配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)概述

1、配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)o電力系統(tǒng)n由各種設(shè)施、設(shè)備組成的電能生產(chǎn)和消費(fèi)系統(tǒng)n將自然界的一次能源通過(guò)發(fā)電轉(zhuǎn)化為電能，經(jīng)過(guò)輸電和配電將電能供應(yīng)到用戶n發(fā)電、輸電、變電、配電、用電o電力網(wǎng)（電網(wǎng)）n電力系統(tǒng)中，各級(jí)電壓的電力線路及其聯(lián)系的變電所組成的統(tǒng)一體n輸電、變電、配電電力系統(tǒng)一般過(guò)程民用民用工業(yè)工業(yè)電力系統(tǒng)的基本組成o發(fā)電n將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能o輸電n將電能量從發(fā)電廠傳輸?shù)绞褂秒娔艿牡貐^(qū)o配電n將電能量逐步傳送到使用電能量的用戶o用電n用戶將電能量轉(zhuǎn)化為其它形式的能量o變電n為了便于電能的傳輸與使用，進(jìn)行電壓等級(jí)的變換配電自動(dòng)化概述o 配電是電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、供電和用電中直

2、接 面向電力用戶的環(huán)節(jié)o 配電網(wǎng)一般是指110kV及110kV以下電壓等級(jí)的電網(wǎng)o 配電系統(tǒng)由饋線、降壓變壓器、斷路器、繼電保 護(hù)裝置、測(cè)量和計(jì)量?jī)x表以及通信和控制設(shè)備等 構(gòu)成電力系統(tǒng)、配電網(wǎng)發(fā)電廠升壓升壓變電站變電站變電站變電站變電站變電站變電站變電站220kV220kV220kV220kV變電站變電站變電站變電站變電站變電站110kV110kV110kV35kV變電站變電站10kV饋線饋線配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)o針對(duì)配電線路（饋線）的自動(dòng)化o基本功能nSCADA監(jiān)控nFA自動(dòng)隔離故障與恢復(fù)供電n地理信息系統(tǒng)（GIS）應(yīng)用n配電工作管理配電自動(dòng)化系統(tǒng)的定義 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

3、術(shù)，將配電網(wǎng)實(shí)時(shí)信息、離線信息、用戶信息、電網(wǎng)實(shí)時(shí)信息、離線信息、用戶信息、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)、地理信息結(jié)構(gòu)參數(shù)、地理信息進(jìn)行集成，構(gòu)成完整的自動(dòng)化管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)正常運(yùn)行及事故情況下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制和配電管理。它是實(shí)時(shí)的配電自動(dòng)化與配電管理系統(tǒng)集成為一體的系統(tǒng)。摘自：摘自：DL/T 814-2002DL/T 814-2002配電自動(dòng)化系統(tǒng)功能規(guī)范配電自動(dòng)化系統(tǒng)功能規(guī)范管理范圍o配電自動(dòng)化系統(tǒng)涉及的范圍一般是從變電站的主變低壓側(cè)和低壓母線開(kāi)始，直至電力用戶為止的配電網(wǎng)絡(luò)。 主變主變低壓側(cè)開(kāi)關(guān)出線開(kāi)關(guān)刀閘刀閘饋線段分段開(kāi)關(guān)母線側(cè)刀閘主變側(cè)刀閘10KV母線配變涉及對(duì)象、名稱1）一次設(shè)備： 出線開(kāi)

4、關(guān)、柱上開(kāi)關(guān)、環(huán)網(wǎng)柜、開(kāi)閉所（開(kāi)關(guān)站）、配電變壓器；2）自動(dòng)化系統(tǒng)： 主站/計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（DAS）、饋線監(jiān)控終端（FTU、DTU）、配變監(jiān)測(cè)終端（TTU）、通訊設(shè)備（光M）等主變主變低壓側(cè)開(kāi)關(guān)出線開(kāi)關(guān)母線側(cè)刀閘出線刀閘饋線段饋線分段開(kāi)關(guān)母線側(cè)刀閘主變側(cè)刀閘10KV母線調(diào)度自動(dòng)化與配網(wǎng)自動(dòng)化的區(qū)別o一般以監(jiān)控的對(duì)象來(lái)劃分界限n配網(wǎng)自動(dòng)化負(fù)責(zé)從變電站出來(lái)到用戶的線路n調(diào)度自動(dòng)化主要負(fù)責(zé)變電站和變電站間的線路n調(diào)度自動(dòng)化覆蓋了配電網(wǎng)的一部分o功能上n調(diào)度自動(dòng)化主要著眼于為調(diào)度生產(chǎn)服務(wù)，提高調(diào)度的自動(dòng)化水平和工作效率，生產(chǎn)監(jiān)控方面的多，管理方面的內(nèi)容少n配網(wǎng)自動(dòng)化主要著眼于為配電生產(chǎn)管理服務(wù)、提高配電管

5、理的水平和工作效率，不僅生產(chǎn)監(jiān)控方面多，管理方面的內(nèi)容也多配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的兩個(gè)方面o實(shí)時(shí)的配電自動(dòng)化系統(tǒng)n配電SCADA監(jiān)控n饋線自動(dòng)化FA故障的自動(dòng)隔離與非故障區(qū)自動(dòng)恢復(fù)o配電管理自動(dòng)化系統(tǒng)nAM/FM/GISnDWM工作管理如何理解配網(wǎng)自動(dòng)化o配網(wǎng)自動(dòng)化是一個(gè)比較大的范疇n可以是一個(gè)大的集成系統(tǒng)；n也可以是若干個(gè)系統(tǒng)的總稱；oDMS = DMA + DA = DMA + SCADA + FA nDMS：配電管理系統(tǒng)pDMA：配電管理自動(dòng)化nAM/FM/GIS：自動(dòng)成圖、設(shè)施管理、地理信息系統(tǒng)nDWM：配電工作管理pDA：配電自動(dòng)化nSCADA：監(jiān)視控制nFA：饋線自動(dòng)化配網(wǎng)自動(dòng)化的SCAD

6、A功能o是最基本的功能之一o和調(diào)度自動(dòng)化的SCADA功能基本類(lèi)似n只是監(jiān)控的對(duì)象不同o通常稱為配電SCADA饋線自動(dòng)化功能（FA）o網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c帶電分析n運(yùn)行狀態(tài)、方式、供電路徑與方向o故障定位o故障區(qū)域的自動(dòng)隔離o非故障區(qū)域的自動(dòng)恢復(fù)供電地理信息系統(tǒng)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用oAM：直觀反映電氣設(shè)備的圖形特征及整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際布設(shè)oFM：對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行臺(tái)帳、資產(chǎn)管理，進(jìn)行雙向查詢oGIS：充分利用GIS的系統(tǒng)分析功能，利用GIS拓?fù)浞治瞿Ｐ徒Y(jié)合設(shè)備實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行運(yùn)行方式分析，各種專(zhuān)題分析等o配電網(wǎng)直接面向用戶，尤其是城市電網(wǎng)，布局、走線與地理關(guān)系密切，GIS技術(shù)應(yīng)用十分必要配電工作管理o工作票管理o操作

7、票管理o用戶業(yè)擴(kuò)與報(bào)裝o停電管理o故障投訴、電話報(bào)修o。實(shí)施配電系統(tǒng)自動(dòng)化的效益o提高供電可靠性，縮短故障判別、隔離及恢復(fù)供電時(shí)間(可從原來(lái)的幾十分鐘到幾個(gè)小時(shí)減少到平均10分鐘以內(nèi))；減少了因電網(wǎng)故障造成的巨大損失。o 改善電能質(zhì)量，把最優(yōu)質(zhì)的電能提供給用戶。o 提高配電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，提高設(shè)備利用率（減少備用容量）；降低配電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，降低線損，最大限度地提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。實(shí)施配電系統(tǒng)自動(dòng)化的效益o 提高整個(gè)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平，提高工作效率。o 用先進(jìn)技術(shù)手段來(lái)，建立良好的供需人機(jī)界面。迅速處理用戶申訴，為用戶查詢及電費(fèi)計(jì)量提供方便，提高供電企業(yè)的信譽(yù)。o 配電系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的飛速發(fā)展，

8、推動(dòng)了配電網(wǎng)，保證了配電系統(tǒng)的長(zhǎng)期最優(yōu)可持續(xù)發(fā)展。配電系統(tǒng)自動(dòng)化實(shí)施前提o需要強(qiáng)壯的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)n合理分配負(fù)荷，按照線路供電半徑合理規(guī)劃，避免供電區(qū)域重疊；n線路留有適當(dāng)?shù)模瑵M足故障情況下的要求。n根據(jù)配電系統(tǒng)自動(dòng)化的要求，對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行改造，并根據(jù)，規(guī)劃設(shè)計(jì)新線路。o基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集和整理n需收集較詳細(xì)的一次設(shè)備屬性。n統(tǒng)計(jì)配電線路內(nèi)負(fù)荷，預(yù)測(cè)用戶用電需求。n收集配電線路相關(guān)數(shù)據(jù)（電壓、電流、保護(hù)配置及定值等）。n較完善的配電網(wǎng)一次線路圖（現(xiàn)狀）。配電系統(tǒng)自動(dòng)化實(shí)施前提o其他約束條件n實(shí)施的范圍及資金計(jì)劃n人員的技術(shù)能力n建立相應(yīng)的管理制度n運(yùn)行維護(hù)能力n對(duì)實(shí)施難度的充分估計(jì)n配網(wǎng)功能的合理選擇配

9、電系統(tǒng)自動(dòng)化實(shí)施前提1.資源利用、信息共享的原則。2.可擴(kuò)充原則。上層應(yīng)是一個(gè)開(kāi)放式平臺(tái)，終端應(yīng)是一個(gè)積木式結(jié)構(gòu)。3.可靠性原則。軟、硬件都要相對(duì)成熟、穩(wěn)定、可靠。4.安全性原則。實(shí)時(shí)、管理、網(wǎng)際間要有安全保護(hù)措施和防病毒措施。5.可維護(hù)性原則。 6.簡(jiǎn)化原則。在不影響功能需求的前提下，一、二次設(shè)備應(yīng)盡量簡(jiǎn)化，以減少投資，提高可靠性。7.信息就地處理的原則。8.因地、因網(wǎng)制宜的原則。配電系統(tǒng)自動(dòng)化的實(shí)施原則配電系統(tǒng)自動(dòng)化的實(shí)施原則配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的組成o系統(tǒng)組成層次：n主站系統(tǒng)n區(qū)域主站n配電子站n遠(yuǎn)方終端FTU、TTU等n通信網(wǎng)絡(luò)配電主站配電主站配電子站配電子站配電子站配電子站FTUFTUFT

10、URTUTTUTTU配電區(qū)域主站配電區(qū)域主站FTU/RTUTTUFTU/RTUTTU配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)示意配調(diào)中心變電站/開(kāi)閉所10kV饋線FTUFTUFTUFTUFTUFTUFTUFTUFTUFTU配網(wǎng)主站層配網(wǎng)子站層配網(wǎng)終端層o自頂及下n先建設(shè)主站系統(tǒng)，逐步建設(shè)子站、終端系統(tǒng)o自底向上n先建設(shè)子站、終端等系統(tǒng)，后建設(shè)主站o同步建立n同時(shí)建設(shè)各級(jí)系統(tǒng)配電系統(tǒng)自動(dòng)化的實(shí)施方式配電系統(tǒng)自動(dòng)化的實(shí)施方式配電自動(dòng)化主站系統(tǒng)o配電自動(dòng)化系統(tǒng)的控制與管理中心 o配電自動(dòng)化系統(tǒng)功能的集中體現(xiàn)o在整個(gè)配電自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最高層o一般由一組計(jì)算機(jī)和其它設(shè)備組成o包含配電自動(dòng)化的各種功能軟件配網(wǎng)自動(dòng)化主站系統(tǒng)基本組

11、成o通道柜：通道柜：主要完成分站信號(hào)的接入功能，o前置機(jī)前置機(jī)CCM：提供數(shù)據(jù)采集、規(guī)約解釋、規(guī)約轉(zhuǎn)換等通信服務(wù)o管理機(jī)管理機(jī)ADM（服務(wù)器）：（服務(wù)器）：提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，訪問(wèn)服務(wù)oMMI（人機(jī)交互）：（人機(jī)交互）：提供系統(tǒng)監(jiān)控和維護(hù)oGIS服務(wù)器：服務(wù)器：提供地理信息系統(tǒng)服務(wù)及其應(yīng)用支持配網(wǎng)自動(dòng)化終端設(shè)備o是用于中低壓電網(wǎng)的各種遠(yuǎn)方監(jiān)測(cè)、控制單元的總稱。o饋線終端單元 FTUn配電柱上開(kāi)關(guān)監(jiān)控終端FTUn開(kāi)閉所（開(kāi)關(guān)站）、環(huán)網(wǎng)柜監(jiān)控終端DTUo配電變壓器監(jiān)控終端TTUn配電變壓器的監(jiān)測(cè)與控制FTU與RTU的異同o相同點(diǎn)n都具備基本的監(jiān)控功能o差別：nFTU一般比RTU監(jiān)測(cè)量少，體積小nFTU除

12、了基本的監(jiān)控功能外，還具備故障檢測(cè)功能n所處環(huán)境不同，F(xiàn)TU的環(huán)境更為惡劣p溫度、濕度、電源等配網(wǎng)自動(dòng)化的通信產(chǎn)品o光貓n光信號(hào)和電信號(hào)的轉(zhuǎn)換裝置n數(shù)據(jù)接口類(lèi)型pRS-232p以太網(wǎng)o以太網(wǎng)橋n通信設(shè)備，擴(kuò)展以太網(wǎng)連接（長(zhǎng)距離）國(guó)外配電自動(dòng)化發(fā)展概況 國(guó)外配電技術(shù)的現(xiàn)代化是建立在一定的工業(yè)基礎(chǔ)之上的，是社會(huì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定程度的產(chǎn)物。配電自動(dòng)化是上世紀(jì)70年代首先從美國(guó)等幾個(gè)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家逐步發(fā)展起來(lái)的，其內(nèi)容也在不斷變化。 美國(guó)在80年代就實(shí)現(xiàn)了一定程度的配電自動(dòng)化。美國(guó)紐約曼哈頓地區(qū)1992年供電可靠性高達(dá)99.9983。1994年美國(guó)長(zhǎng)島電力公司(LILCO)配電自動(dòng)化系統(tǒng)采用850臺(tái)F

13、TU和無(wú)線電臺(tái)，達(dá)到故障快速隔離和負(fù)荷轉(zhuǎn)移，在4年內(nèi)避免了59萬(wàn)個(gè)用戶的停電故障。 法國(guó)電力公司在1995年提出對(duì)中壓或低壓用戶一年內(nèi)停電次數(shù)及時(shí)間不超過(guò)以下指標(biāo)：6次長(zhǎng)時(shí)間停電(1m以上)，30次短時(shí)間停電(1530s) 累計(jì)停電時(shí)不超過(guò)3h。 該公司已實(shí)現(xiàn)SCADA系統(tǒng)、電壓控制、故障定位、自動(dòng)恢復(fù)供電、負(fù)荷管理、動(dòng)態(tài)計(jì)算、表計(jì)控制、質(zhì)量監(jiān)視等全面控制功能。 日本在70年代開(kāi)始進(jìn)行高電壓大容量的配電方式，以解決大城市配電問(wèn)題，并著手開(kāi)發(fā)依靠配電設(shè)備及繼電保護(hù)進(jìn)行配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行自動(dòng)化的方法。80年代到現(xiàn)在完成了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與配電設(shè)備配合的配電自動(dòng)化系統(tǒng)，在主要城市的配電網(wǎng)絡(luò)上投入運(yùn)行。配電自動(dòng)化

14、覆蓋率：九州80%，福岡100%，北海道50%，東京69.8% 韓國(guó)電力公司自1984年以來(lái)就一直從事于22.9 kV配電網(wǎng)的系統(tǒng)自動(dòng)化的研究,90年代完成了局部配電系統(tǒng)的自動(dòng)化，并建立了自己的配網(wǎng)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò) 。 1998-2001年有174個(gè)供電局實(shí)施了小規(guī)模配電自動(dòng)化系統(tǒng)。 2000-2001年建立了3個(gè)大型配電自動(dòng)化系統(tǒng)。 2002年建立了9個(gè)大型配電自動(dòng)化系統(tǒng)。 2003年建立了7個(gè)大型配電自動(dòng)化系統(tǒng)。 配電自動(dòng)化開(kāi)關(guān)覆蓋率22.5%。 國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的配電自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)模式國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的配電自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)模式 ： 七十年代智能當(dāng)?shù)乜刂?，以日本、美?guó)為主。功能七十年代智能當(dāng)?shù)乜刂?，?/p>

15、日本、美國(guó)為主。功能為查找、隔離故障區(qū)間、恢復(fù)非故障區(qū)間的供電。為查找、隔離故障區(qū)間、恢復(fù)非故障區(qū)間的供電。 八十年代以后開(kāi)始建設(shè)集中式配網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，信道八十年代以后開(kāi)始建設(shè)集中式配網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，信道為電力線載波和雙絞線。為電力線載波和雙絞線。 九十年代隨著通信系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，各國(guó)普遍建設(shè)九十年代隨著通信系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，各國(guó)普遍建設(shè)集中式配網(wǎng)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，信道以光纜為主，多種信集中式配網(wǎng)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，信道以光纜為主，多種信道混合使用道混合使用, 故障查找、處理時(shí)間由分鐘級(jí)提高為秒級(jí)。故障查找、處理時(shí)間由分鐘級(jí)提高為秒級(jí)。美國(guó)、歐洲各國(guó)、日本、韓國(guó)等均采用此建設(shè)模式。美國(guó)、歐洲各國(guó)、日本、韓國(guó)

16、等均采用此建設(shè)模式。l 九十年代中期，少部分城市開(kāi)始嘗試建設(shè)配電自動(dòng)化系統(tǒng)，系統(tǒng)的建設(shè)局限于兩三條線路，沒(méi)有整體規(guī)劃，甚至沒(méi)有監(jiān)控主站，只有部分監(jiān)控終端。小范圍試點(diǎn)探索階段。l 98年下半年，隨著大規(guī)模的城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)與改造工作的啟動(dòng)，試點(diǎn)范圍逐步擴(kuò)大，逐步進(jìn)行小規(guī)模建設(shè)。在這個(gè)階段，部分用戶追求配電線路故障處理的自動(dòng)化（DA），輕視了配電SCADA、及配電管理功能的重要性。國(guó)內(nèi)配電自動(dòng)化發(fā)展概況國(guó)內(nèi)配電自動(dòng)化發(fā)展概況l 2000年以后，隨著農(nóng)網(wǎng)改造的深入發(fā)展，供電企業(yè)配網(wǎng)結(jié)構(gòu)逐漸完善起來(lái)，規(guī)模逐步擴(kuò)大，同時(shí)，配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)也趨于成熟，功能應(yīng)用軟件越來(lái)越豐富。國(guó)內(nèi)部分城市進(jìn)行了一定區(qū)域規(guī)模的配網(wǎng)

17、自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)。其中，部分用戶的配電自動(dòng)化系統(tǒng)通過(guò)了省市一級(jí)的驗(yàn)收，并獲得所在省市的科技進(jìn)步獎(jiǎng)。l 2002年，在縱多成功運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)的基礎(chǔ)上，國(guó)內(nèi)推出第一個(gè)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)配電自動(dòng)化系統(tǒng)功能規(guī)范。大部分用戶重視配電自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)用性，重視SCADA、DA、GIS的同步發(fā)展，重視配電自動(dòng)化系統(tǒng)的整體規(guī)劃工作。l 基于通信的電流型/集中控制方式成為主流建設(shè)模式，大部分用戶采用電流型開(kāi)關(guān)設(shè)備，采用配電主站、（子站）、配電終端分層體系結(jié)構(gòu)。l ArcInfo、MapInfo成為配電管理系統(tǒng)的主要開(kāi)發(fā)平臺(tái)，基于以上平臺(tái)的配電管理信息系統(tǒng)應(yīng)用軟件達(dá)到實(shí)用化。配電管理信息系統(tǒng)由單純的靜態(tài)管理功能向?qū)崟r(shí)管理功能發(fā)展，實(shí)現(xiàn)與SCADA/DA一體化。l 通信系統(tǒng)多樣化：光纖/雙絞線/載波/無(wú)線/GPRS等多種方式。光纖成為城區(qū)配電自動(dòng)化通信的主要介質(zhì)。供電企業(yè)配網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的發(fā)展 幅射形配電網(wǎng)絡(luò)手拉手環(huán)行配電網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)格式配電網(wǎng)絡(luò)10KV10KVCB1CB2ABCE環(huán)網(wǎng)柜環(huán)網(wǎng)柜環(huán)網(wǎng)柜環(huán)網(wǎng)柜環(huán)網(wǎng)柜D電電纜纜環(huán)環(huán)網(wǎng)網(wǎng)建設(shè)一次設(shè)備時(shí)考慮到與配電自動(dòng)化終端接口國(guó)電公司為推動(dòng)配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的健康開(kāi)展，組織制定了一系列標(biāo)準(zhǔn)國(guó)電公司為推動(dòng)配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的健康開(kāi)展，組織制定了一系列標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)技術(shù)文件和相關(guān)技術(shù)文件 配電自動(dòng)化系統(tǒng)功能規(guī)范配電自動(dòng)化系統(tǒng)功能規(guī)范