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配網(wǎng)自動化系統(tǒng)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)1配網(wǎng)自動化系統(tǒng)概述課件2
配電是電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、供電和用電中直接 面向電力用戶的環(huán)節(jié)
配電網(wǎng)一般是指110kV及110kV以下電壓等級的電網(wǎng)
配電系統(tǒng)由饋線、降壓變壓器、斷路器、繼電保護裝置、測量和計量儀表以及通信和控制設(shè)備等構(gòu)成配電是電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、供電和用電中直接31.1配電網(wǎng)電壓等級
配電網(wǎng)電壓等級可分為:(1)高壓配電網(wǎng)——35kV,110kV(2)中壓配電網(wǎng)——10kV,6kV(3)低壓配電網(wǎng)——0.38kV,0.22kV(4)高壓輸電網(wǎng)——220kV及其以上(5)超高壓輸電網(wǎng)——500kV(6)特高壓輸電網(wǎng)——750kV以上
我國目前建設(shè)特高壓1000KV較多1.1配電網(wǎng)電壓等級
配電網(wǎng)電壓等級可分為:41.2.1架空線
電力線路的結(jié)構(gòu)分架空線路結(jié)構(gòu)和電纜線路結(jié)構(gòu)兩類。架空線路是將導(dǎo)線架設(shè)在電桿上。一般采用放射式供電形式。成本低、投資少、施工周期短、容易維護及檢修、容易查找故障。如果判斷電壓等級?1.2.1架空線
電力線路的結(jié)構(gòu)分架空線路結(jié)構(gòu)和電纜線51.2.1架空線
架空線的接線方式(供電模式)可分為:
放射型接線:單點源模式、雙電源模式環(huán)型接線:手拉手、三回饋線環(huán)網(wǎng)網(wǎng)型接線:分段聯(lián)絡(luò)1.2.1架空線
架空線的接線方式(供電模式)可分為:6配網(wǎng)自動化系統(tǒng)概述課件7一、放射式接線
圖2-2單回路放射式接線
圖2-3雙回路放射式接線圖2-4樹枝式接線每個電桿上都架有兩回線路,每個客戶都能由兩路供電,即常說的雙“T”接線一、放射式接線圖2-2單回路8
單側(cè)電源多分段單輻射
雙電源(雙T接線)線路利用率100%投資少,可靠性低應(yīng)用于城市非重要負(fù)荷、農(nóng)村線路利用率50%可靠性較高應(yīng)用于供電可靠性要求較高且專用戶較多,以及允許架空線路供電的工業(yè)開發(fā)區(qū)、產(chǎn)業(yè)區(qū)等區(qū)域單側(cè)電源多分段單輻射雙電源(雙T接線)線路利用率109二、環(huán)式接線--“N—1”接線N—1”接線一般都是有N條線工作,有一條線備用,所有線路的末端通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)連接,線路的平均負(fù)載率是(N-1)/N。N越大,負(fù)載率越高,但運行操作復(fù)雜,一般N最大取5。(一)“N—1”接線二、環(huán)式接線--“N—1”接線N—1”接線一般都是有N條10(一)“N—1”接線1.“2—1”手拉手接線2.“3—1”接線圖2-7有備用線的“3—1”環(huán)網(wǎng)接線圖2-6手拉手接線當(dāng)有一個電源故障時,與故障電源相連的分段開關(guān)打開,聯(lián)絡(luò)開關(guān)閉合,負(fù)荷轉(zhuǎn)移到另外一個電源上。2條線路的設(shè)備滿負(fù)荷運行,備用線路的設(shè)備又要求空載運行,并不是一種合理的運行方式。(1)有備用線的環(huán)網(wǎng)接線(一)“N—1”接線1.“2—1”手拉手接線2.11
線路利用率50%可靠性較高開環(huán)運行比較適用于負(fù)荷密度不高,如南方電網(wǎng)D、E、F類供電區(qū)域線路利用率50%經(jīng)濟性較差,可靠性較高比較適用于負(fù)荷密度不高,用電增長速度較快,配電網(wǎng)管理水平較低的配電網(wǎng)絡(luò),如南方電網(wǎng)C、D類供電區(qū)域雙側(cè)電源多分段單聯(lián)絡(luò)
三回饋線的環(huán)網(wǎng)接線線路利用率50%線路利用率50%雙側(cè)電源多分段單聯(lián)絡(luò)12電源切換柜將三個回路的末端接入,并引一條線路接至附近變電站作三個回路的備用電源T4實現(xiàn)環(huán)網(wǎng)。一般情況下,各同方向環(huán)網(wǎng)末端用戶間的距離遠(yuǎn)小于到變電站的距離。
3.“4—1”接線電源切換柜將三個回路的末端接入,并引一條線路接至附近變電站作13該接線有4個電源點,6條手拉手線路組成,任何兩個電源點間都存在聯(lián)絡(luò)或可轉(zhuǎn)供通道。當(dāng)任意兩個元件發(fā)生故障仍能保證正常供電。三、“4×6”接線方式該接線有4個電源點,6條手拉手線路組成,任何兩個電源點間都存14四、網(wǎng)格式接線
網(wǎng)格接線目前在歐美大城市負(fù)荷密集區(qū)的低壓配電網(wǎng)用得比較多。根據(jù)負(fù)荷情況,在網(wǎng)格中的適當(dāng)位置引入一定數(shù)量電源,每個用戶都可以從多個方向獲得電源。所有0.4kV低壓配電線路沿街布置,在街口連接起來,構(gòu)成一個個的格子。四、網(wǎng)格式接線網(wǎng)格接線目前在歐美大城市負(fù)荷密151.2.2電纜
電纜線路的接線方式(供電模式)可分為:
放射型接線:單點源模式、雙電源模式環(huán)型接線:單環(huán)模式、雙環(huán)模式網(wǎng)型接線:雙“П”模式、“N-1”主備供電模式、互 為備用的主備供電模式電纜敷設(shè)方式:1)直接埋在地下的直埋式;
2)專用的電纜溝敷設(shè)3)排管敷設(shè)4)隧道敷設(shè)5)水下敷設(shè)電纜線路主要指直接埋設(shè)地下的配電線路。與架空線路相比,其受外界的因素影響較小。但成本高,投資費用大,故障地點較難確定,有時造成用戶較長時間停電。1.2.2電纜
電纜線路的接線方式(供電模式)可分為:電纜161.2.3配電變壓器配電變壓器通常是指電壓為35kV及以下、容量為2500kVA以下、直接向終端用戶供電的電力變壓器。按照應(yīng)用場合來分,配電變壓器分成公用變壓器(簡稱“公變”)和專用變壓器(簡稱“專變”)。(1)公變由電力部門投資、管理,比如安裝在居民小區(qū)的變壓器、小型修理應(yīng)用等;(2)專變一般是業(yè)主投資,電力部門代管,只給投資的業(yè)主自己使用,比如安裝在大中型企業(yè)的變壓器等。1.2.3配電變壓器配電變壓器通常是指電壓為35kV及以下171.2.4斷路器斷路器具有可靠的滅弧裝置,它不僅能通斷正常的負(fù)荷電流,而且能接通和承擔(dān)一定時間的短路電流,并能在保護裝置作用下自動跳閘,切除短路故障。圖2-15真空斷路器外形圖1.2.4斷路器斷路器具有可靠的滅弧裝置,它不僅能通斷正常18負(fù)荷開關(guān)在10~35kV供電系統(tǒng)中應(yīng)用,可作為獨立的設(shè)備使用,也可安裝于環(huán)網(wǎng)柜等設(shè)備中??墒謩踊螂妱硬僮鳎糜陂_斷負(fù)荷電流,關(guān)合、承載額定短路電流。圖2-18真空式負(fù)荷開關(guān)1.2.5負(fù)荷開關(guān)負(fù)荷開關(guān)在10~35kV供電系統(tǒng)中應(yīng)用,可作為獨立的設(shè)備使用19隔離開關(guān)無滅弧能力,不允許帶負(fù)荷拉閘或合閘,但其斷開時可以形成可見的明顯開斷點和安全距離,保證停電檢修工作的人身安全。主要安裝在高壓配電線路的出線桿、聯(lián)絡(luò)點、分段處,以及不同單位維護的線路的分界點處。1.2.6隔離開關(guān)隔離開關(guān)無滅弧能力,不允許帶負(fù)荷拉閘或合閘,但其斷開時可以形20熔斷器依靠熔體或熔絲的特性,在電路出現(xiàn)短路電流或不被允許的大電流時,由電流流過熔體或熔絲產(chǎn)生的熱量將熔體或熔絲熔斷,使電路開斷,保護電氣設(shè)備。圖2-19戶外式跌落式熔斷器限流式熔斷器具有安裝使用方便,價格低,限流性能好等優(yōu)點。在環(huán)網(wǎng)柜和箱式變中被廣泛采用。限流式熔斷器可在10ms內(nèi)開斷電路,較斷路器動作時間60ms(內(nèi)含繼電器保護動作時間)更快。1.2.7熔斷器熔斷器依靠熔體或熔絲的特性,在電路出現(xiàn)短路電流或不被允許的大211.2.8開閉所
圖2-20開閉所常見接線方式a)單母線接線b)單母線分段接線c)雙母線接線1.2.8開閉所圖2-20開閉所常見接線方式22開閉所是變電站10kV母線的延伸,是母線和開關(guān)的組合體。當(dāng)負(fù)荷離變電站較遠(yuǎn),采用直供方式需要比較長的線路時,可在這些負(fù)荷附近建設(shè)一個開閉所,然后由開閉所出線來保證這些負(fù)荷的正常供電。開閉所承擔(dān)著接受和重新分配10kV出線,減少了高壓變電所的10kV出線間隔和出線走廊,從而使發(fā)生故障的概率相對較低,可用作配電線路間的聯(lián)絡(luò)樞紐,還可為重要用戶提供雙電源。1.2.8
開閉所
開閉所是變電站10kV母線的延伸,是母線和開關(guān)的組合體。123一、環(huán)網(wǎng)柜環(huán)網(wǎng)柜是環(huán)網(wǎng)運行方式的重要設(shè)備,是將一組高壓開關(guān)設(shè)備安裝于鎧裝結(jié)構(gòu)柜體內(nèi)或做成拼裝間隔式環(huán)網(wǎng)供電單元的電氣設(shè)備。圖2-21雙側(cè)電源環(huán)網(wǎng)供電圖1.2.9
環(huán)網(wǎng)柜和電纜分支箱
一、環(huán)網(wǎng)柜環(huán)網(wǎng)柜是環(huán)網(wǎng)運行方式的重要設(shè)備,是將一組高壓開關(guān)24(一)環(huán)網(wǎng)柜的基本組成單元柜(殼)體母線負(fù)荷開關(guān)熔斷器(或負(fù)荷開關(guān)—熔斷器組合電器)斷路器隔離開關(guān)電纜插接件二次控制部件等(一)環(huán)網(wǎng)柜的基本組成單元柜(殼)體25(二)環(huán)網(wǎng)柜配電單元組成結(jié)構(gòu)一般由3個間隔組成,包括兩個進出線間隔和變壓器間隔,進出線間隔主要用于故障線路的隔離,以及通過調(diào)整電源方向來恢復(fù)正常供電;變壓器間隔則通過組合電器來對變壓器內(nèi)部短路故障進行快速切除。在1989年國際配電網(wǎng)會議上,從理論上闡述了負(fù)荷開關(guān)—限流熔斷器組合電器對小型變壓器的有效保護作用,歐洲一些電力公司還從實踐說明了這點,認(rèn)為其比斷路器更有效。(二)環(huán)網(wǎng)柜配電單元組成結(jié)構(gòu)一般由3個間隔組成,包括兩個進26(三)實例應(yīng)用
圖2-23環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)一次接線圖a)正常運行(三)實例應(yīng)用圖2-23環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)一次接線圖a)正常運27圖2-23環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)一次接線圖b)故障隔離后(三)實例應(yīng)用圖2-23環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)一次接線圖b)故障隔離后(三)實例28電纜分支箱(又稱“電纜分接箱”)是完成配電系統(tǒng)中電纜線路的匯集和分接功能的專用電氣連接設(shè)備。圖2-2410kV環(huán)網(wǎng)柜—電纜分支箱組成的電纜環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖可以和環(huán)網(wǎng)柜配合使用,構(gòu)成電纜環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)二、電纜分支箱電纜分支箱(又稱“電纜分接箱”)是完成配電系統(tǒng)中電纜線路的匯2910kV配電站是指將一路或兩路10kV電源變成0.4kV,送至各建筑物給用電設(shè)備供電。配電站由配電變壓器、高壓開關(guān)柜、低壓開關(guān)柜、母線及其輔助設(shè)備組成,起到變換電壓和分配電能作用。1.2.10
配電站和箱式變壓器一、配電站10kV配電站是指將一路或兩路10kV電源變成0.4kV,送30箱式變壓器(又稱“箱式變電站”、“預(yù)裝式變電站”)是一種將變壓器、高低壓開關(guān)按照一定的結(jié)構(gòu)和接線方式組合起來的一種預(yù)裝式配電裝置。二、箱式變壓器變壓器、高壓開關(guān)、鎧裝母線、進出線、避雷器、電流互感器等電氣單元。箱式變壓器(又稱“箱式變電站”、“預(yù)裝式變電站”)是一種將變311.3配電系統(tǒng)管理模式
配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分,投資占整個電力企業(yè)投資的60-80%;配電系統(tǒng)銷售電能占電力企業(yè)銷售電能的60%左右;---配電管理對對電力企業(yè)可持續(xù)發(fā)展有其極為重要的地位。
1.3配電系統(tǒng)管理模式
配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分,321.3
我國配電系統(tǒng)管理模式
根據(jù)電力企業(yè)生產(chǎn)管理、營銷管理等特點,在我國,由于電網(wǎng)企業(yè)長期受計劃經(jīng)濟和行業(yè)自然壟斷特征的影響,配電系統(tǒng)仍采用傳統(tǒng)的企業(yè)組織結(jié)構(gòu),各部門按職能劃分,從高層到低層形成多級管理的直線職能制組織形式,這種直線職能制的組織形式保持了集中統(tǒng)一指揮的優(yōu)點,同時又具有職能分工專業(yè)化的長處。1.3我國配電系統(tǒng)管理模式
根據(jù)電力企業(yè)生產(chǎn)管理、營銷管331.3
我國配電系統(tǒng)管理模式
辦公自動化系統(tǒng)電力營銷系統(tǒng)配電網(wǎng)運行管理配電自動化系統(tǒng).......1.3我國配電系統(tǒng)管理模式
辦公自動化系統(tǒng)341.4配電自動化系統(tǒng)的定義利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù),將配電網(wǎng)實時信息、離線信息、用戶信息、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)、地理信息進行集成,構(gòu)成完整的自動化管理系統(tǒng),實現(xiàn)配電系統(tǒng)正常運行及事故情況下的監(jiān)測、保護、控制和配電管理。它是實時的配電自動化與配電管理系統(tǒng)集成為一體的系統(tǒng)。摘自:DL/T814-2002《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》1.4配電自動化系統(tǒng)的定義利用現(xiàn)代電35管理范圍配電自動化系統(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)開關(guān)出線開關(guān)刀閘刀閘饋線段分段開關(guān)母線側(cè)刀閘主變側(cè)刀閘10KV母線配變管理范圍配電自動化系統(tǒng)涉及的范圍一般是從變電站的主變低壓側(cè)和36涉及對象、名稱1)一次設(shè)備:出線開關(guān)、柱上開關(guān)、環(huán)網(wǎng)柜、開閉所(開關(guān)站)、配電變壓器;2)自動化系統(tǒng):主站/計算機系統(tǒng)(DAS)、饋線監(jiān)控終端(FTU、DTU)、配變監(jiān)測終端(TTU)、通訊設(shè)備(光M)等主變主變低壓側(cè)開關(guān)出線開關(guān)母線側(cè)刀閘出線刀閘饋線段饋線分段開關(guān)母線側(cè)刀閘主變側(cè)刀閘10KV母線涉及對象、名稱1)一次設(shè)備:出線開關(guān)、柱上開關(guān)、環(huán)網(wǎng)柜、開371.4.2配電網(wǎng)自動化的結(jié)構(gòu)配電主站系統(tǒng)子站(變電站)通信主干網(wǎng)DTU通信接入網(wǎng)FTU網(wǎng)架及一次設(shè)備TTU大腦神經(jīng)軀干手腳1.4.2配電網(wǎng)自動化的結(jié)構(gòu)配電主站系統(tǒng)子站(變381.4.3配電網(wǎng)自動化的基本功能1.按基礎(chǔ)功能劃分(1)配電網(wǎng)運行自動化:指配電網(wǎng)實時監(jiān)控、自動故障隔離及恢復(fù)供電、自動讀表等功能。①
數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控 SCADA是配電自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能,是遠(yuǎn)動四遙(遙測、遙信、遙控、遙調(diào))功能的深化與擴展,使得調(diào)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(wǎng)設(shè)備運行狀態(tài),并進行遠(yuǎn)程操作和調(diào)節(jié)。1.4.3配電網(wǎng)自動化的基本功能1.按基礎(chǔ)功能劃分39實時信息:EMS、DSCADA、DA、PLMS……準(zhǔn)實時信息:客戶報修電話(TCM)、外勤巡視匯報(MC)非實時信息:
基礎(chǔ)資料(電網(wǎng)模型、設(shè)備信息、客戶信息、人員信息)、停電計劃、操作票、氣象數(shù)據(jù)等
SCADA配電調(diào)度外勤巡視配電數(shù)據(jù)庫操作票客戶報修工作計劃排除故障恢復(fù)送電事故處理
DA(FA,SA)正常操作AM/FM/GIS配電自動化系統(tǒng)的信息來源實時信息:EMS、DSCADA、DA、PLMS……40②故障自動隔離及恢復(fù)供電
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,配電自動化系統(tǒng)自動定位線路故障點,跳開兩端的分段開關(guān),隔離故障區(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,減少停電時間,提高供電可靠性。②故障自動隔離及恢復(fù)供電411.電壓型就地控制饋線自動化的實現(xiàn)方式故障隔離和自動恢復(fù)送電由開關(guān)自身完成,不需要主站控制,因此在故障處理時對通信系統(tǒng)沒有要求,所以投資省見效快;
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,局部范圍內(nèi)實現(xiàn)快速控制。配電主干環(huán)路采用集中控制的方式,通過主站系統(tǒng)協(xié)調(diào),借助通信信息傳輸來實現(xiàn)控制;1.電壓型就地控制饋線自動化的實現(xiàn)方式故障隔離和自42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)具備專用的保護信息通道,通過比較相連開關(guān)間流過的故障電流來快速隔離故障,可以通過主站,也可以通過局部范圍內(nèi)的通信共享來獲取相關(guān)的信息來做出判斷。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(shè)備檢測電流以判別故障類型,故障信息傳送到主站,由主站確定故障區(qū)段,然后由主站系統(tǒng)發(fā)遙控命令控制開關(guān)動作,完成故障隔離并恢復(fù)非故障區(qū)供電。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) 43四步自愈法:自愈控制系統(tǒng)將配電網(wǎng)的運行狀態(tài)定義為緊急狀態(tài)、恢復(fù)狀態(tài)、異常狀態(tài)、警戒狀態(tài)和安全狀態(tài)。四步自愈法的核心是:根據(jù)城市電網(wǎng)所處的運行狀態(tài),通過一定的控制策略實施相應(yīng)的控制,使配電網(wǎng)從當(dāng)前運行狀態(tài)向一種更好的運行狀態(tài)轉(zhuǎn)移?;谥髡镜淖杂刂萍夹g(shù)四步自愈法:自愈控制系統(tǒng)將配電網(wǎng)的運行狀態(tài)定義為緊急狀態(tài)、恢44③電壓及無功管理
實現(xiàn)配電網(wǎng)無功優(yōu)化、自動調(diào)整變壓器分接頭檔位、控制無功補償設(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(xiàn)場自動裝置,以某控制點(通常是補償設(shè)備接入點)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、投切無功補償電容器。③電壓及無功管理45④負(fù)荷管理
配電自動化系統(tǒng)監(jiān)視用戶電力負(fù)荷狀況,并利用降壓減載、對用戶可控負(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、錯峰,改變系統(tǒng)負(fù)荷曲線的形狀,以提高電力設(shè)備利用率,降低供電成本。 需求側(cè)管理(DSM,DemandSideManagement),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)市場化的電價機制,如分時電價、論質(zhì)電價等,對用戶負(fù)荷及其經(jīng)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。④負(fù)荷管理46⑤遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng) 自動抄表(AMR,AutomaticMeterReading)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),對數(shù)據(jù)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(wù)。 不少供電企業(yè)為了便于實施及管理,采取了建設(shè)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(fù)責(zé)電網(wǎng)的管理,售電及讀表由獨立的售電商負(fù)責(zé)。⑤遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)47(2)配電網(wǎng)管理自動化:指離線的或?qū)崟r性不強的設(shè)備管理、停電管理、用電管理等功能。
①設(shè)備管理 設(shè)備管理(FM)功能在地理信息系統(tǒng)(GIS)平臺上,應(yīng)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(wǎng)絡(luò)接線、用戶位置、配電設(shè)備及屬性數(shù)據(jù)等。支持設(shè)備檔案的計算機檢索、調(diào)閱,并可查詢、統(tǒng)計某區(qū)域內(nèi)設(shè)備數(shù)、負(fù)荷、用電量等。(2)配電網(wǎng)管理自動化:指離線的或?qū)崟r性不強的設(shè)備管理、停48②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(wù)質(zhì)量。②檢修管理49④規(guī)劃與設(shè)計管理 配電自動化系統(tǒng)對配電網(wǎng)規(guī)劃所需的地理、經(jīng)濟、負(fù)荷等數(shù)據(jù)進行集中存儲、管理,并提供負(fù)荷預(yù)測、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?、短路電流計算等功能,不僅可以加速配電網(wǎng)設(shè)計過程,而且還可使最終得到的設(shè)計方案達到經(jīng)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(wù)處理效率及服務(wù)質(zhì)量。④規(guī)劃與設(shè)計管理502.按子系統(tǒng)劃分(1)配電自動化(DA)①配電變電站自動化(SA)完成變電所保護、監(jiān)控及遠(yuǎn)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(lián)系,體現(xiàn)在為SCADA系統(tǒng)提供變電所實時運行信息,并接受遠(yuǎn)程控制調(diào)節(jié)命令上。2.按子系統(tǒng)劃分51②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(chǔ),完成中壓電網(wǎng)的自動故障定位、隔離及恢復(fù)供電功能。③配電網(wǎng)的通信系統(tǒng)為實現(xiàn)各種遠(yuǎn)距離監(jiān)測、控制的信息傳遞,必須建立相應(yīng)的通信系統(tǒng)。配電網(wǎng)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(wǎng)、光纖、微波等通信方式。②饋線自動化系統(tǒng)52
IEC61968(DL/T1080)標(biāo)準(zhǔn)為電力企業(yè)內(nèi)部各應(yīng)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)可將若干個相對獨立的、相互平行的應(yīng)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(guān)聯(lián)的高效應(yīng)用體系。使其為配電的管理服務(wù),也為后續(xù)的綜合分析、輔助決策等高端應(yīng)用創(chuàng)造必備的條件。IEC61968標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)集成IEC61968(DL/T1080)標(biāo)準(zhǔn)為電53調(diào)度自動化系統(tǒng)EMS負(fù)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故障報修系統(tǒng)
TCM營銷管理系統(tǒng)CIS生產(chǎn)管理系統(tǒng)PMIS地理信息系統(tǒng)AM/FM/GIS調(diào)度自動化系統(tǒng)EMS負(fù)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故障保修系統(tǒng)TCM用電營銷系統(tǒng)CIS生產(chǎn)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)接口方式的變革遵循61968標(biāo)準(zhǔn)的方式原先的接口方式調(diào)度自動化系統(tǒng)負(fù)荷管理系統(tǒng)配變監(jiān)測系統(tǒng)配電自動化系統(tǒng)故障報修54幾種通信方式的比較幾種通信方式的比較55④DFACTS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)無功補償器(STATCOM)、動態(tài)電壓恢復(fù)器(DVR)、諧波抑制裝置等。⑤遠(yuǎn)方抄表系統(tǒng)
簡稱AMR系統(tǒng),主要完成遠(yuǎn)方讀表及計費管理功能。在供電企業(yè)內(nèi)AMR系統(tǒng)往往是相對獨立的,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)荷運行狀態(tài)數(shù)據(jù)。④DFACTS技術(shù)56(2)配電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)檢測與監(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),對配電網(wǎng)進行監(jiān)視、控制與協(xié)調(diào),因此,又將其稱為配電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng);同時,它還是實現(xiàn)各種配電網(wǎng)運行自動化高級應(yīng)用功能的基本平臺。 實際上,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)度自動化系統(tǒng)指的是一切完成配電網(wǎng)運行自動化功能的系統(tǒng)。(2)配電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)檢測與監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)57(3)配電網(wǎng)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(shè)備及其生產(chǎn)技術(shù)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(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),實現(xiàn)更為完善的配電管理自動化功能(例如停電管理功能)。(3)配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)(GIS)58(4)配電網(wǎng)的負(fù)荷管理(LM)
根據(jù)用戶的用電量、電價、氣候條件等因素進行綜合分析,制定負(fù)荷控制策略和計劃;對集中負(fù)荷進行監(jiān)視、管理與控制;此外,還有估計負(fù)荷的預(yù)報模型和控制方案評價研究的功能。(4)配電網(wǎng)的負(fù)荷管理(LM)59(5)配電網(wǎng)的應(yīng)用軟件
基本應(yīng)用軟件:潮流計算、網(wǎng)絡(luò)拓樸分析、狀態(tài)估計、短路電流計算、電壓無功控制、負(fù)荷預(yù)報等。派生應(yīng)用軟件:網(wǎng)絡(luò)重構(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、投拆電話熱線處理、設(shè)備管理等。(5)配電網(wǎng)的應(yīng)用軟件 60(6)工作管理系統(tǒng)(WMS) 對配電網(wǎng)中的設(shè)備進行監(jiān)測、并對采集的數(shù)據(jù)進行分析,以確定設(shè)備的實際狀態(tài),并據(jù)此確定狀態(tài)檢修或進行計劃檢修。(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)對調(diào)度員進行培訓(xùn)。可幫助調(diào)度員在模擬操作時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)想運行方式的操作,以判斷規(guī)劃設(shè)計方案的可靠性、安全性。(6)工作管理系統(tǒng)(WMS)61(8)需方用電管理(DSM) 指電力供需雙方通過電力市場實現(xiàn)密切配合,建立一個良好的生產(chǎn)與消費的關(guān)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。(8)需方用電管理(DSM)62 配電自動化技術(shù)的內(nèi)容很多,各種功能之間相互聯(lián)系、依存,沒有十分明確的界限,并且隨著技術(shù)的進步、用戶要求的提高以及電力市場化進程的深入,在不斷地發(fā)展、完善。 事實上,如何使配電自動化的有關(guān)定義及功能劃分更加準(zhǔn)確、合理,也是配電自動化應(yīng)該進一步研究解決的問題。 配電自動化技術(shù)的內(nèi)容很多,各種功能之間相互聯(lián)系、依存,63實施配電系統(tǒng)自動化的效益提高供電可靠性,縮短故障判別、隔離及恢復(fù)供電時間(可從原來的幾十分鐘到幾個小時減少到平均10分鐘以內(nèi));減少了因電網(wǎng)故障造成的巨大損失。改善電能質(zhì)量,把最優(yōu)質(zhì)的電能提供給用戶。提高配電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性,提高設(shè)備利用率(減少備用容量);降低配電網(wǎng)運行維護費用,降低線損,最大限度地提高企業(yè)經(jīng)濟效益。實施配電系統(tǒng)自動化的效益提高供電可靠性,縮短故障判別、隔離及64實施配電系統(tǒng)自動化的效益
提高整個配網(wǎng)的管理水平和計算機應(yīng)用水平,提高工作效率。用先進技術(shù)手段來改善用戶服務(wù)水平,建立良好的供需人機界面。迅速處理用戶申訴,為用戶查詢及電費計量提供方便,提高供電企業(yè)的信譽。配電系統(tǒng)自動化技術(shù)的飛速發(fā)展,推動了配電網(wǎng)一次設(shè)施的科學(xué)合理規(guī)劃,保證了配電系統(tǒng)的長期最優(yōu)可持續(xù)發(fā)展。實施配電系統(tǒng)自動化的效益提高整個配網(wǎng)的管理水平和計算機應(yīng)用651.5、配電自動化技術(shù)研究與應(yīng)用規(guī)則1.5、配電自動化技術(shù)研究與應(yīng)用規(guī)則66前階段配電自動化應(yīng)用存在的問題對配網(wǎng)自動化的認(rèn)識和定位不清楚,應(yīng)用主體不明確,導(dǎo)致后期的應(yīng)用沒有具體的受益者。對配電自動化系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一細(xì)致的規(guī)劃,存在“盲人摸象”的現(xiàn)象,提不出完整而準(zhǔn)確的需求。簡單地將饋線自動化等同于配電自動化,只關(guān)注于局部區(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(xué)管理,導(dǎo)致投入產(chǎn)出比很不明顯。容易套用調(diào)度自動化的建設(shè)思路,過分強調(diào)實時應(yīng)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(guān)數(shù)據(jù)利用和整合,造成配電系統(tǒng)的信息缺口很大,模型不完整,后期的應(yīng)用無法實用化。GIS在配電建模上缺乏深入的研究,只滿足了靜態(tài)應(yīng)用(即圖資管理)而不能滿足動態(tài)應(yīng)用(如實時應(yīng)用和分析計算)。前階段配電自動化應(yīng)用存在的問題對配網(wǎng)自動化的認(rèn)識和定位不清67配電網(wǎng)架比較薄弱,一次設(shè)備存在缺陷,配電自動化應(yīng)用基礎(chǔ)不牢固。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)境和裝置電源的性能有待提高。針對配電的通信技術(shù)不夠成熟,通信手段和方式應(yīng)用不恰當(dāng)。配電自動相應(yīng)的技術(shù)政策、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等出臺很少,滿足不了應(yīng)用的需要,企業(yè)缺乏有強有力的部署和協(xié)調(diào)。配電自動化涉及供電企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)較多,因此存在管理體制對自動化系統(tǒng)的不適應(yīng),或者說是自動化系統(tǒng)對不同的管理體制的適應(yīng)性不強。造成工作職責(zé)界定不清楚,運行管理工作跟不上,系統(tǒng)應(yīng)用和數(shù)據(jù)維護工作很薄弱。前階段配電自動化應(yīng)用存在的問題(續(xù))配電網(wǎng)架比較薄弱,一次設(shè)備存在缺陷,配電自動化應(yīng)用基礎(chǔ)不68
以覆蓋全部配電設(shè)備為基本考慮以信息資源綜合利用為重要手段以配電調(diào)度/生產(chǎn)指揮為應(yīng)用主體以提高配電管理水平為主要目的構(gòu)建配電自動化系統(tǒng)的原則和目標(biāo)以覆蓋全部配電設(shè)備為基本考慮構(gòu)建配電自動化系統(tǒng)的原則和目691.完全符合國際標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)構(gòu)架和數(shù)據(jù)模型2.可以對超量實時數(shù)據(jù)進行準(zhǔn)確可靠的處理3.具備基于配電拓?fù)涞姆治鰬?yīng)用和實用功能4.針對配網(wǎng)調(diào)度和故障搶修的“停電管理系統(tǒng)”5.采用信息交換總線實現(xiàn)與相關(guān)系統(tǒng)的互聯(lián)6.各種通信方式綜合應(yīng)用支持配電信息傳輸先進配電自動化的主要特征1.完全符合國際標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)構(gòu)架和數(shù)據(jù)模型先進配電自動化的主70強調(diào)監(jiān)測慎選控制突出管理分步到位力求實用配電自動化系統(tǒng)的配置和實施原則強調(diào)監(jiān)測配電自動化系統(tǒng)的配置和實施原則71配電自動化系統(tǒng)的五種建設(shè)模式(1)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(shù)的一種系統(tǒng)。它采用故障指示器獲取配電線路上的故障信息,由人工現(xiàn)場巡視故障指示器翻牌信號獲得故障定位,也可利用GSM等無線通信方式將故障指示信號上傳到相關(guān)的主站,由主站來判斷故障區(qū)段;在一次設(shè)備具備條件的情況下,采用重合器或配電自動開關(guān),通過開關(guān)之間的時序配合就地實現(xiàn)故障的隔離和恢復(fù)供電。2)主要特點可不需要通信系統(tǒng)和主站而獨立工作,結(jié)構(gòu)簡單,成本低、易于實施。3)適用范圍適用于農(nóng)村單輻射配電線路和城市中無專門通信條件區(qū)域的配電線路。簡易型72配電自動化系統(tǒng)的五種建設(shè)模式(2)實用型1)系統(tǒng)簡介實用型配電自動化系統(tǒng)是利用多種通信手段(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)。它的主站具備基本的SCADA功能,對配電線路、開閉所、環(huán)網(wǎng)柜等的開關(guān)、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(shè)備可實行遙控。根據(jù)配電終端數(shù)量或通信方式的需要,該系統(tǒng)可以增加配電子站(或通信匯接站)。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模式。該系統(tǒng)既可以是獨立的配電監(jiān)控系統(tǒng),在有配調(diào)機構(gòu)情況下也可做成調(diào)度和配電監(jiān)控一體化的系統(tǒng)。2)主要特點結(jié)構(gòu)比較簡單、以監(jiān)測為主、具備簡單的控制功能,對通信系統(tǒng)要求不高,投資比較節(jié)約、實用性強。它主要為配電運行管理部門和配網(wǎng)調(diào)度服務(wù)。3)適用范圍適用于中等規(guī)模配電網(wǎng)且已設(shè)立或準(zhǔn)備設(shè)立配網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)的供電企業(yè)。實用型73配電自動化系統(tǒng)的五種建設(shè)模式(3)標(biāo)準(zhǔn)型1)系統(tǒng)簡介標(biāo)準(zhǔn)型配電自動化系統(tǒng)是在實用型的基礎(chǔ)上增加基于主站控制的饋線自動化功能(即FA:故障定位、隔離、恢復(fù)非故障區(qū)供電),有條件區(qū)域還可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)。它對通信系統(tǒng)要求較高,一般需要采用光纖通信,它還需要比較完善的配電一次網(wǎng)架且相關(guān)的配電設(shè)備具備電動操作機構(gòu)和受控功能。該類型系統(tǒng)的主站具備完整的SCADA功能和FA功能,當(dāng)配電線路發(fā)生故障時,通過主站和終端的配合實現(xiàn)故障區(qū)段的快速切除與自動恢復(fù)供電。它與上級調(diào)度自動化系統(tǒng)和配電GIS應(yīng)用系統(tǒng)的實現(xiàn)互連,具備完整的配網(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?fù)涞呐潆姂?yīng)用功能。它主要為配網(wǎng)調(diào)度服務(wù),同時兼顧配電生產(chǎn)和運行管理部門的應(yīng)用。2)主要特點
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完整、自動化程度較高,成本較高。3)適用范圍
適用于多電源、多分段的城市配網(wǎng)自動化建設(shè),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。標(biāo)準(zhǔn)型74配電自動化系統(tǒng)的五種建設(shè)模式(4)集成型1)系統(tǒng)簡介集成型是在標(biāo)準(zhǔn)型的基礎(chǔ)上擴展配電管理功能和綜合應(yīng)用功能,通過基于IEC61968標(biāo)準(zhǔn)的信息集成總線實現(xiàn)與各類相關(guān)實時系統(tǒng)和管理系統(tǒng)(如:生產(chǎn)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)的高級應(yīng)用分析軟件功能。
2)主要特點系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完整、自動化程度高、管理功能完善、運行方式靈活,投資較大。。3)適用范圍適用于大中型城市較大規(guī)模、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的配網(wǎng)自動化建設(shè);供電企業(yè)內(nèi)部各類相關(guān)系統(tǒng)已經(jīng)建立且應(yīng)用比較成熟。集成型75配電自動化系統(tǒng)的五種建設(shè)模式(5)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)基礎(chǔ)上擴展對于分布式電源、微網(wǎng)以及儲能裝置等設(shè)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(diào)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)結(jié)構(gòu)完整、功能完善、智能化程度高、運行方式靈活,管理相對復(fù)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)架結(jié)構(gòu)完善、已完成集成型配電自動化系統(tǒng)建設(shè)的供電企業(yè),且已開展分布式電源或微電網(wǎng)及儲能建設(shè)、智能化用電營銷系統(tǒng)建設(shè)等。智能型76配電自動化是智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)之一,需要通過配電自動化系統(tǒng)采集盡可能多的配電信息,并向下延伸到低壓用電信息的匯集。配電自動化和用電營銷自動化的有機結(jié)合,直接面向最終電力用戶,是智能配電網(wǎng)的具體體現(xiàn),它將極大地改進客戶服務(wù)。智能電網(wǎng)最終體現(xiàn)在配電和用電營銷方面,滲透到家用電器,人們會從日常生活中直接感受到它帶來的許多益處。智能配電網(wǎng)強調(diào)電力公司和電力客戶之間的互動,用戶可以通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(diào)整家用電器的設(shè)定參數(shù);用戶還可以通過互聯(lián)網(wǎng)登陸當(dāng)?shù)毓╇姽揪W(wǎng)站,方便直觀地觀察和了解電網(wǎng)供電/停電情況和事故處理信息等。智能電網(wǎng)和配電自動化的關(guān)系配電自動化是智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)之一,需要通過配電自動化系統(tǒng)77智能配電網(wǎng)特征安全能夠很好地抵御戰(zhàn)爭攻擊、恐怖襲擊與自然災(zāi)害的破壞,避免出現(xiàn)大面積停電。可靠供電可靠率達到4個9,重點區(qū)域6個9。最大可能地減少短時供電中斷智能配電網(wǎng)特征安全78智能配電網(wǎng)特征優(yōu)質(zhì)供電電壓合格率超過99%諧波含量低于國家標(biāo)準(zhǔn)最大程度地減少電壓驟降高效提高供電設(shè)備平均載荷率,不低于50%。減低線損率,不超過4%。智能配電網(wǎng)特征優(yōu)質(zhì)79智能配電網(wǎng)特征兼容解決新能源發(fā)電并網(wǎng)問題、支持分布式電源大量接入允許的可再生能源發(fā)電、分布式電源滲透率大于50%互動能量互動用電信息互動智能配電網(wǎng)特征兼容80第一階段:● 智能配電網(wǎng)網(wǎng)架體系研究?!?智能配電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)模型及交換服務(wù)集成總線?!?靈活、健全的通信體系,標(biāo)準(zhǔn)的信息模型?!?智能設(shè)備、智能終端、智能電表、智能傳感器的研究開發(fā)?!?智能配電網(wǎng)實驗室的建立。智能配電網(wǎng)的研究方向第一階段:智能配電網(wǎng)的研究方向81第一階段(續(xù)):●
智能配電網(wǎng)生產(chǎn)、管理、報修等子系統(tǒng)一體化、可視化支撐平臺?!?配電故障報修接警分析,95598呼叫中心的健全。● 快速仿真、狀態(tài)估計、潮流算法的研究?!?在線風(fēng)險預(yù)警技術(shù)分析研究。● 儲能技術(shù)的研究。智能配電網(wǎng)的研究方向第一階段(續(xù)):智能配電網(wǎng)的研究方向82第二階段:● 智能配電網(wǎng)運行優(yōu)化重構(gòu)技術(shù)?!?智能配電網(wǎng)智能監(jiān)視及自愈控制的可視化展現(xiàn)技術(shù)。● 配電智能調(diào)度技術(shù)?!?設(shè)備的不停電檢修技術(shù)。
● 智能自愈控制高級應(yīng)用軟件智能配電網(wǎng)的研究方向第二階段:智能配電網(wǎng)的研究方向83第二階段(續(xù)):● 電能質(zhì)量監(jiān)測與協(xié)調(diào)機制的研究?!?定制電力技術(shù)?!?電動汽車充電站對配電規(guī)劃、調(diào)度的研究。● 分布式電源和微電網(wǎng)即插即用、智能接入及運行控制。智能配電網(wǎng)的研究方向第二階段(續(xù)):智能配電網(wǎng)的研究方向84配電自動化配電網(wǎng)自愈有源配電網(wǎng)微電網(wǎng)柔性交流配電(DFACTS)高級量測體系(AMI)用戶互動技術(shù)智能配電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)配電自動化智能配電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)85謝謝大家!如果你愛他/她,讓他、她去做配電自動化,因為這是一個充滿機遇的新領(lǐng)域,他/她可以干一番大事業(yè)!謝謝大家!如果你愛他/她,86如果你愛他/她,讓他、她去做配電自動化,因為這是一個充滿機遇的新領(lǐng)域,他/她可以干一番大事業(yè)!如果你恨他/她,讓他/她去做配電自動化,因為這是一個充滿了不確定性的領(lǐng)域,他/她可能陷入深深的困惑之中!如果你愛他/她,如果你恨他/她,87配網(wǎng)自動化系統(tǒng)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)88配網(wǎng)自動化系統(tǒng)概述課件89
配電是電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、供電和用電中直接 面向電力用戶的環(huán)節(jié)
配電網(wǎng)一般是指110kV及110kV以下電壓等級的電網(wǎng)
配電系統(tǒng)由饋線、降壓變壓器、斷路器、繼電保護裝置、測量和計量儀表以及通信和控制設(shè)備等構(gòu)成配電是電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、供電和用電中直接901.1配電網(wǎng)電壓等級
配電網(wǎng)電壓等級可分為:(1)高壓配電網(wǎng)——35kV,110kV(2)中壓配電網(wǎng)——10kV,6kV(3)低壓配電網(wǎng)——0.38kV,0.22kV(4)高壓輸電網(wǎng)——220kV及其以上(5)超高壓輸電網(wǎng)——500kV(6)特高壓輸電網(wǎng)——750kV以上
我國目前建設(shè)特高壓1000KV較多1.1配電網(wǎng)電壓等級
配電網(wǎng)電壓等級可分為:911.2.1架空線
電力線路的結(jié)構(gòu)分架空線路結(jié)構(gòu)和電纜線路結(jié)構(gòu)兩類。架空線路是將導(dǎo)線架設(shè)在電桿上。一般采用放射式供電形式。成本低、投資少、施工周期短、容易維護及檢修、容易查找故障。如果判斷電壓等級?1.2.1架空線
電力線路的結(jié)構(gòu)分架空線路結(jié)構(gòu)和電纜線921.2.1架空線
架空線的接線方式(供電模式)可分為:
放射型接線:單點源模式、雙電源模式環(huán)型接線:手拉手、三回饋線環(huán)網(wǎng)網(wǎng)型接線:分段聯(lián)絡(luò)1.2.1架空線
架空線的接線方式(供電模式)可分為:93配網(wǎng)自動化系統(tǒng)概述課件94一、放射式接線
圖2-2單回路放射式接線
圖2-3雙回路放射式接線圖2-4樹枝式接線每個電桿上都架有兩回線路,每個客戶都能由兩路供電,即常說的雙“T”接線一、放射式接線圖2-2單回路95
單側(cè)電源多分段單輻射
雙電源(雙T接線)線路利用率100%投資少,可靠性低應(yīng)用于城市非重要負(fù)荷、農(nóng)村線路利用率50%可靠性較高應(yīng)用于供電可靠性要求較高且專用戶較多,以及允許架空線路供電的工業(yè)開發(fā)區(qū)、產(chǎn)業(yè)區(qū)等區(qū)域單側(cè)電源多分段單輻射雙電源(雙T接線)線路利用率1096二、環(huán)式接線--“N—1”接線N—1”接線一般都是有N條線工作,有一條線備用,所有線路的末端通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)連接,線路的平均負(fù)載率是(N-1)/N。N越大,負(fù)載率越高,但運行操作復(fù)雜,一般N最大取5。(一)“N—1”接線二、環(huán)式接線--“N—1”接線N—1”接線一般都是有N條97(一)“N—1”接線1.“2—1”手拉手接線2.“3—1”接線圖2-7有備用線的“3—1”環(huán)網(wǎng)接線圖2-6手拉手接線當(dāng)有一個電源故障時,與故障電源相連的分段開關(guān)打開,聯(lián)絡(luò)開關(guān)閉合,負(fù)荷轉(zhuǎn)移到另外一個電源上。2條線路的設(shè)備滿負(fù)荷運行,備用線路的設(shè)備又要求空載運行,并不是一種合理的運行方式。(1)有備用線的環(huán)網(wǎng)接線(一)“N—1”接線1.“2—1”手拉手接線2.98
線路利用率50%可靠性較高開環(huán)運行比較適用于負(fù)荷密度不高,如南方電網(wǎng)D、E、F類供電區(qū)域線路利用率50%經(jīng)濟性較差,可靠性較高比較適用于負(fù)荷密度不高,用電增長速度較快,配電網(wǎng)管理水平較低的配電網(wǎng)絡(luò),如南方電網(wǎng)C、D類供電區(qū)域雙側(cè)電源多分段單聯(lián)絡(luò)
三回饋線的環(huán)網(wǎng)接線線路利用率50%線路利用率50%雙側(cè)電源多分段單聯(lián)絡(luò)99電源切換柜將三個回路的末端接入,并引一條線路接至附近變電站作三個回路的備用電源T4實現(xiàn)環(huán)網(wǎng)。一般情況下,各同方向環(huán)網(wǎng)末端用戶間的距離遠(yuǎn)小于到變電站的距離。
3.“4—1”接線電源切換柜將三個回路的末端接入,并引一條線路接至附近變電站作100該接線有4個電源點,6條手拉手線路組成,任何兩個電源點間都存在聯(lián)絡(luò)或可轉(zhuǎn)供通道。當(dāng)任意兩個元件發(fā)生故障仍能保證正常供電。三、“4×6”接線方式該接線有4個電源點,6條手拉手線路組成,任何兩個電源點間都存101四、網(wǎng)格式接線
網(wǎng)格接線目前在歐美大城市負(fù)荷密集區(qū)的低壓配電網(wǎng)用得比較多。根據(jù)負(fù)荷情況,在網(wǎng)格中的適當(dāng)位置引入一定數(shù)量電源,每個用戶都可以從多個方向獲得電源。所有0.4kV低壓配電線路沿街布置,在街口連接起來,構(gòu)成一個個的格子。四、網(wǎng)格式接線網(wǎng)格接線目前在歐美大城市負(fù)荷密1021.2.2電纜
電纜線路的接線方式(供電模式)可分為:
放射型接線:單點源模式、雙電源模式環(huán)型接線:單環(huán)模式、雙環(huán)模式網(wǎng)型接線:雙“П”模式、“N-1”主備供電模式、互 為備用的主備供電模式電纜敷設(shè)方式:1)直接埋在地下的直埋式;
2)專用的電纜溝敷設(shè)3)排管敷設(shè)4)隧道敷設(shè)5)水下敷設(shè)電纜線路主要指直接埋設(shè)地下的配電線路。與架空線路相比,其受外界的因素影響較小。但成本高,投資費用大,故障地點較難確定,有時造成用戶較長時間停電。1.2.2電纜
電纜線路的接線方式(供電模式)可分為:電纜1031.2.3配電變壓器配電變壓器通常是指電壓為35kV及以下、容量為2500kVA以下、直接向終端用戶供電的電力變壓器。按照應(yīng)用場合來分,配電變壓器分成公用變壓器(簡稱“公變”)和專用變壓器(簡稱“專變”)。(1)公變由電力部門投資、管理,比如安裝在居民小區(qū)的變壓器、小型修理應(yīng)用等;(2)專變一般是業(yè)主投資,電力部門代管,只給投資的業(yè)主自己使用,比如安裝在大中型企業(yè)的變壓器等。1.2.3配電變壓器配電變壓器通常是指電壓為35kV及以下1041.2.4斷路器斷路器具有可靠的滅弧裝置,它不僅能通斷正常的負(fù)荷電流,而且能接通和承擔(dān)一定時間的短路電流,并能在保護裝置作用下自動跳閘,切除短路故障。圖2-15真空斷路器外形圖1.2.4斷路器斷路器具有可靠的滅弧裝置,它不僅能通斷正常105負(fù)荷開關(guān)在10~35kV供電系統(tǒng)中應(yīng)用,可作為獨立的設(shè)備使用,也可安裝于環(huán)網(wǎng)柜等設(shè)備中??墒謩踊螂妱硬僮?,用于開斷負(fù)荷電流,關(guān)合、承載額定短路電流。圖2-18真空式負(fù)荷開關(guān)1.2.5負(fù)荷開關(guān)負(fù)荷開關(guān)在10~35kV供電系統(tǒng)中應(yīng)用,可作為獨立的設(shè)備使用106隔離開關(guān)無滅弧能力,不允許帶負(fù)荷拉閘或合閘,但其斷開時可以形成可見的明顯開斷點和安全距離,保證停電檢修工作的人身安全。主要安裝在高壓配電線路的出線桿、聯(lián)絡(luò)點、分段處,以及不同單位維護的線路的分界點處。1.2.6隔離開關(guān)隔離開關(guān)無滅弧能力,不允許帶負(fù)荷拉閘或合閘,但其斷開時可以形107熔斷器依靠熔體或熔絲的特性,在電路出現(xiàn)短路電流或不被允許的大電流時,由電流流過熔體或熔絲產(chǎn)生的熱量將熔體或熔絲熔斷,使電路開斷,保護電氣設(shè)備。圖2-19戶外式跌落式熔斷器限流式熔斷器具有安裝使用方便,價格低,限流性能好等優(yōu)點。在環(huán)網(wǎng)柜和箱式變中被廣泛采用。限流式熔斷器可在10ms內(nèi)開斷電路,較斷路器動作時間60ms(內(nèi)含繼電器保護動作時間)更快。1.2.7熔斷器熔斷器依靠熔體或熔絲的特性,在電路出現(xiàn)短路電流或不被允許的大1081.2.8開閉所
圖2-20開閉所常見接線方式a)單母線接線b)單母線分段接線c)雙母線接線1.2.8開閉所圖2-20開閉所常見接線方式109開閉所是變電站10kV母線的延伸,是母線和開關(guān)的組合體。當(dāng)負(fù)荷離變電站較遠(yuǎn),采用直供方式需要比較長的線路時,可在這些負(fù)荷附近建設(shè)一個開閉所,然后由開閉所出線來保證這些負(fù)荷的正常供電。開閉所承擔(dān)著接受和重新分配10kV出線,減少了高壓變電所的10kV出線間隔和出線走廊,從而使發(fā)生故障的概率相對較低,可用作配電線路間的聯(lián)絡(luò)樞紐,還可為重要用戶提供雙電源。1.2.8
開閉所
開閉所是變電站10kV母線的延伸,是母線和開關(guān)的組合體。1110一、環(huán)網(wǎng)柜環(huán)網(wǎng)柜是環(huán)網(wǎng)運行方式的重要設(shè)備,是將一組高壓開關(guān)設(shè)備安裝于鎧裝結(jié)構(gòu)柜體內(nèi)或做成拼裝間隔式環(huán)網(wǎng)供電單元的電氣設(shè)備。圖2-21雙側(cè)電源環(huán)網(wǎng)供電圖1.2.9
環(huán)網(wǎng)柜和電纜分支箱
一、環(huán)網(wǎng)柜環(huán)網(wǎng)柜是環(huán)網(wǎng)運行方式的重要設(shè)備,是將一組高壓開關(guān)111(一)環(huán)網(wǎng)柜的基本組成單元柜(殼)體母線負(fù)荷開關(guān)熔斷器(或負(fù)荷開關(guān)—熔斷器組合電器)斷路器隔離開關(guān)電纜插接件二次控制部件等(一)環(huán)網(wǎng)柜的基本組成單元柜(殼)體112(二)環(huán)網(wǎng)柜配電單元組成結(jié)構(gòu)一般由3個間隔組成,包括兩個進出線間隔和變壓器間隔,進出線間隔主要用于故障線路的隔離,以及通過調(diào)整電源方向來恢復(fù)正常供電;變壓器間隔則通過組合電器來對變壓器內(nèi)部短路故障進行快速切除。在1989年國際配電網(wǎng)會議上,從理論上闡述了負(fù)荷開關(guān)—限流熔斷器組合電器對小型變壓器的有效保護作用,歐洲一些電力公司還從實踐說明了這點,認(rèn)為其比斷路器更有效。(二)環(huán)網(wǎng)柜配電單元組成結(jié)構(gòu)一般由3個間隔組成,包括兩個進113(三)實例應(yīng)用
圖2-23環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)一次接線圖a)正常運行(三)實例應(yīng)用圖2-23環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)一次接線圖a)正常運114圖2-23環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)一次接線圖b)故障隔離后(三)實例應(yīng)用圖2-23環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)一次接線圖b)故障隔離后(三)實例115電纜分支箱(又稱“電纜分接箱”)是完成配電系統(tǒng)中電纜線路的匯集和分接功能的專用電氣連接設(shè)備。圖2-2410kV環(huán)網(wǎng)柜—電纜分支箱組成的電纜環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖可以和環(huán)網(wǎng)柜配合使用,構(gòu)成電纜環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)二、電纜分支箱電纜分支箱(又稱“電纜分接箱”)是完成配電系統(tǒng)中電纜線路的匯11610kV配電站是指將一路或兩路10kV電源變成0.4kV,送至各建筑物給用電設(shè)備供電。配電站由配電變壓器、高壓開關(guān)柜、低壓開關(guān)柜、母線及其輔助設(shè)備組成,起到變換電壓和分配電能作用。1.2.10
配電站和箱式變壓器一、配電站10kV配電站是指將一路或兩路10kV電源變成0.4kV,送117箱式變壓器(又稱“箱式變電站”、“預(yù)裝式變電站”)是一種將變壓器、高低壓開關(guān)按照一定的結(jié)構(gòu)和接線方式組合起來的一種預(yù)裝式配電裝置。二、箱式變壓器變壓器、高壓開關(guān)、鎧裝母線、進出線、避雷器、電流互感器等電氣單元。箱式變壓器(又稱“箱式變電站”、“預(yù)裝式變電站”)是一種將變1181.3配電系統(tǒng)管理模式
配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分,投資占整個電力企業(yè)投資的60-80%;配電系統(tǒng)銷售電能占電力企業(yè)銷售電能的60%左右;---配電管理對對電力企業(yè)可持續(xù)發(fā)展有其極為重要的地位。
1.3配電系統(tǒng)管理模式
配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分,1191.3
我國配電系統(tǒng)管理模式
根據(jù)電力企業(yè)生產(chǎn)管理、營銷管理等特點,在我國,由于電網(wǎng)企業(yè)長期受計劃經(jīng)濟和行業(yè)自然壟斷特征的影響,配電系統(tǒng)仍采用傳統(tǒng)的企業(yè)組織結(jié)構(gòu),各部門按職能劃分,從高層到低層形成多級管理的直線職能制組織形式,這種直線職能制的組織形式保持了集中統(tǒng)一指揮的優(yōu)點,同時又具有職能分工專業(yè)化的長處。1.3我國配電系統(tǒng)管理模式
根據(jù)電力企業(yè)生產(chǎn)管理、營銷管1201.3
我國配電系統(tǒng)管理模式
辦公自動化系統(tǒng)電力營銷系統(tǒng)配電網(wǎng)運行管理配電自動化系統(tǒng).......1.3我國配電系統(tǒng)管理模式
辦公自動化系統(tǒng)1211.4配電自動化系統(tǒng)的定義利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù),將配電網(wǎng)實時信息、離線信息、用戶信息、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)、地理信息進行集成,構(gòu)成完整的自動化管理系統(tǒng),實現(xiàn)配電系統(tǒng)正常運行及事故情況下的監(jiān)測、保護、控制和配電管理。它是實時的配電自動化與配電管理系統(tǒng)集成為一體的系統(tǒng)。摘自:DL/T814-2002《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》1.4配電自動化系統(tǒng)的定義利用現(xiàn)代電122管理范圍配電自動化系統(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)開關(guān)出線開關(guān)刀閘刀閘饋線段分段開關(guān)母線側(cè)刀閘主變側(cè)刀閘10KV母線配變管理范圍配電自動化系統(tǒng)涉及的范圍一般是從變電站的主變低壓側(cè)和123涉及對象、名稱1)一次設(shè)備:出線開關(guān)、柱上開關(guān)、環(huán)網(wǎng)柜、開閉所(開關(guān)站)、配電變壓器;2)自動化系統(tǒng):主站/計算機系統(tǒng)(DAS)、饋線監(jiān)控終端(FTU、DTU)、配變監(jiān)測終端(TTU)、通訊設(shè)備(光M)等主變主變低壓側(cè)開關(guān)出線開關(guān)母線側(cè)刀閘出線刀閘饋線段饋線分段開關(guān)母線側(cè)刀閘主變側(cè)刀閘10KV母線涉及對象、名稱1)一次設(shè)備:出線開關(guān)、柱上開關(guān)、環(huán)網(wǎng)柜、開1241.4.2配電網(wǎng)自動化的結(jié)構(gòu)配電主站系統(tǒng)子站(變電站)通信主干網(wǎng)DTU通信接入網(wǎng)FTU網(wǎng)架及一次設(shè)備TTU大腦神經(jīng)軀干手腳1.4.2配電網(wǎng)自動化的結(jié)構(gòu)配電主站系統(tǒng)子站(變1251.4.3配電網(wǎng)自動化的基本功能1.按基礎(chǔ)功能劃分(1)配電網(wǎng)運行自動化:指配電網(wǎng)實時監(jiān)控、自動故障隔離及恢復(fù)供電、自動讀表等功能。①
數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控 SCADA是配電自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能,是遠(yuǎn)動四遙(遙測、遙信、遙控、遙調(diào))功能的深化與擴展,使得調(diào)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(wǎng)設(shè)備運行狀態(tài),并進行遠(yuǎn)程操作和調(diào)節(jié)。1.4.3配電網(wǎng)自動化的基本功能1.按基礎(chǔ)功能劃分126實時信息:EMS、DSCADA、DA、PLMS……準(zhǔn)實時信息:客戶報修電話(TCM)、外勤巡視匯報(MC)非實時信息:
基礎(chǔ)資料(電網(wǎng)模型、設(shè)備信息、客戶信息、人員信息)、停電計劃、操作票、氣象數(shù)據(jù)等
SCADA配電調(diào)度外勤巡視配電數(shù)據(jù)庫操作票客戶報修工作計劃排除故障恢復(fù)送電事故處理
DA(FA,SA)正常操作AM/FM/GIS配電自動化系統(tǒng)的信息來源實時信息:EMS、DSCADA、DA、PLMS……127②故障自動隔離及恢復(fù)供電
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,配電自動化系統(tǒng)自動定位線路故障點,跳開兩端的分段開關(guān),隔離故障區(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,減少停電時間,提高供電可靠性。②故障自動隔離及恢復(fù)供電1281.電壓型就地控制饋線自動化的實現(xiàn)方式故障隔離和自動恢復(fù)送電由開關(guān)自身完成,不需要主站控制,因此在故障處理時對通信系統(tǒng)沒有要求,所以投資省見效快;
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,局部范圍內(nèi)實現(xiàn)快速控制。配電主干環(huán)路采用集中控制的方式,通過主站系統(tǒng)協(xié)調(diào),借助通信信息傳輸來實現(xiàn)控制;1.電壓型就地控制饋線自動化的實現(xiàn)方式故障隔離和自129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)具備專用的保護信息通道,通過比較相連開關(guān)間流過的故障電流來快速隔離故障,可以通過主站,也可以通過局部范圍內(nèi)的通信共享來獲取相關(guān)的信息來做出判斷。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(shè)備檢測電流以判別故障類型,故障信息傳送到主站,由主站確定故障區(qū)段,然后由主站系統(tǒng)發(fā)遙控命令控制開關(guān)動作,完成故障隔離并恢復(fù)非故障區(qū)供電。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) 130四步自愈法:自愈控制系統(tǒng)將配電網(wǎng)的運行狀態(tài)定義為緊急狀態(tài)、恢復(fù)狀態(tài)、異常狀態(tài)、警戒狀態(tài)和安全狀態(tài)。四步自愈法的核心是:根據(jù)城市電網(wǎng)所處的運行狀態(tài),通過一定的控制策略實施相應(yīng)的控制,使配電網(wǎng)從當(dāng)前運行狀態(tài)向一種更好的運行狀態(tài)轉(zhuǎn)移?;谥髡镜淖杂刂萍夹g(shù)四步自愈法:自愈控制系統(tǒng)將配電網(wǎng)的運行狀態(tài)定義為緊急狀態(tài)、恢131③電壓及無功管理
實現(xiàn)配電網(wǎng)無功優(yōu)化、自動調(diào)整變壓器分接頭檔位、控制無功補償設(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(xiàn)場自動裝置,以某控制點(通常是補償設(shè)備接入點)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、投切無功補償電容器。③電壓及無功管理132④負(fù)荷管理
配電自動化系統(tǒng)監(jiān)視用戶電力負(fù)荷狀況,并利用降壓減載、對用戶可控負(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、錯峰,改變系統(tǒng)負(fù)荷曲線的形狀,以提高電力設(shè)備利用率,降低供電成本。 需求側(cè)管理(DSM,DemandSideManagement),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)市場化的電價機制,如分時電價、論質(zhì)電價等,對用戶負(fù)荷及其經(jīng)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。④負(fù)荷管理133⑤遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng) 自動抄表(AMR,AutomaticMeterReading)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),對數(shù)據(jù)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(wù)。 不少供電企業(yè)為了便于實施及管理,采取了建設(shè)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(fù)責(zé)電網(wǎng)的管理,售電及讀表由獨立的售電商負(fù)責(zé)。⑤遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)134(2)配電網(wǎng)管理自動化:指離線的或?qū)崟r性不強的設(shè)備管理、停電管理、用電管理等功能。
①設(shè)備管理 設(shè)備管理(FM)功能在地理信息系統(tǒng)(GIS)平臺上,應(yīng)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(wǎng)絡(luò)接線、用戶位置、配電設(shè)備及屬性數(shù)據(jù)等。支持設(shè)備檔案的計算機檢索、調(diào)閱,并可查詢、統(tǒng)計某區(qū)域內(nèi)設(shè)備數(shù)、負(fù)荷、用電量等。(2)配電網(wǎng)管理自動化:指離線的或?qū)崟r性不強的設(shè)備管理、停135②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(wù)質(zhì)量。②檢修管理136④規(guī)劃與設(shè)計管理 配電自動化系統(tǒng)對配電網(wǎng)規(guī)劃所需的地理、經(jīng)濟、負(fù)荷等數(shù)據(jù)進行集中存儲、管理,并提供負(fù)荷預(yù)測、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治觥⒍搪冯娏饔嬎愕裙δ?,不僅可以加速配電網(wǎng)設(shè)計過程,而且還可使最終得到的設(shè)計方案達到經(jīng)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(wù)處理效率及服務(wù)質(zhì)量。④規(guī)劃與設(shè)計管理1372.按子系統(tǒng)劃分(1)配電自動化(DA)①配電變電站自動化(SA)完成變電所保護、監(jiān)控及遠(yuǎn)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(lián)系,體現(xiàn)在為SCADA系統(tǒng)提供變電所實時運行信息,并接受遠(yuǎn)程控制調(diào)節(jié)命令上。2.按子系統(tǒng)劃分138②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(chǔ),完成中壓電網(wǎng)的自動故障定位、隔離及恢復(fù)供電功能。③配電網(wǎng)的通信系統(tǒng)為實現(xiàn)各種遠(yuǎn)距離監(jiān)測、控制的信息傳遞,必須建立相應(yīng)的通信系統(tǒng)。配電網(wǎng)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(wǎng)、光纖、微波等通信方式。②饋線自動化系統(tǒng)139
IEC61968(DL/T1080)標(biāo)準(zhǔn)為電力企業(yè)內(nèi)部各應(yīng)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)可將若干個相對獨立的、相互平行的應(yīng)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(guān)聯(lián)的高效應(yīng)用體系。使其為配電的管理服務(wù),也為后續(xù)的綜合分析、輔助決策等高端應(yīng)用創(chuàng)造必備的條件。IEC61968標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)集成IEC61968(DL/T1080)標(biāo)準(zhǔn)為電140調(diào)度自動化系統(tǒng)EMS負(fù)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故障報修系統(tǒng)
TCM營銷管理系統(tǒng)CIS生產(chǎn)管理系統(tǒng)PMIS地理信息系統(tǒng)AM/FM/GIS調(diào)度自動化系統(tǒng)EMS負(fù)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故障保修系統(tǒng)TCM用電營銷系統(tǒng)CIS生產(chǎn)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)接口方式的變革遵循61968標(biāo)準(zhǔn)的方式原先的接口方式調(diào)度自動化系統(tǒng)負(fù)荷管理系統(tǒng)配變監(jiān)測系統(tǒng)配電自動化系統(tǒng)故障報修141幾種通信方式的比較幾種通信方式的比較142④DFACTS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)無功補償器(STATCOM)、動態(tài)電壓恢復(fù)器(DVR)、諧波抑制裝置等。⑤遠(yuǎn)方抄表系統(tǒng)
簡稱AMR系統(tǒng),主要完成遠(yuǎn)方讀表及計費管理功能。在供電企業(yè)內(nèi)AMR系統(tǒng)往往是相對獨立的,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)荷運行狀態(tài)數(shù)據(jù)。④DFACTS技術(shù)143(2)配電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)檢測與監(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),對配電網(wǎng)進行監(jiān)視、控制與協(xié)調(diào),因此,又將其稱為配電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng);同時,它還是實現(xiàn)各種配電網(wǎng)運行自動化高級應(yīng)用功能的基本平臺。 實際上,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)度自動化系統(tǒng)指的是一切完成配電網(wǎng)運行自動化功能的系統(tǒng)。(2)配電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)檢測與監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)144(3)配電網(wǎng)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(shè)備及其生產(chǎn)技術(shù)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(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),實現(xiàn)更為完善的配電管理自動化功能(例如停電管理功能)。(3)配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)(GIS)145(4)配電網(wǎng)的負(fù)荷管理(LM)
根據(jù)用戶的用電量、電價、氣候條件等因素進行綜合分析,制定負(fù)荷控制策略和計劃;對集中負(fù)荷進行監(jiān)視、管理與控制;此外,還有估計負(fù)荷的預(yù)報模型和控制方案評價研究的功能。(4)配電網(wǎng)的負(fù)荷管理(LM)146(5)配電網(wǎng)的應(yīng)用軟件
基本應(yīng)用軟件:潮流計算、網(wǎng)絡(luò)拓樸分析、狀態(tài)估計、短路電流計算、電壓無功控制、負(fù)荷預(yù)報等。派生應(yīng)用軟件:網(wǎng)絡(luò)重構(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、投拆電話熱線處理、設(shè)備管理等。(5)配電網(wǎng)的應(yīng)用軟件 147(6)工作管理系統(tǒng)(WMS) 對配電網(wǎng)中的設(shè)備進行監(jiān)測、并對采集的數(shù)據(jù)進行分析,以確定設(shè)備的實際狀態(tài),并據(jù)此確定狀態(tài)檢修或進行計劃檢修。(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)對調(diào)度員進行培訓(xùn)??蓭椭{(diào)度員在模擬操作時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)想運行方式的操作,以判斷規(guī)劃設(shè)計方案的可靠性、安全性。(6)工作管理系統(tǒng)(WMS)148(8)需方用電管理(DSM) 指電力供需雙方通過電力市場實現(xiàn)密切配合,建立一個良好的生產(chǎn)與消費的關(guān)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。(8)需方用電管理(DSM)149 配電自動化技術(shù)的內(nèi)容很多,各種功能之間相互聯(lián)系、依存,沒有十分明確的界限,并且隨著技術(shù)的進步、用戶要求的提高以及電力市場化進程的深入,在不斷地發(fā)展、完善。 事實上,如何使配電自動化的有關(guān)定義及功能劃分更加準(zhǔn)確、合理,也是配電自動化應(yīng)該進一步研究解決的問題。 配電自動化技術(shù)的內(nèi)容很多,各種功能之間相互聯(lián)系、依存,150實施配電系統(tǒng)自動化的效益提高供電可靠性,縮短故障判別、隔離及恢復(fù)供電時間(可從原來的幾十分鐘到幾個小時減少到平均10分鐘以內(nèi));減少了因電網(wǎng)故障造成的巨大損失。改善電能質(zhì)量,把最優(yōu)質(zhì)的電能提供給用戶。提高配電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性,提高設(shè)備利用率(減少備用容量);降低配電網(wǎng)運行維護費用,降低線損,最大限度地提高企業(yè)經(jīng)濟效益。實施配電系統(tǒng)自動化的效益提高供電可靠性,縮短故障判別、隔離及151實施配電系統(tǒng)自動化的效益
提高整個配網(wǎng)的管理水平和計算機應(yīng)用水平,提高工作效率。用先進技術(shù)手段來改善用戶服務(wù)水平,建立良好的供需人機界面。迅速處理用戶申訴,為用戶查詢及電費計量提供方便,提高供電企業(yè)的信譽。配電系統(tǒng)自動化技術(shù)的飛速發(fā)展,推動了配電網(wǎng)一次設(shè)施的科學(xué)合理規(guī)劃,保證了配電系統(tǒng)的長期最優(yōu)可持續(xù)發(fā)展。實施配電系統(tǒng)自動化的效益提高整個配網(wǎng)的管理水平和計算機應(yīng)用1521.5、配電自動化技術(shù)研究與應(yīng)用規(guī)則1.5、配電自動化技術(shù)研究與應(yīng)用規(guī)則153前階段配電自動化應(yīng)用存在的問題對配網(wǎng)自動化的認(rèn)識和定位不清楚,應(yīng)用主體不明確,導(dǎo)致后期的應(yīng)用沒有具體的受益者。對配電自動化系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一細(xì)致的規(guī)劃,存在“盲人摸象”的現(xiàn)象,提不出完整而準(zhǔn)確的需求。簡單地將饋線自動化等同于配電自動化,只關(guān)注于局部區(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(xué)管理,導(dǎo)致投入產(chǎn)出比很不明顯。容易套用調(diào)度自動化的建設(shè)思路,過分強調(diào)實時應(yīng)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(guān)數(shù)據(jù)利用和整合,造成配電系統(tǒng)的信息缺口很大,模型不完整,后期的應(yīng)用無法實用化。GIS在配電建模上缺乏深入的研究,只滿足了靜態(tài)應(yīng)用(即圖資管理)而不能滿足動態(tài)應(yīng)用(如實時應(yīng)用和分析計算)。前階段配電自動化應(yīng)用存在的問題對配網(wǎng)自動化的認(rèn)識和定位不清154配電網(wǎng)架比較薄弱,一次設(shè)備存在缺陷,配電自動化應(yīng)用基礎(chǔ)不牢固。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)境和裝置電源的性能有待提高。針對配電的通信技術(shù)不夠成熟,通信手段和方式應(yīng)用不恰當(dāng)。配電自動相應(yīng)的技術(shù)政策、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等出臺很少,滿足不了應(yīng)用的需要,企業(yè)缺乏有強有力的部署和協(xié)調(diào)。配電自動化涉及供電企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)較多,因此存在管理體制對自動化系統(tǒng)的不適應(yīng),或者說是自動化系統(tǒng)對不同的管理體制的適應(yīng)性不強。造成工作職責(zé)界定不清楚,運行管理工作跟不上,系統(tǒng)應(yīng)用和數(shù)據(jù)維護工作很薄弱。前階段配電自動化應(yīng)用存在的問題(續(xù))配電網(wǎng)架比較薄弱,一次設(shè)備存在缺陷,配電自動化應(yīng)用基礎(chǔ)不155
以覆蓋全部配電設(shè)備為基本考慮以信息資源綜合利用為重要手段以配電調(diào)度/生產(chǎn)指揮為應(yīng)用主體以提高配電管理水平為主要目的構(gòu)建配電自動化系統(tǒng)的原則和目標(biāo)以覆蓋全部配電設(shè)備為基本考慮構(gòu)建配電自動化系
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