配電自動(dòng)化-第一章-概述課件

1、 第一章 概述定義：由各級(jí)電壓的電力線路將發(fā)電廠、變電所和電力用戶聯(lián)系起來的一個(gè)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(zhuǎn)化為電能，再經(jīng)輸電、變電和配電將電能供應(yīng)到用戶。發(fā)電輸電變電配電用電發(fā)電機(jī)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(wǎng) 220kV輸電地方變電所地方電網(wǎng) 110kV配電網(wǎng)的功能：從輸電網(wǎng)接受電能，并逐級(jí)分配或就地消費(fèi)，即將高壓電能降低至方便運(yùn)行又適合用戶需要的各級(jí)電壓，組成多層次的配電網(wǎng)向用戶供電。第一節(jié) 配電系統(tǒng)及其特點(diǎn)一、配電系統(tǒng)概念配電系統(tǒng)：配電區(qū)域內(nèi)的配電線及配電設(shè)施的總稱。配電系統(tǒng)組成：變電

2、站、配電站、配電變壓器及二次變電站以下各級(jí)線路、發(fā)電廠直配線路和進(jìn)戶線及用電設(shè)備。 2022/9/15第4頁輻射狀或弱網(wǎng)狀的線路網(wǎng)絡(luò)輻射狀或弱網(wǎng)狀的線路網(wǎng)絡(luò)電源側(cè)220（110）kV110（35）kV10kV380（220）V負(fù)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2022/9/15第5頁二、配電網(wǎng)的特點(diǎn)1、城市配電網(wǎng)的主要特點(diǎn) 深入城市中心和居民密集點(diǎn)，負(fù)載相對(duì)集中，發(fā)展速度快, 因此在規(guī)劃時(shí)應(yīng)留有發(fā)展余地。 用戶對(duì)供電質(zhì)量要求高。 配電網(wǎng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較高，在安全與經(jīng)濟(jì)合理平衡下，要求供電有較高的可靠性。2022/9/15第7頁配電網(wǎng)的接線較復(fù)雜，要保證調(diào)度上的靈活性，運(yùn)行上的

3、供電連續(xù)性和經(jīng)濟(jì)性。隨著配電網(wǎng)自動(dòng)化水平的提高，對(duì)供電管理水平也要求越來越高。對(duì)配電設(shè)施要求較高。2、 農(nóng)村配電網(wǎng)的主要特點(diǎn)供電線路長，分布面積廣，負(fù)載小而分散；用電季節(jié)性強(qiáng)，設(shè)備利用率低。發(fā)展速度快，存在建設(shè)無規(guī)劃，布局不合理，施工無設(shè)計(jì)，設(shè)備質(zhì)量差等先天不足。2022/9/15第10頁農(nóng)電隊(duì)伍不穩(wěn)定，專業(yè)水平不理想。農(nóng)電用戶多數(shù)是鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、農(nóng)業(yè)排灌和農(nóng)民生活用電，用戶安全用電知識(shí)較貧乏，嚴(yán)重影響安全供用電。配電系統(tǒng)自動(dòng)化的 組成配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化 配電自動(dòng)化（變電站自動(dòng)化和饋線自動(dòng)化）配電管理系統(tǒng) 配電圖資系統(tǒng) 需方用電管理 2022/9/15第14頁計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置異常報(bào)警打印數(shù)據(jù)存儲(chǔ)屏幕顯

4、示電網(wǎng)模擬圖人機(jī)對(duì)話調(diào)度員配電網(wǎng)設(shè)備配電網(wǎng)設(shè)備配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化電壓管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)無功優(yōu)化、自動(dòng)調(diào)整變壓器分接頭檔位、控制無功補(bǔ)償設(shè)備的投切，以保證供電電壓合格、線損最小。由于配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且不可能收集到完整的在線及離線數(shù)據(jù)，實(shí)際上很難做到真正意義上的無功分布優(yōu)化。實(shí)際是采用現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)裝置，以某控制點(diǎn)（通常是補(bǔ)償設(shè)備接入點(diǎn)）的電壓及功率因數(shù)為控制參數(shù)，就地調(diào)整變壓器分接頭檔位、投切無功補(bǔ)償電容器。配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化故障隔離和斷電管理系統(tǒng)國內(nèi)外中壓配電網(wǎng)廣泛采用“手拉手”環(huán)網(wǎng)供電方式，并利用分段開關(guān)將線路分段。在線路發(fā)生永久性故障后，配電自動(dòng)化系統(tǒng)自動(dòng)定位線路故障點(diǎn)，跳開兩端的分段開關(guān)，隔離故

5、障區(qū)段，恢復(fù)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(shí)間，提高供電可靠性。配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化 變電站自動(dòng)化（SA）完成變電所保護(hù)、監(jiān)控及遠(yuǎn)動(dòng)功能。SA系統(tǒng)的繼電保護(hù)以及重合閘、備用電源自投、低周低壓減載等自動(dòng)控制功能實(shí)際上是不依賴于上級(jí)主站獨(dú)立運(yùn)行的；它與MS/SCADA系統(tǒng)的聯(lián)系，體現(xiàn)在為SCADA系統(tǒng)提供變電所實(shí)時(shí)運(yùn)行信息，并接受遠(yuǎn)程控制調(diào)節(jié)命令上。配電自動(dòng)化1.3.1 配電網(wǎng)自動(dòng)化的基本功能 負(fù)荷管理配電自動(dòng)化系統(tǒng)監(jiān)視用戶電力負(fù)荷狀況，并利用降壓減載、對(duì)用戶可控負(fù)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(cuò)峰，改變系統(tǒng)負(fù)荷曲線的形狀，以提高電力設(shè)備利

6、用率，降低供電成本。需方用電管理（DSM，Demand Side Management），供電企業(yè)不再是單方面地管理用戶負(fù)荷，而是根據(jù)用戶不同用電特性、用電量和結(jié)合天氣情況及建筑物的供暖特性，依據(jù)市場(chǎng)化的電價(jià)機(jī)制，如分時(shí)電價(jià)、論質(zhì)電價(jià)等，對(duì)用戶負(fù)荷及其經(jīng)營的分布式發(fā)電資源進(jìn)行直接或間接控制，供需雙方共同進(jìn)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(fèi)支出，形成雙贏局面。1.3.1 配電網(wǎng)自動(dòng)化的基本功能 遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)自動(dòng)抄表（AMR，Automatic Meter Reading）是通過通信網(wǎng)絡(luò)，讀取遠(yuǎn)方用戶電表的有關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)及分析，生成所需報(bào)表與曲線，支持分時(shí)

7、電價(jià)的實(shí)施，并加強(qiáng)對(duì)用戶用電的管理和服務(wù)。不少供電企業(yè)為了便于實(shí)施及管理，采取了建設(shè)單獨(dú)的AMR 系統(tǒng)的做法。在一些電力市場(chǎng)化比較完善的國家，實(shí)行供用分離，供電企業(yè)只負(fù)責(zé)電網(wǎng)的管理，售電及讀表由獨(dú)立的售電商負(fù)責(zé)。1.3.1 配電網(wǎng)自動(dòng)化的基本功能 檢修管理在設(shè)備檔案管理的基礎(chǔ)上，制定科學(xué)的檢修計(jì)劃，對(duì)檢修工作票、倒閘操作票、檢修過程進(jìn)行計(jì)算機(jī)管理，提高檢修水平與工作效率。 停電管理對(duì)故障停電、用戶電話投訴（TC， Trouble Call） 以及計(jì)劃停電處理過程進(jìn)行計(jì)算機(jī)管理，能夠減少停電范圍，縮短停電時(shí)間，提高用戶服務(wù)質(zhì)量。1.3.1 配電網(wǎng)自動(dòng)化的基本功能 規(guī)劃與設(shè)計(jì)管理配電自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)配

8、電網(wǎng)規(guī)劃所需的地理、經(jīng)濟(jì)、負(fù)荷等數(shù)據(jù)進(jìn)行集中存儲(chǔ)、管理，并提供負(fù)荷預(yù)測(cè)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?、短路電流?jì)算等功能，不僅可以加速配電網(wǎng)設(shè)計(jì)過程，而且還可使最終得到的設(shè)計(jì)方案達(dá)到經(jīng)濟(jì)、高效、低耗的目的。 用電管理 對(duì)用戶信息及其用電申請(qǐng)、電費(fèi)繳納等進(jìn)行計(jì)算機(jī)管理，提高業(yè)務(wù)處理效率及服務(wù)質(zhì)量。1.3.1 配電網(wǎng)自動(dòng)化的基本功能 DFACTS技術(shù)應(yīng)用于配電網(wǎng)的柔性交流輸電系統(tǒng)（FACTS）技術(shù)。主要指固態(tài)斷路器（SSB）、靜態(tài)調(diào)相器或靜態(tài)無功補(bǔ)償器（STATCOM）、動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器（DVR）、諧波抑制裝置等。 遠(yuǎn)方抄表系統(tǒng)簡稱AMR 系統(tǒng)，主要完成遠(yuǎn)方讀表及計(jì)費(fèi)管理功能。在供電企業(yè)內(nèi)AMR 系統(tǒng)往往是相對(duì)獨(dú)立

9、的，為了避免重復(fù)投資，SCADA 系統(tǒng)可以從AMR 系統(tǒng)獲取用戶負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)。1.3.1 配電網(wǎng)自動(dòng)化的基本功能（2）配電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)檢測(cè)與監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）簡稱SCADA系統(tǒng)，調(diào)度值班人員通過該系統(tǒng)，對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)視、控制與協(xié)調(diào)，因此，又將其稱為配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)；同時(shí)，它還是實(shí)現(xiàn)各種配電網(wǎng)運(yùn)行自動(dòng)化高級(jí)應(yīng)用功能的基本平臺(tái)。實(shí)際上，配電網(wǎng)調(diào)度管理包括遠(yuǎn)程監(jiān)視、故障處理、停電管理等更為廣泛內(nèi)容，因此，廣義的配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)指的是一切完成配電網(wǎng)運(yùn)行自動(dòng)化功能的系統(tǒng)。1.3.1 配電網(wǎng)自動(dòng)化的基本功能（3）配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)（GIS）即AM/FM/GIS，它以GIS 為平臺(tái)，對(duì)一個(gè)地理

10、區(qū)域上的配電設(shè)備及其生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行管理。GIS 可以作為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)運(yùn)行，完成一些離線的配電網(wǎng)管理功能（如設(shè)備管理功能），也可以與SCADA 系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)更為完善的配電管理自動(dòng)化功能（例如停電管理功能）。1.3.1 配電網(wǎng)自動(dòng)化的基本功能（4）配電網(wǎng)的負(fù)荷管理（LM）根據(jù)用戶的用電量、電價(jià)、氣候條件等因素進(jìn)行綜合分析，制定負(fù)荷控制策略和計(jì)劃；對(duì)集中負(fù)荷進(jìn)行監(jiān)視、管理與控制；此外，還有估計(jì)負(fù)荷的預(yù)報(bào)模型和控制方案評(píng)價(jià)研究的功能。1.3.1 配電網(wǎng)自動(dòng)化的基本功能（5）配電網(wǎng)的應(yīng)用軟件基本應(yīng)用軟件：潮流計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)拓樸分析、狀態(tài)估計(jì)、短路電流計(jì)算、電壓無功控制、負(fù)荷預(yù)報(bào)等。派生應(yīng)用軟件：網(wǎng)絡(luò)重

11、構(gòu)、變電站負(fù)荷分配、饋電線負(fù)荷分配、按相平衡負(fù)荷等。專用應(yīng)用軟件：小區(qū)負(fù)荷預(yù)報(bào)、投拆電話熱線處理、設(shè)備管理等。1.3.1 配電網(wǎng)自動(dòng)化的基本功能（6）工作管理系統(tǒng)（WMS）對(duì)配電網(wǎng)中的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)、并對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以確定設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)，并據(jù)此確定狀態(tài)檢修或進(jìn)行計(jì)劃檢修。 （7）調(diào)度員培訓(xùn)模擬系統(tǒng)（DTS）通過仿真軟件給出模擬的配電網(wǎng)對(duì)調(diào)度員進(jìn)行培訓(xùn)?？蓭椭{(diào)度員在模擬操作時(shí)能判別操作的正確性，從而提高調(diào)度的安全性；還可供作配電網(wǎng)發(fā)展后各種預(yù)想運(yùn)行方式的操作，以判斷規(guī)劃設(shè)計(jì)方案的可靠性、安全性。1.3.1 配電網(wǎng)自動(dòng)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(chǎng)實(shí)現(xiàn)密

12、切配合，建立一個(gè)良好的生產(chǎn)與消費(fèi)的關(guān)系，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。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(dòng)的。第四節(jié) 配電系統(tǒng)自動(dòng)化的基本功能及實(shí)現(xiàn)原則配電系統(tǒng)自動(dòng)化的基本功能：配電網(wǎng)運(yùn)行和管理功能運(yùn)行計(jì)劃模擬和優(yōu)化功能運(yùn)行分析和維護(hù)管理功能用戶負(fù)荷監(jiān)控和故障報(bào)修功能。 2022/9/15第34頁沈陽工程學(xué)院一、配電網(wǎng)運(yùn)行和管理功能配電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)視 配電網(wǎng)運(yùn)行的控制 配電網(wǎng)的保護(hù) 故障診斷分析與恢復(fù)供電 運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)及報(bào)告 2022/9/15第35頁沈陽工程學(xué)院二、運(yùn)行計(jì)劃模擬和優(yōu)化功能配電網(wǎng)運(yùn)行模擬倒閘操作計(jì)劃的編制入網(wǎng)關(guān)口電量的計(jì)劃和優(yōu)化2022/9/15第36頁沈陽工程學(xué)院三、運(yùn)行分析和維護(hù)管理功能 對(duì)配電網(wǎng)故障和供電質(zhì)量反饋的信息進(jìn)行運(yùn)行分析，以及根據(jù)設(shè)備狀況進(jìn)行維修計(jì)劃的編制，制訂打印工作任務(wù)單，對(duì)維修工作的班組進(jìn)行跟蹤管理及對(duì)維修結(jié)果進(jìn)行分析以得知維修的費(fèi)用和效益。2022/9/15第37頁沈陽工程學(xué)院四、用戶負(fù)荷監(jiān)控和故障報(bào)修功能用戶端負(fù)荷和電能質(zhì)量的遙測(cè) 用戶端負(fù)荷和表計(jì)的控制 用戶故障報(bào)修處理系統(tǒng) 2022/9/15第38頁沈陽工程學(xué)院配電系統(tǒng)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)原則 統(tǒng)籌考慮，全面規(guī)劃 分析現(xiàn)狀，優(yōu)化設(shè)計(jì) 因地制宜，分步