分布式饋線自動化方案介紹分析

1、分布式饋線自動化分布式饋線自動化方案方案分析分析國電南自 金松茂目錄目錄142分布式饋線自動化方案35饋線自動化的三種解決方案項目理解饋線自動化作用和必要性混合式饋線自動化的思考致謝 饋線自動化概述饋線自動化概述作用作用1.提高供電可靠性1.減少故障停電時間2.減少停電面積3.及時發(fā)現(xiàn)故障點，快速調(diào)度搶修，縮短故障修復(fù)時間4.縮短倒閘操作停電時間2.改善電能質(zhì)量和提高用戶服務(wù)質(zhì)量3.提高設(shè)備利用率4.提高供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和管理水平目錄目錄142分布式饋線自動化解決方案35饋線自動化的三種解決方案項目理解饋線自動化作用和必要性混合式饋線自動化的思考致謝 饋線自動化概述饋線自動化概述必要性必要性

2、饋線自動化集中型全自動式1. 主站進(jìn)行故障定位2. 自動完成隔離和恢復(fù)半自動式1. 主站進(jìn)行故障識別2. 通過遙控完成隔離和恢復(fù)就地型智能分布式1. 終端間相互交互2. 就地實現(xiàn)隔離和恢復(fù)3. 處理結(jié)果上報主站重合器方式1. 線路開關(guān)間的邏輯配合2. 利用重合器實現(xiàn)定位、隔離和回復(fù)* 摘自2013年國網(wǎng)最新配電自動化建設(shè)與改造標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計技術(shù)規(guī)定饋線饋線自動化解決方案自動化解決方案就地控制就地控制型型1.根據(jù)就地電壓、電流的變換，由電源出口的重合器或斷路器與線路上的自動分段器，按照設(shè)定的邏輯順序動作，完成饋線自動化就地控制模式，其特點主要有：無需通信支持不依賴配電主站（子站）2.工作原理：電壓-

3、時間型電流-計數(shù)型電壓-電流型用戶分界型3.適用場景：適用于不具備通訊網(wǎng)絡(luò)、負(fù)荷密度低的場景。典型基于典型基于FTUFTU的饋線自動化的組成的饋線自動化的組成 配電自動化控制系統(tǒng)配電自動化控制系統(tǒng)SCADASCADAFAFA控制主站控制主站配電自動化通信網(wǎng)絡(luò)配電自動化通信網(wǎng)絡(luò)FTUFTUFTUFTU斷路器斷路器聯(lián)絡(luò)聯(lián)絡(luò)開關(guān)開關(guān)分段分段開關(guān)開關(guān)控制線控制線通信線通信線第一層：一次設(shè)備第一層：一次設(shè)備（負(fù)荷開關(guān)、分段器（負(fù)荷開關(guān)、分段器等）等）第二層：第二層：FTUFTU控制箱主要由開關(guān)操作控制電路、不控制箱主要由開關(guān)操作控制電路、不間斷供電電源間斷供電電源 、控制箱體等部件組成。、控制箱體等部件

4、組成。各各FTUFTU分別采集相應(yīng)柱上開關(guān)的運(yùn)行情況，如負(fù)荷、分別采集相應(yīng)柱上開關(guān)的運(yùn)行情況，如負(fù)荷、電壓、功率和開關(guān)當(dāng)前位置、貯能完成情況等，電壓、功率和開關(guān)當(dāng)前位置、貯能完成情況等，并將上述信息由通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)向遠(yuǎn)方配電網(wǎng)自動化并將上述信息由通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)向遠(yuǎn)方配電網(wǎng)自動化控制中心。各控制中心。各FTUFTU還可以接受配網(wǎng)自動化控制中心還可以接受配網(wǎng)自動化控制中心下達(dá)的命令進(jìn)行相應(yīng)的遠(yuǎn)方倒閘操作。下達(dá)的命令進(jìn)行相應(yīng)的遠(yuǎn)方倒閘操作。 第三層：通信子系統(tǒng)第三層：通信子系統(tǒng)第四層：第四層：FAFA控制主站控制主站FAFA控制主站的功能主要是提供人機(jī)控制主站的功能主要是提供人機(jī)接口，自動處理來自線路的接口

5、，自動處理來自線路的FTUFTU的的數(shù)據(jù)，對故障點進(jìn)行定位，并遙控數(shù)據(jù)，對故障點進(jìn)行定位，并遙控線路開關(guān)，實現(xiàn)故障點的自動隔離線路開關(guān)，實現(xiàn)故障點的自動隔離及恢復(fù)供電。及恢復(fù)供電。 FTUFTU應(yīng)滿足的基本要求是：數(shù)據(jù)傳應(yīng)滿足的基本要求是：數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾?；時間響應(yīng)的快速性；輸?shù)耐暾?；時間響應(yīng)的快速性；不同的數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)先級和不同不同的數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)先級和不同響響應(yīng)時間。應(yīng)時間。 第五層：第五層：SCADASCADADMSDMS主站主站 SCADASCADADMSDMS主站與饋線自動化控主站與饋線自動化控制主站相連，可完成配電線路的制主站相連，可完成配電線路的S SCADACADA監(jiān)控以及更高

6、級的配電管理監(jiān)控以及更高級的配電管理功能。功能。 7饋線饋線自動化解決自動化解決方案方案集中控制式集中控制式斷路器合斷路器合閘時間閘時間：200msGOOSEGOOSEGOOSE總時間總時間 1sGOOSEGOOSE停電范圍停電范圍過過流保護(hù)流保護(hù)計算時間計算時間40ms10msGOOSE信號傳輸信號傳輸確認(rèn)時間確認(rèn)時間200ms斷路器斷路器跳閘時間跳閘時間（估）（估）10msGOOSE信號傳輸信號傳輸確認(rèn)時間確認(rèn)時間200ms斷路器斷路器合閘時間合閘時間（估）（估）饋線饋線自動化解決自動化解決方案方案分布式控制型分布式控制型饋線自動化方案比較饋線自動化方案比較優(yōu)點優(yōu)點不足不足就地控制型FA1

7、.不需通信條件及配電主站/子站支持，投資小，易于實施，可靠性高。2.用于供電質(zhì)量要求不是太高、沒有通信條件的城郊、農(nóng)村架空配電線路。3.也可用于具備通信條件的FA系統(tǒng)，作為備用故障隔離手段。1.由于電纜線路故障時不允許重合閘，不能用于電纜線路上。2.恢復(fù)供電時，可能導(dǎo)致聯(lián)絡(luò)開關(guān)另一側(cè)非故障線路短時停電。3.分段開關(guān)要耐受重合到故障上時的電流沖擊。4.僅能恢復(fù)故障點上游健康區(qū)段的供電5.需要多次重合到故障上，對系統(tǒng)形成多次沖擊，引起電壓驟降。6.分段開關(guān)采樣斷路器，投資顯著增加。集中控制型FA1.要求出口斷路器多次重合閘，不會對系統(tǒng)造成多次沖擊，適用架空、電纜線路。2.供電恢復(fù)時間在13分鐘之間

8、。1.需要通信通道及控制主站，投資較大，主要適用于城市對供電質(zhì)量要求較高的區(qū)域。2.對監(jiān)控點較多的配電網(wǎng)，系統(tǒng)龐大、復(fù)雜；一旦主站發(fā)生故障，將影響整個配電網(wǎng)的故障處理。目錄目錄142分布式饋線自動化解決方案35饋線自動化的三種解決方案項目理解饋線自動化作用和必要性對混合式饋線自動化的思考致謝電纜型：網(wǎng)架和配置電纜型：網(wǎng)架和配置邏輯邏輯邏輯邏輯邏輯邏輯邏輯邏輯邏輯邏輯邏輯邏輯電纜型方案電纜型方案 1.檢測到過流信號2.保護(hù)動作，斷路器跳開3.成功完成故障定位4.成功完成故障隔離5.非故障區(qū)恢復(fù)供電6.過流信號消失電纜型：電纜型：典型的故障動作過程典型的故障動作過程電纜型方案電纜型方案2021-1

9、1-24, Slide 13保護(hù)動作保護(hù)動作& &重合閘重合閘故障定位故障定位故障隔離故障隔離非故障區(qū)恢復(fù)非故障區(qū)恢復(fù)要求：要求：1.識別保護(hù)動作；2.識別重合閘過程，正確分析重合閘行為；3.觸發(fā)自動化邏輯。要求：要求：1.每個節(jié)點獨(dú)立完成本區(qū)域的故障定位；2.只有定位成功才會啟動故障隔離。要求：要求：1.故障定位成功且斷路器分閘才能啟動；2.每個節(jié)點根據(jù)故障位置獨(dú)立完成故障隔離。要求：要求：1.故障隔離成功才允許恢復(fù)；2.檢修狀態(tài)閉鎖合聯(lián)絡(luò)開關(guān)；3.饋線故障閉鎖合聯(lián)絡(luò)開關(guān)；4.判斷過載時閉鎖合聯(lián)絡(luò)開關(guān)。電纜型：配電自動化分析過程電纜型：配電自動化分析過程電纜型方案電纜型方案2

10、021-11-24, Slide 14以上圖所示為例，對于配電站2的故障定位：過流信號過流信號故障定位故障定位甲、負(fù)1、負(fù)2、負(fù)3、負(fù)10饋線故障甲、負(fù)1、負(fù)2、負(fù)3母線故障甲、負(fù)1在本區(qū)域內(nèi)沒有故障甲、負(fù)1、負(fù)2左側(cè)線路故障甲、負(fù)1、負(fù)2、負(fù)3、負(fù)4右側(cè)線路故障電纜型：故障定位電纜型：故障定位基于過流信號的分布狀態(tài)基于過流信號的分布狀態(tài)電纜型方案電纜型方案 2021-11-24, Slide 15故障定位成功：故障定位成功：1. 配電站1定位在相鄰右側(cè)線路 2. 配電站2定位在相鄰左側(cè)線路故障隔離成功：故障隔離成功：1. 配電站1執(zhí)行“負(fù)2”分閘命令，且檢測“負(fù)2”處于分位 2. 配電站2執(zhí)

11、行“負(fù)3”分閘命令，且檢測“負(fù)3”處于分位電纜型：典型自動化過程電纜型：典型自動化過程線路故障線路故障電纜型方案電纜型方案 2021-11-24, Slide 16恢復(fù)供電成功：恢復(fù)供電成功：1. 合斷路器甲，恢復(fù)配電站1供電 2. 合聯(lián)絡(luò)開關(guān)“負(fù)5”，恢復(fù)配電站2轉(zhuǎn)供電電纜型：典型自動化過程電纜型：典型自動化過程線路故障線路故障電纜型方案電纜型方案 2021-11-24, Slide 17 故障定位成功：故障定位成功：配電站2定位是母線故障故障隔離成功：故障隔離成功：配電站2執(zhí)行“負(fù)3、負(fù)4、負(fù)10”分閘命令， 且檢測到“負(fù)3、負(fù)4、負(fù)10” 處于分位恢復(fù)供電成功：恢復(fù)供電成功：合斷路器甲，

12、恢復(fù)配電站1供電 合聯(lián)絡(luò)開關(guān)“負(fù)5” 電纜型：典型自動化過程電纜型：典型自動化過程母線故障母線故障電纜型方案電纜型方案 2021-11-24, Slide 18故障定位成功：故障定位成功：配電站2定位是饋線故障故障隔離成功：故障隔離成功：配電站2執(zhí)行“負(fù)10”分閘命令， 且檢測到“負(fù)10” 處于分位恢復(fù)供電成功：恢復(fù)供電成功：合斷路器甲，恢復(fù)配電站1和配電站2供電 聯(lián)絡(luò)開關(guān)“負(fù)5”必須閉鎖，不能合閘電纜型：典型自動化過程電纜型：典型自動化過程饋線故障饋線故障電纜型方案電纜型方案 2021-11-24, Slide 191.聯(lián)絡(luò)開關(guān)位置動態(tài)決策、自動適應(yīng)2.沒有故障時，閉鎖合閘操作，防止系統(tǒng)合環(huán)

13、3.恢復(fù)供電時，以下情況下將要閉鎖合閘1.緊鄰故障點2.系統(tǒng)檢修時3.預(yù)判過載時4.饋線故障時預(yù)計預(yù)計過載過載典型自動化過程典型自動化過程聯(lián)絡(luò)開關(guān)應(yīng)用需求聯(lián)絡(luò)開關(guān)應(yīng)用需求電纜型方案電纜型方案 維護(hù)和升級：最小化修改電纜型：通信僅依賴相鄰節(jié)點電纜型：通信僅依賴相鄰節(jié)點電纜型方案電纜型方案 架空線方案架空線方案架空線：三電源典型應(yīng)用架空線：三電源典型應(yīng)用 架空線方案架空線方案架空線：配置和邏輯架空線：配置和邏輯邏輯邏輯邏輯邏輯邏輯邏輯邏輯邏輯邏輯邏輯邏輯邏輯邏輯邏輯邏輯邏輯邏輯邏輯邏輯邏輯邏輯邏輯維護(hù)和升級：最小化修改 架空線方案架空線方案架空線：通信僅依賴相鄰節(jié)點架空線：通信僅依賴相鄰節(jié)點 系統(tǒng)

14、狀態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)恢復(fù)供電方案恢復(fù)供電方案乙過載、丙過載不恢復(fù)供電乙過載、丙不過載合“負(fù)6”乙不過載、丙過載合“負(fù)2”乙和丙都不過載，丙比乙負(fù)載率低合“負(fù)6”乙和丙都不過載，乙比丙負(fù)載率低合“負(fù)2” 架空線方案架空線方案架空線：負(fù)載預(yù)判架空線：負(fù)載預(yù)判和擇優(yōu)恢復(fù)和擇優(yōu)恢復(fù)混合式饋線自動化的思考混合式饋線自動化的思考1.為何引入混合式方式的饋線自動化為何引入混合式方式的饋線自動化l分布式FA的局限性對通訊線路投入要求較高智能解決局部l集中式FA的局限性：整體投入資金大，對主站和通信速度依賴度過高饋線自動化處理速度慢l傳統(tǒng)重合器與電壓時間型FA方式的局限性：每次故障都會導(dǎo)致饋線出線開關(guān)跳閘不能實現(xiàn)饋線潮流、開關(guān)狀況的遠(yuǎn)方監(jiān)控混合式饋線自動化的思考混合式饋線自動化的思考2. 饋線自動化方式的選擇饋線自動化方式的選擇1.根據(jù)供電可靠性要求、配電網(wǎng)網(wǎng)架情況對不同的供電區(qū)域采用不同的饋線自動化方案；2.一個配電網(wǎng)絡(luò)中不同線路可以采用相適應(yīng)的不同饋線自動化方案，協(xié)同完成整個配電網(wǎng)的饋線自動化：就地型自主完成轄區(qū)內(nèi)的饋線自動化；集中式除完成轄區(qū)線路的饋線自動化，還要作為就地式的后端監(jiān)視和后備，實現(xiàn)就地和集中的兩層處理；國電南國電南自對于混合式饋線自動化的思考自對于混合式饋線自動化的思考3. 混合式饋線自動化方式的技術(shù)難點混合式饋線自動化方式