)GIS（GeographicInformationSystem）的總稱，也是配電系統(tǒng)各種自動(dòng)化的基礎(chǔ)。當(dāng)代的AM/FM/GIS系統(tǒng)，已遠(yuǎn)不僅是在標(biāo)有電力設(shè)備和線路符號(hào)的地理圖上，進(jìn)行設(shè)備技術(shù)檔案的登錄和檢索，而是在設(shè)備管理的基礎(chǔ)上，增加了不少面向電網(wǎng)運(yùn)行的新功能，這些功能主要有：（1）拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)著色。（2）自動(dòng)動(dòng)態(tài)連接。（3）小區(qū)分割處理。（4）AutoCAD雙向接口。（5）跳閘事件報(bào)告。（6）能接入第三方軟件。47第四節(jié)

配電網(wǎng)圖資系統(tǒng)AM/FM/GIS二．AM/FM系統(tǒng)的基本功能目前AM/FM/GIS系統(tǒng)已經(jīng)成為DMS的基礎(chǔ)，為其所有應(yīng)用提供地理層和設(shè)備層的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。這些應(yīng)用包括：SCADA，電力系統(tǒng)在線應(yīng)用軟件PAS，投訴電話熱線（TroubleCall），負(fù)荷控制與需方用電管理，電力系統(tǒng)規(guī)劃軟件，調(diào)度員培訓(xùn)模擬，操作票，以及電量計(jì)費(fèi)與用戶服務(wù)系統(tǒng)等。48第四節(jié)

配電網(wǎng)圖資系統(tǒng)AM/FM/GIS三．AM/FM/GIS系統(tǒng)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用1．AM/FM/GIS系統(tǒng)在離線方面的應(yīng)用AM/FM/GIS作為用戶信息系統(tǒng)GIS的一個(gè)重要組成部分，提供給各種離線應(yīng)用系統(tǒng)使用。另一方面，各個(gè)應(yīng)用通過(guò)系統(tǒng)集成和信息共享，進(jìn)一步得到優(yōu)化。這些應(yīng)用系統(tǒng)主要有：（1）設(shè)備管理系統(tǒng)（2）用電管理系統(tǒng)。用電管理系統(tǒng)可使用AM/FM/GIS，按街道門牌編號(hào)為序，對(duì)大中小用戶進(jìn)行業(yè)擴(kuò)報(bào)裝、查表收費(fèi)、負(fù)荷管理等業(yè)務(wù)應(yīng)運(yùn)工作。（3）規(guī)劃設(shè)計(jì)系統(tǒng)。2．AM/FM/GIS系統(tǒng)在在線方面的應(yīng)用（1）AM/FM/GIS系統(tǒng)在SCADA中的應(yīng)用。（2）AM/FM/GIS系統(tǒng)在投訴電話熱線中的應(yīng)用。49第五節(jié)

需方用電管理DSM

需方用電管理DSM（DemandsideManagement）是一種非常有效的策略，它提供發(fā)布一系列經(jīng)濟(jì)政策以及應(yīng)用一些先進(jìn)的技術(shù)直接影響用戶的電力需求，以達(dá)到減少電能消耗、推遲甚至少建新電廠的目的，因而是一項(xiàng)在用戶的有效參與下，充分利用電能的系統(tǒng)工程。50第五節(jié)

需方用電管理DSM一．DSM與負(fù)荷管理DSM與傳統(tǒng)的負(fù)荷管理不同，它不是由電力部門單方面管理用戶負(fù)荷，而是千方百計(jì)的調(diào)動(dòng)用戶的積極性，雙方密切配合，共同實(shí)現(xiàn)負(fù)荷管理的目標(biāo)。DSM的內(nèi)容十分廣泛，包括負(fù)荷管理措施的建立、評(píng)價(jià)與實(shí)施，戰(zhàn)略節(jié)電與戰(zhàn)略負(fù)荷等計(jì)劃的實(shí)現(xiàn)。其管理對(duì)象包括家庭生活用電、商業(yè)用電、工業(yè)用電等多種用戶。DSM的目標(biāo)不局限于單純地使負(fù)荷曲線變得平坦，更重要的是提供其它措施改變電力需求的絕對(duì)水平。51第五節(jié)

需方用電管理DSM二．DSM的實(shí)施方案與實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段（一）DSM的實(shí)施方案屬于供方的有：（1）控制電力系統(tǒng)設(shè)備。降低電壓，控制功率因數(shù)。（2）為用戶提供如何最有效地利用電能的技術(shù)咨詢。（3）推行激勵(lì)電價(jià)。（4）充分利用分散電源。

屬于需方的有：（1）控制需方設(shè)備。（2）改善用戶設(shè)備效率。（3）需方儲(chǔ)能。52第五節(jié)

需方用電管理DSMDSM的實(shí)施方案還包括利用報(bào)紙雜志、電視廣播等媒體進(jìn)行宣傳和報(bào)導(dǎo)，以及向終端用戶發(fā)放低息貸款用以購(gòu)買改善效率、節(jié)能節(jié)電的新型設(shè)備。（二）實(shí)現(xiàn)DSM的技術(shù)手段1．用于電源方面的DSM技術(shù)（1）熱電聯(lián)產(chǎn)。（2）聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。（3）起用舊機(jī)組。

2．用于輸電系統(tǒng)的DSM技術(shù)電力托送是指用戶或某電力公司通過(guò)所屬電力公司的輸電系統(tǒng)，購(gòu)入其它電力公司或電源公司富余的電力，然后轉(zhuǎn)賣給其它公司。

53第五節(jié)

需方用電管理DSM

3．用于配電系統(tǒng)的DSM技術(shù)（1）配電自動(dòng)化。（2）用戶信息系統(tǒng)。（3）新型電能表（電子式電能表）。

4．用于終端用戶的DSM技術(shù)（1）負(fù)荷監(jiān)測(cè)（LoadSurvey）。（2）家庭自動(dòng)計(jì)量裝置。（3）負(fù)荷控制。（4）電能儲(chǔ)存。（5）節(jié)能技術(shù)。

54第五節(jié)

需方用電管理DSM

5．用于電力公司和需方間通信用的DSM技術(shù)（1）配電線載波。（2）無(wú)線方式。（3）電話線。（4）其它通信方式。包括雙絞線（64kHz以下）、同軸電纜（450MHz以下）、光纖電纜、有線電視和電子郵件等。三．DSM的多種電價(jià)1．峰谷分時(shí)、分季電價(jià)制度它反映了不同季節(jié)和時(shí)間區(qū)段邊際費(fèi)用的差異，故可借助于不同的電價(jià)引導(dǎo)負(fù)荷轉(zhuǎn)移，使負(fù)荷曲線平坦并最終達(dá)到減少供電費(fèi)用的作用。而對(duì)用戶而言，也在