國網(wǎng)電科院 沈兵兵 配網(wǎng)自動化技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

配電自動化技術現(xiàn)狀與開展趨勢國網(wǎng)電力科學研討院沈兵兵配電分公司副總經(jīng)理/教授級高工2021年9月目錄配電自動化技術的研討和開發(fā)現(xiàn)狀配電自動化技術的開展趨勢配電自動化技術的研討規(guī)劃配電自動化在智能電網(wǎng)中的作用配電自動化技術現(xiàn)狀與開展趨勢一、配電自動化技術研討和運用現(xiàn)狀配電自動化技術現(xiàn)狀與開展趨勢國內配電自動化系統(tǒng)的三種類型配電自動化系統(tǒng)〔DA〕以饋線自動化〔FA〕為主的實時運用系統(tǒng)。國內第一輪配電自動化絕大多數(shù)試點工程都屬于這類系統(tǒng)。調/配一體化系統(tǒng)將調度自動化和配電自動化合為一體的實時運用系統(tǒng)。最近幾年各級供電企業(yè)的配電調度得到較多的運用，有較好的適用性。配電管理系統(tǒng)〔DMS〕實時運用和管理運用相結合，面向供電企業(yè)所轄的整個配電網(wǎng)的自動化及管理系統(tǒng)。工業(yè)興隆國家的配電自動化工程根本屬于這類系統(tǒng)。國內大中型供電企業(yè)已開場運用。配電自動化技術現(xiàn)狀與開展趨勢配調自動化〔D-SCADA〕一致的根本系統(tǒng)平臺配電自動化〔DA〕變電站集控〔SCC〕AM/FM/GIS配電自動化技術現(xiàn)狀與開展趨勢調配一體化系統(tǒng)可做到：調/配一體化；調/配/集控一體化；調/配/集控/GIS一體化國網(wǎng)公司農(nóng)電部重點科技工程——縣級電網(wǎng)調/配/集控/GIS一體化系統(tǒng)〔OPEN2000D〕，2006年獲省部級科技提高二等獎。首先在雙流縣供電局飲用，現(xiàn)已在中小型供電企業(yè)得到較廣泛的推行運用。配電自動化技術現(xiàn)狀與開展趨勢配電自動化管理系統(tǒng)〔DMS〕DMS=DSCADA+DA+DPAS+DWM其中：DWM=AM/FM/GIS+OMSOMS〔停電管理系統(tǒng)〕= TCM〔缺點報修管理〕 +SWITCHING〔操作票和任務票管理〕 +WFM〔現(xiàn)場任務管理〕 +MOBILE-COMPUTING〔挪動作業(yè)管理〕新一代配電網(wǎng)自動化管理系統(tǒng)〔OPEN-3200〕，獲2007年國網(wǎng)公司科技提高一等獎和中國電力科學提高二等獎。在世行貸款工程——南京城區(qū)配電調度自動化工程中首先實施，現(xiàn)已在幾個省會城市或大中城市得到運用。配電自動化技術現(xiàn)狀與開展趨勢四步自愈法：自愈控制系統(tǒng)將配電網(wǎng)的運轉形狀定義為緊急形狀、恢復形狀、異常形狀、警戒形狀和平安形狀。四步自愈法的中心是：根據(jù)城市電網(wǎng)所處的運轉形狀，經(jīng)過一定的控制戰(zhàn)略實施相應的控制，使配電網(wǎng)從當前運轉形狀向一種更好的運轉形狀轉移?；谥髡镜淖杂刂萍夹g1.電壓型就地控制饋線自動化的實現(xiàn)方式缺點隔離和自動恢復送電由開關本身完成，不需求主站控制，因此在缺點處置時對通訊系統(tǒng)沒有要求，所以投資省見效快；配電自動化技術現(xiàn)狀與開展趨勢饋線自動化采用就地、集中兩種方式實現(xiàn)。其中，支線、幅射供電線路采用就地控制方式，部分范圍內實現(xiàn)快速控制。配電主干環(huán)路采用集中控制的方式，經(jīng)過主站系統(tǒng)協(xié)調，借助通訊信息傳輸來實現(xiàn)控制；饋線自動化實現(xiàn)方式〔續(xù)〕3.光纖快速差動型(就地或集中) 系統(tǒng)具備公用的維護信息通道，經(jīng)過比較相連開關間流過的缺點電流來快速隔離缺點，可以經(jīng)過主站，也可以經(jīng)過部分范圍內的通訊共享來獲取相關的信息來做出判別。2.電流型集中控制采用配電自動化主站系統(tǒng)，加配電測控終端的方式實現(xiàn)。由終端設備檢測電流以判別缺點類型，缺點信息傳送到主站，由主站確定缺點區(qū)段，然后由主站系統(tǒng)發(fā)遙控命令控制開關動作，完成缺點隔離并恢復非缺點區(qū)供電。配電自動化技術現(xiàn)狀與開展趨勢配電自動化技術現(xiàn)狀與開展趨勢配電通訊系統(tǒng)普通可以分為兩個層次，分別為配電主站到配電子站〔配電匯接站〕通訊網(wǎng)絡，配電子站〔配電匯接站〕到配電終端設備的通訊網(wǎng)絡。其中，配電主站和配電子站〔匯接站〕的通訊普通利用現(xiàn)有骨干光纖通訊網(wǎng)；配電子站〔匯接站〕到配電終端的通訊網(wǎng)絡，普通采用光纖、載波、無線等，因地制宜。配電通訊系統(tǒng)目前采用多種通訊技術組合，包括光纖專網(wǎng)、無線專網(wǎng)、無線公網(wǎng)、中壓配電線載波等。我們在配電載波技術和安裝〔PLC75系列〕上獲得突破，并在上海、福建、廣東等地的電纜、尤其是混合線路上得到較廣泛的運用。配電自動化的通訊方式幾種通訊方式的比較通信電纜（雙絞線）光纖通信無線電力線載波GPRS傳輸速率1Mpbs幾個Gpbs幾個Kpbs幾個Kpbs115kpbs傳輸距離幾個km適合長距離通信幾個km幾個km,可中繼在GPRS網(wǎng)內不受限制可靠性可靠性：高噪音影響：小可靠性：高噪音影響：無可靠性：中等天氣有些影響，也受其他因素影響相線耦合干擾大，可靠性：低利用電纜屏蔽層通信干擾小，可靠性：中等可靠性：中等同時通信數(shù)量過大時通信質量下降。成本便宜稍微貴些便宜較為便宜運行費用與數(shù)據(jù)量相關安裝及維護不方便，涉及路面開挖、移桿等麻煩不方便，涉及路面開挖、移桿等麻煩方便較為方便，涉及耦合設備安裝方便評價適宜于站內通信適合配電主干通信或新建線路預先埋設城市建筑影響較大，適宜于郊區(qū)和農(nóng)村適合城市電纜供電系統(tǒng)適合不帶控制的配電監(jiān)測系統(tǒng)配電自動化技術現(xiàn)狀與開展趨勢前階段配電自動化運用存在的問題對配網(wǎng)自動化的認識和定位不清楚，運用主體不明確，導致后期的運用沒有詳細的受害者。對配電自動化系統(tǒng)缺乏一致細致的規(guī)劃，存在“盲人摸象〞的景象，提不出完好而準確的需求。簡單地將饋線自動化等同于配電自動化，只關注于部分區(qū)域的饋線自動化試點而沒有立足對整個配電網(wǎng)實現(xiàn)科學管理，導致投入產(chǎn)出比很不明顯。容易套用調度自動化的建立思緒，過分強調實時運用，而沒有針對配電信息量大面廣的特點，忽視了對其它系統(tǒng)的相關數(shù)據(jù)利用和整合，呵斥配電系統(tǒng)的信息缺口很大，模型不完好，后期的運用無法適用化。GIS在配電建模上缺乏深化的研討，只滿足了靜態(tài)運用〔即圖資管理〕而不能滿足動態(tài)運用〔照實時運用和分析計算〕。配電自動化技術現(xiàn)狀與開展趨勢配電網(wǎng)架比較薄弱，一次設備存在缺陷，配電自動化運用根底不結實。配電終端的穩(wěn)定性、可控性、可維護性不夠，尤其是抗惡劣環(huán)境和安裝電源的性能有待提高。針對配電的通訊技術不夠成熟，通訊手段和方式運用不恰當。配電自動相應的技術政策、規(guī)范、規(guī)范等出臺很少，滿足不了運用的需求，企業(yè)缺乏有強有力的部署和協(xié)調。配電自動化涉及供電企業(yè)內部的消費管理環(huán)節(jié)較多，因此存在管理體制對自動化系統(tǒng)的不順應，或者說是自動化系統(tǒng)對不同的管理體制的順應性不強。呵斥任務職責界定不清楚，運轉管理任務跟不上，系統(tǒng)運用和數(shù)據(jù)維護任務很薄弱。前階段配電自動化運用存在的問題〔續(xù)〕配電自動化技術現(xiàn)狀與開展趨勢二、配電自動化技術的開展趨勢配電自動化技術現(xiàn)狀與開展趨勢配電自動化規(guī)范制定的現(xiàn)狀配電自動化技術現(xiàn)狀與開展趨勢DL/T1080〔即IEC61968〕<電力企業(yè)運用集成配電管理的系統(tǒng)接口>〔陸續(xù)發(fā)布中〕DL/T721-2000<配電自動化系統(tǒng)遠方終端>DL/T814-2002<配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范>〔正在修訂〕Q/GDWxx-2007<城市配電網(wǎng)適用型配電自動化技術導那么>〔未下發(fā)，待批〕<配電自動化技術導那么>〔制定中〕<配電自動化建立與改造技術原那么>〔制定中〕<配電網(wǎng)調控一體智能技術支撐系統(tǒng)功能規(guī)范>〔待批〕加快制定〔或修訂〕配電自動化的建立導那么、技術規(guī)范和規(guī)范，對配電自動化系統(tǒng)的構架、內容和建立方式等做出明確的定義和規(guī)定。供電企業(yè)應根據(jù)本地域配電系統(tǒng)的現(xiàn)狀和開展規(guī)劃以及本企業(yè)的實踐需求，選擇適宜的配電自動化建立方式，做好總體設計和分步實施方案。遵照IEC61970和IEC61968規(guī)范，針對配電的特點定義CIM模型和相關系統(tǒng)間的接口，這是提高配電自動化系統(tǒng)適用性的關鍵所在。針對配電管理量大面廣的特點，突出資源整合，將企業(yè)現(xiàn)有的各個與配電有關的計算機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)〔包括實時、準實時、非實時〕，經(jīng)過信息交換總線〔IEB〕實現(xiàn)互連和共享，最大能夠地擴展配電信息的覆蓋面。重點設計和處理好DMS/SCADA和GIS之間的關聯(lián)，尤其是在模型導入、圖形交換、和拓撲合并要思索縝密，構成有效的互補。當前配電自動化的關注點配電自動化技術現(xiàn)狀與開展趨勢以配網(wǎng)調度為首要運用主體，著重處理配調的“盲調〞景象；在全網(wǎng)拓撲的支持下，應具備具有配電特征的適用功能，例如，電源點追蹤、接線分析、解合環(huán)潮流、區(qū)域潮流/負荷分析、配電線路/設備操作預演等。強調對配電數(shù)據(jù)的監(jiān)測〔實現(xiàn)兩遙〕，慎重選擇對配電設備的控制〔實現(xiàn)三遙〕，做到投資省，見效快，用較短的時間實現(xiàn)對整個配電網(wǎng)〔即全部配電設備〕的科學管理。在提高配電終端的可靠性和耐用性的前提下加強其靈敏性，可以方便地按需求配置和晉級，支持多種通訊方式；加強配電終端的本身處置才干，滿足相對獨立于主站的區(qū)域配電缺點智能化處置的需求。思索好配電自動化系統(tǒng)運用的擴展性和延伸性〔尤其是與需方側管理的結合〕。例照實現(xiàn)與95598客服中心的關聯(lián)，建立停電管理系統(tǒng)，把配電和用電的運用結合起來，縮短停電處置時間，提高客戶稱心度。應急機制的完善，提高抗自然災禍才干，如分布式電源的接入等。當前配電自動化的關注點〔續(xù)〕配電自動化技術現(xiàn)狀與開展趨勢實時信息：EMS、DSCADA、DA、PLMS……準實時信息：客戶報修〔TCM〕、外勤巡視匯報〔MC〕非實時信息：根底資料〔電網(wǎng)模型、設備信息、客戶信息、人員信息〕、停電方案、操作票、氣候數(shù)據(jù)等配電自動化技術現(xiàn)狀與開展趨勢SCADA配電調度外勤巡視配電數(shù)據(jù)庫操作票客戶報修任務方案排除缺點恢復送電事故處置DA〔FA,SA〕正常操作AM/FM/GIS配電自動化系統(tǒng)的信息來源客戶來電接線員/自動系統(tǒng)缺點分析系統(tǒng)報警/事件數(shù)據(jù)庫搶修或消費義務派遣現(xiàn)場任務人員配電調度員缺點數(shù)據(jù)庫配電管理系統(tǒng)〔DMS〕能量管理系統(tǒng)EMS任務方案多媒體顯示系統(tǒng)配電圖形數(shù)據(jù)庫用戶信息數(shù)據(jù)庫配電消費管理D-PMS統(tǒng)計報表客服CIS系統(tǒng)AM/FM/GIS-電網(wǎng)模型負荷管理系統(tǒng)LMS操作票配電自動化系統(tǒng)的信息流程配電自動化技術現(xiàn)狀與開展趨勢IEC61968〔DL/T1080〕規(guī)范為電力企業(yè)內部各運用系統(tǒng)間的信息共享提供了接口規(guī)范和實現(xiàn)機制。運用信息交換總線〔IEB〕可將假設干個相對獨立的、相互平行的運用系統(tǒng)/模塊〔信息孤島〕以松耦合機制整合起來，組成一個既各自獨立又相互關聯(lián)的高效運用體系。使其為配電的管理效力，也為后續(xù)的綜合分析、輔助決策等高端運用發(fā)明必備的條件。配電自動化技術現(xiàn)狀與開展趨勢IEC61968規(guī)范和系統(tǒng)集成調度自動化系統(tǒng)EMS負荷管理系統(tǒng)PLMS配變監(jiān)測系統(tǒng)DTM配電自動化系統(tǒng)DSCADA/DA缺點報修系統(tǒng)

TCM營銷管理系統(tǒng)CIS消費管理系統(tǒng)PMIS地理信息系統(tǒng)AM/FM/GIS調度自動化系統(tǒng)EMS負荷管理系統(tǒng)PLMS配變監(jiān)測系統(tǒng)DTM配電自動化系統(tǒng)DSCADA/DA缺點保修系統(tǒng)TCM用電營銷系統(tǒng)CIS消費管理系統(tǒng)PMIS地理信息系統(tǒng)AM/FM/GIS信息交換總線IEB配電系統(tǒng)接口方式的變革遵照61968規(guī)范的方式原先的接口方式三、配電自動化技術研討與運用規(guī)那么配電自動化技術現(xiàn)狀與開展趨勢以覆蓋全部配電設備為根本思索以信息資源綜合利用為重要手段以配電調度/消費指揮為運用主體以提高配電管理程度為主要目的構建配電自動化系統(tǒng)的原那么和目的配電自動化技術現(xiàn)狀與開展趨勢1.完全符合國際規(guī)范的系統(tǒng)構架和數(shù)據(jù)模型2.可以對超量實時數(shù)據(jù)進展準確可靠的處置3.具備基于配電拓撲的分析運用和適用功能4.針對配網(wǎng)調度和缺點搶修的“停電管理系統(tǒng)〞5.采用信息交換總線實現(xiàn)與相關系統(tǒng)的互聯(lián)6.各種通訊方式綜合運用支持配電信息傳輸先進配電自動化的主要特征配電自動化技術現(xiàn)狀與開展趨勢強調監(jiān)測慎選控制突出管理分步到位力務虛用配電自動化系統(tǒng)的配置和實施原那么配電自動化技術現(xiàn)狀與開展趨勢配電自動化系統(tǒng)的五種建立方式〔1〕配電自動化技術現(xiàn)狀與開展趨勢簡易型1〕系統(tǒng)簡介簡易型配電自動化系統(tǒng)是基于就地檢測和控制技術的一種系統(tǒng)。它采用缺點指示器獲取配電線路上的缺點信息，由人工現(xiàn)場巡視缺點指示器翻牌信號獲得缺點定位，也可利用GSM等無線通訊方式將缺點指示信號上傳到相關的主站，由主站來判別缺點區(qū)段；在一次設備具備條件的情況下，采用重合器或配電自動開關，經(jīng)過開關之間的時序配合就地實現(xiàn)缺點的隔離和恢復供電。2〕主要特點可不需求通訊系統(tǒng)和主站而獨立任務，構造簡單，本錢低、易于實施。3〕適用范圍適用于鄉(xiāng)村單輻射配電線路和城市中無專門通訊條件區(qū)域的配電線路。配電自動化系統(tǒng)的五種建立方式〔2〕配電自動化技術現(xiàn)狀與開展趨勢適用型1〕系統(tǒng)簡介適用型配電自動化系統(tǒng)是利用多種通訊手段〔如光纖、載波、無線公網(wǎng)/專網(wǎng)等〕，以兩遙〔遙信、遙測〕為主，并具備簡單遙控功能的實時監(jiān)測系統(tǒng)。它的主站具備根本的SCADA功能，對配電線路、開閉所、環(huán)網(wǎng)柜等的開關、斷路器以及重要的配變等實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測，對部分具備條件的一次設備可實行遙控。根據(jù)配電終端數(shù)量或通訊方式的需求，該系統(tǒng)可以添加配電子站〔或通訊匯接站〕。在一些沒有條件或沒有必要實時監(jiān)測的線路，依然可以采用簡易型的配電自動化方式。該系統(tǒng)既可以是獨立的配電監(jiān)控系統(tǒng)，在有配調機構情況下也可做成調度和配電監(jiān)控一體化的系統(tǒng)。2〕主要特點構造比較簡單、以監(jiān)測為主、具備簡單的控制功能，對通訊系統(tǒng)要求不高，投資比較節(jié)約、適用性強。它主要為配電運轉管理部門和配網(wǎng)調度效力。3〕適用范圍適用于中等規(guī)模配電網(wǎng)且已設立或預備設立配網(wǎng)調度機構的供電企業(yè)。配電自動化系統(tǒng)的五種建立方式〔3〕配電自動化技術現(xiàn)狀與開展趨勢規(guī)范型1〕系統(tǒng)簡介規(guī)范型配電自動化系統(tǒng)是在適用型的根底上添加基于主站控制的饋線自動化功能〔即FA：缺點定位、隔離、恢復非缺點區(qū)供電〕，有條件區(qū)域還可實現(xiàn)網(wǎng)絡重構。它對通訊系統(tǒng)要求較高，普通需求采用光纖通訊，它還需求比較完善的配電一次網(wǎng)架且相關的配電設備具備電動操作機構和受控功能。該類型系統(tǒng)的主站具備完好的SCADA功能和FA功能，當配電線路發(fā)生缺點時，經(jīng)過主站和終端的配合實現(xiàn)缺點區(qū)段的快速切除與自動恢復供電。它與上級調度自動化系統(tǒng)和配電GIS運用系統(tǒng)的實現(xiàn)互連，具備完好的配網(wǎng)模型和豐富的配電數(shù)據(jù)，因此可以支持基于全網(wǎng)拓撲的配電運用功能。它主要為配網(wǎng)調度效力，同時兼顧配電消費和運轉管理部門的運用。2〕主要特點系統(tǒng)構造完好、自動化程度較高，本錢較高。3〕適用范圍適用于多電源、多分段的城市配網(wǎng)自動化建立，其中饋線自動化建議在新區(qū)或電纜化程度較高的區(qū)域里實施。配電自動化系統(tǒng)的五種建立方式〔4〕配電自動化技術現(xiàn)狀與開展趨勢集成型1〕系統(tǒng)簡介集成型是在規(guī)范型的根底上擴展配電管理功能和綜合運用功能，經(jīng)過基于IEC61968規(guī)范的信息集成總線實現(xiàn)與各類相關實時系統(tǒng)和管理系統(tǒng)〔如：消費管理系統(tǒng)、營銷管理系統(tǒng)以及ERP系統(tǒng)〕的接口，并具有配電網(wǎng)的高級運用分析軟件功能。2〕主要特點系統(tǒng)構造完好、自動化程度高、管理功能完善、運轉方式靈敏，投資較大。。3〕適用范圍適用于大中型城市較大規(guī)模、構造復雜的配網(wǎng)自動化建立；供電企業(yè)內部各類相關系統(tǒng)曾經(jīng)建立且運用比較成熟。配電自動化系統(tǒng)的五種建立方式〔5〕配電自動化技術現(xiàn)狀與開展趨勢智能型1〕系統(tǒng)簡介智能型是在集成型配電自動化系統(tǒng)根底上擴展對于分布式電源、微網(wǎng)以及儲能安裝等設備的接入功能，實現(xiàn)智能自愈的饋線自動化功能以及與智能用電系統(tǒng)的互動功能，并具有與輸電網(wǎng)的協(xié)同調度功能，以及多能源互補的智能能量管理網(wǎng)分析軟件功能。2〕主要特點系統(tǒng)構造完好、功能完善、智能化程度高、運轉方式靈敏，管理相對復雜、投資大，建成后綜合效益好。3〕適用范圍適用于配電一次網(wǎng)架構造完善、已完成集成型配電自動化系統(tǒng)建立的供電企業(yè)，且已開展分布式電源或微電網(wǎng)及儲能建立、智能化用電營銷系統(tǒng)建立等。四、配電自動化與智能電網(wǎng)的關系配電自動化技術現(xiàn)狀與開展趨勢配電自動化是智能電網(wǎng)的重要根底之一，需求經(jīng)過配電自動化系統(tǒng)采集盡能夠多的配電信息，并向下延伸到低壓用電信息的聚集。配電自動化和用電營銷自動化的有機結合，直接面向最終電力用戶，是智能配電網(wǎng)的詳細表達，它將極大地改良客戶效力。智能電網(wǎng)最終表達在配電和用電營銷方面，浸透到家用電器，人們會從日常生活中直接感遭到它帶來的許多益處。智能配電網(wǎng)強調電力公司和電力客戶之間的互動，用戶可以經(jīng)過家里的電力智能控制終端〔ICT〕隨時了解電網(wǎng)的供電情況，及時調整家用電器的設定參數(shù)；用戶還可以經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)登陸當?shù)毓╇姽揪W(wǎng)站，方便直觀地察看和了解電網(wǎng)供電/停電情況和事故處置信息等。智能電網(wǎng)和配電自動化的關系配電自動化技術現(xiàn)狀與開展趨勢面向智能配電網(wǎng)的自動化管理系統(tǒng)配電自動化技術現(xiàn)狀與開展趨勢第一階段：● 智能配電網(wǎng)網(wǎng)架體系研討?！?智能配電網(wǎng)規(guī)范模型及交換效力集成總線?！?靈敏、健全的通訊體系，規(guī)范的信息模型。● 智能設備、智能終端、智能電表、智能傳感器的研討開發(fā)。● 智能配電網(wǎng)實驗室的建立。智能配電網(wǎng)的研討方向配電自動化技術現(xiàn)狀與開展趨勢配電自動化技術現(xiàn)狀與開展趨勢第一階段〔續(xù)〕：