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.ppt

1、配電自動化技術 現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 國網(wǎng)電力科學研究院 沈兵兵 配電分公司副總經(jīng)理/教授級高工 2009年9月,目 錄,配電自動化技術的研究和開發(fā)現(xiàn)狀 配電自動化技術的發(fā)展趨勢 配電自動化技術的研究規(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)狀與發(fā)展趨勢,一、配電自動化技術研究和應用現(xiàn)狀,配電自動化技術現(xiàn)狀與發(fā)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）為主的實時應用系統(tǒng)。國內第一輪配電自動化絕大多數(shù)試點項目都屬于這類系統(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應用系統(tǒng)。最近幾年各級供電企業(yè)的配電調度得到較多的應用，有較好的實用性。

2、 配電管理系統(tǒng)（DMS） 實時應用和管理應用相結合，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)發(fā)達國家的配電自動化項目基本屬于這類系統(tǒng)。國內大中型供電企業(yè)已開始應用。,配電自動化技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,配電自動化技術現(xiàn)狀與發(fā)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)公司農電部重點科技項目縣級電網(wǎng)調/配/集控/GIS一體化系統(tǒng)（OPEN 2000D），2006年獲省部級科技進步二等獎。首先在雙流縣供電局飲用，現(xiàn)已在中小型供電企業(yè)得到較廣泛的推廣使用。,配電自動化技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,配電自動化管理系統(tǒng)（DMS） DMS = DSCA

3、DA + DA + DPAS + DWM 其中：DWM = AM/FM/GIS + OMS OMS（停電管理系統(tǒng)） = TCM（故障報修管理） + SWITCHING（操作票和工作票管理） + WFM（現(xiàn)場工作管理） + MOBILE-COMPUTING（移動作業(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)公司科技進步一等獎和中國電力科學進步二等獎。在世行貸款項目南京城區(qū)配電調度自動化項目中首先實施，現(xiàn)已在幾個省會城市或大中城市得到應用。,配電自動化技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,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)、恢復狀態(tài)、異常狀態(tài)、警戒狀態(tài)和安全狀

4、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的控制，使配電網(wǎng)從當前運行狀態(tài)向一種更好的運行狀態(tài)轉移。,基于主站的自愈控制技術,1. 電壓型就地控制,饋線自動化的實現(xiàn)方式,故障隔離和自動恢復送電由開關自身完成，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；,配電自動化技術現(xiàn)狀與發(fā)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，局部范圍內實現(xiàn)快速控制。配電主干環(huán)路采用集中控制的方式，通過主站系統(tǒng)協(xié)調，借助通信信息傳輸來實現(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

5、專用的保護信息通道，通過比較相連開關間流過的 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 內的通信共享來獲取相關的信息來做出判斷。,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)遙控命令控制開關動作，完成故障隔離并恢復非故障區(qū)供電。,配電自動化技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,配電自動化技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,配電通信系統(tǒng)一般可以分為兩個層次，分別為配電主站到配電子站（配電匯接站）通信網(wǎng)絡，配電子站（配電匯接站）到配電終端設備的通信網(wǎng)絡。其中，配電主站和配電子站（匯接站）的通信一般利

6、用現(xiàn)有骨干光纖通信網(wǎng)；配電子站（匯接站）到配電終端的通信網(wǎng)絡，一般采用光纖、載波、無線等，因地制宜。 配電通信系統(tǒng)目前采用多種通信技術組合，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裝置（PLC 75系列）上取得突破，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使用。,配電自動化的通信方式,幾種通信方式的比較,配電自動化技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,前階段配電自動化應用存在的問題,對配網(wǎng)自動化的認識和定位不清楚，應用主體不明確，導致后期的應用沒有具體的受益者。 對配電自動化系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一細致的規(guī)劃，存在“盲人摸象”的現(xiàn)象，提不出完整而準確的需求。 簡單地將饋

7、線自動化等同于配電自動化，只關注于局部區(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)科學管理，導致投入產出比很不明顯 。 容易套用調度自動化的建設思路，過分強調實時應用，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，造成配電系統(tǒng)的信息缺口很大，模型不完整，后期的應用無法實用化。 GIS在配電建模上缺乏深入的研究，只滿足了靜態(tài)應用（即圖資管理）而不能滿足動態(tài)應用（如實時應用和分析計算）。,配電自動化技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,配電網(wǎng)架比較薄弱，一次設備存在缺陷，配電自動化應用基礎不牢固。 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

8、電的通信技術不夠成熟，通信手段和方式應用不恰當。 配電自動相應的技術政策、標準、規(guī)范等出臺很少，滿足不了應用的需要，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)內部的生產管理環(huán)節(jié)較多，因此存在管理體制對自動化系統(tǒng)的不適應，或者說是自動化系統(tǒng)對不同的管理體制的適應性不強。造成 工作職責界定不清楚，運行管理工作跟不上，系統(tǒng)應用和數(shù)據(jù)維護工作很薄弱。,前階段配電自動化應用存在的問題（續(xù)）,配電自動化技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,二、配電自動化技術的發(fā)展趨勢,配電自動化技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,配電自動化標準制定的現(xiàn)狀,配電自動化技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,DL/T1080（即IEC 61968） 電力企業(yè)應用集成

9、 配電管理的系統(tǒng)接口（陸續(xù)發(fā)布中） DL/T 721-2000 配電自動化系統(tǒng)遠方終端 DL/T 814 -2002 配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范 （正在修訂） Q/GDW xx-2007 城市配電網(wǎng)實用型配電自動化技術導則（未下發(fā)，待批） 配電自動化技術導則（制訂中） 配電自動化建設與改造技術原則（制訂中） 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）配電自動化的建設導則、技術標準和規(guī)范，對配電自動化系統(tǒng)的構架、內容和建設模式等做出明確的定義和規(guī)定。 供電企業(yè)應根據(jù)本地區(qū)配電系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展規(guī)劃以及本企業(yè)的實際需求，選擇合適的配電自動化建設模式，做好總體設計和分步實施方案。

10、遵循IEC 61970和IEC 61968標準，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)實用性的關鍵所在。 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），通過信息交換總線（IEB）實現(xiàn)互連和共享，最大可能地擴大配電信息的覆蓋面。 重點設計和解決好DMS/SCADA和GIS之間的關聯(lián)，尤其是在模型導入、圖形交換、和拓撲合并要考慮周密，形成有效的互補。,當前配電自動化的關注點,配電自動化技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,以配網(wǎng)調度為首要應用主體，著重解決配調的“盲調”現(xiàn)象；在全網(wǎng)拓撲的支持下，應具備具有配電特色的

11、實用功能，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增強其靈活性，可以方便地按需要配置和升級，支持多種通信方式；加強配電終端的自身處理能力，滿足相對獨立于主站的區(qū)域配電故障智能化處理的需要。 考慮好配電自動化系統(tǒng)應用的擴展性和延伸性（尤其是與需方側管理的結合）。例如實現(xiàn)與95598客服中心的關聯(lián)，建立停電管理系統(tǒng)，把配電和用電的應用結合起來，縮短停電處理時間，提

12、高客戶滿意度。 應急機制的完善，提高抗自然災害能力，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)狀與發(fā)展趨勢,實 時 信息： EMS、DSCADA、DA、PLMS 準實時信息： 客戶報修電話（TCM）、外勤巡視匯報（MC） 非實時信息： 基礎資料（電網(wǎng)模型、設備信息、客戶信息、人員信息）、停電計劃、操作票、氣象數(shù)據(jù)等,配電自動化技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,配電自動化系統(tǒng)的信息來源,客戶來電,接線員/自動電話系統(tǒng),故障分析系統(tǒng),報警 / 事件 數(shù)據(jù)庫,搶修或生產任務派遣,現(xiàn)場工作人員,配電調度員,故障數(shù)據(jù)庫,配電管理系統(tǒng) （DMS）,能量管理系統(tǒng) EMS,工作計劃,多媒體顯示系

13、統(tǒng),配電圖形數(shù)據(jù)庫,用戶信息數(shù)據(jù)庫,配電生產管理 D-PMS,統(tǒng)計報表,客服CIS系統(tǒng),AM/FM/GIS - 電網(wǎng)模型,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)狀與發(fā)展趨勢,IEC 61968 （DL/T 1080）標準為電力企業(yè)內部各應用系統(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)的高效應用體系。使其為配電的管理服務，也為后續(xù)的綜合分析、輔助決策等高端應用創(chuàng)造必備的條件。,配電自動化技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,IEC 61968標準和系統(tǒng)集成,配電系統(tǒng)接口方

14、式的變革,遵循61968標準的方式,原先的接口方式,三、配電自動化技術研究與應用規(guī)則,配電自動化技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,以覆蓋全部配電設備為基本考慮 以信息資源綜合利用為重要手段 以配電調度/生產指揮為應用主體 以提高配電管理水平為主要目的,構建配電自動化系統(tǒng)的原則和目標,配電自動化技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,1. 完全符合國際標準的系統(tǒng)構架和數(shù)據(jù)模型 2. 可以對超量實時數(shù)據(jù)進行準確可靠的處理 3. 具備基于配電拓撲的分析應用和實用功能 4. 針對配網(wǎng)調度和故障搶修的“停電管理系統(tǒng)” 5. 采用信息交換總線實現(xiàn)與相關系統(tǒng)的互聯(lián) 6. 各種通信方式綜合應用支持配電信息傳輸,先進配電自動化的主要特征,配電自

15、動化技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,強調監(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,配電自動化技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,配電自動化系統(tǒng)的五種建設模式（1）,配電自動化技術現(xiàn)狀與發(fā)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的主站，由主站來判斷故障區(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，通過開關之間的時序配合就地實現(xiàn)故障的隔離和恢復供電。 2）主要特點 可不需要通信系統(tǒng)和主站而獨立

16、工作，結構簡單，成本低、易于實施。 3）適用范圍 適用于農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。,配電自動化系統(tǒng)的五種建設模式（2）,配電自動化技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,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、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

17、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 結構比較簡單、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)調度服務。 3）適用范圍 適用于中等規(guī)模配電網(wǎng)且已設立或準備設立配網(wǎng)調度機構的供電企業(yè)。,配電自動化系統(tǒng)的五種建設模式（3）,配電自動化技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,標準型 1）系統(tǒng)簡介 標準型配電自動化系統(tǒng)是在實用型的基礎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、恢復非故障區(qū)供電），有條件區(qū)域還可實現(xiàn)網(wǎng)絡重構。它對通信系統(tǒng)要求較高

18、，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)的主站具備完整的SCADA功能和FA功能，當配電線路發(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供電。它與上級調度自動化系統(tǒng)和配電GIS應用系統(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)拓撲的配電應用功能。它主要為配網(wǎng)調度服務，同時兼顧配電生產和運行管理部門的應用。 2）主要特點 系統(tǒng)結構完整、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，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

19、系統(tǒng)的五種建設模式（4）,配電自動化技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,集成型 1）系統(tǒng)簡介 集成型是在標準型的基礎上擴展配電管理功能和綜合應用功能，通過基于IEC61968標準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：生產管理系統(tǒng)、營銷管理系統(tǒng)以及ERP系統(tǒng)）的接口，并具有配電網(wǎng)的高級應用分析軟件功能。 2）主要特點 系統(tǒng)結構完整、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、結構復雜的配網(wǎng)自動化建設；供電企業(yè)內部各類相關系統(tǒng)已經(jīng)建立且應用比較成熟。,配電自動化系統(tǒng)的五種建設模式（5）,配電自動化技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,智能型 1）系統(tǒng)簡介 智能型是在集

20、成型配電自動化系統(tǒng)基礎上擴展對于分布式電源、微網(wǎng)以及儲能裝置等設備的接入功能，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)結構完整、功能完善、智能化程度高、運行方式靈活，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)架結構完善、已完成集成型配電自動化系統(tǒng)建設的供電企業(yè)，且已開展分布式電源或微電網(wǎng)及儲能建設、智能化用電營銷系統(tǒng)建設等。,四、配電自動化與智能電網(wǎng)的關系,配電自動化技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,配電自動化是智能電網(wǎng)的重要基礎之一，需要通過配電自動化系統(tǒng)采集盡可能

21、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。 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，及時調整家用電器的設定參數(shù)；用戶還可以通過互聯(lián)網(wǎng)登陸當?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)和配電自動化的關系,配電自動化技術現(xiàn)狀與發(fā)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)狀與發(fā)展趨勢,第一階段： 智能配電網(wǎng)網(wǎng)架體系研究。 智能配電網(wǎng)標準模型及交換服務集成總線。 靈活、健全的通信體系，標準的信息模型。 智能設備、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,配電自動化技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,配電自動化技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,第一階段（續(xù)）： 智能配電網(wǎng)生產、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、