智能配電網(wǎng)技術(shù)

1、1智能配電網(wǎng)技術(shù)智能配電網(wǎng)技術(shù)2010-12-232010-12-232內(nèi)容內(nèi)容智能電網(wǎng)及其發(fā)展配電自動(dòng)化技術(shù)小電流接地自愈與選線、定位技術(shù)分布式電源并網(wǎng)技術(shù)國(guó)際上智能電網(wǎng)項(xiàng)目介紹3智能電網(wǎng)概述智能電網(wǎng)概述4什么是智能電網(wǎng)？什么是智能電網(wǎng)？ 智能電網(wǎng)（智能電網(wǎng)（Smart GridSmart Grid）是集成了傳）是集成了傳統(tǒng)的和現(xiàn)代的電力工程技術(shù)、高級(jí)傳感和統(tǒng)的和現(xiàn)代的電力工程技術(shù)、高級(jí)傳感和監(jiān)視技術(shù)、信息與通信技術(shù)的輸配電系統(tǒng)，監(jiān)視技術(shù)、信息與通信技術(shù)的輸配電系統(tǒng)，具有更加完善的性能并且能夠?yàn)橛脩籼峁┚哂懈油晟频男阅懿⑶夷軌驗(yàn)橛脩籼峁┮幌盗行滦团c增值服務(wù)。一系列新型與增值服務(wù)。 摘自美國(guó)

2、摘自美國(guó)“未來(lái)能源聯(lián)盟未來(lái)能源聯(lián)盟”智能電智能電網(wǎng)工作組報(bào)告，網(wǎng)工作組報(bào)告，20032003。5其他關(guān)于智能電網(wǎng)的定義其他關(guān)于智能電網(wǎng)的定義一個(gè)集成了通信、計(jì)算機(jī)、電子新技術(shù)，滿足未來(lái)能源需求的電力輸配系統(tǒng)”。2004年，美國(guó)電科院“IntelliGird”報(bào)告應(yīng)用數(shù)字技術(shù)，提高從大型發(fā)電廠，經(jīng)過(guò)輸配環(huán)節(jié)，再到電力用戶與不斷增長(zhǎng)的分布式發(fā)電和儲(chǔ)能裝置的整個(gè)電力系統(tǒng)的可靠性、安全性和效率。2008年，美國(guó)能源部“智能電網(wǎng)入門”堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)以特高壓為骨干網(wǎng)架，各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，具有信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化的特征。2009年5月，中國(guó)國(guó)家電網(wǎng)“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展戰(zhàn)略框架”6智能電網(wǎng)的含義智能電網(wǎng)的含

3、義代表現(xiàn)代電網(wǎng)發(fā)展模式、一種電網(wǎng)建設(shè)理念，是人們對(duì)未來(lái)電網(wǎng)的愿景。不是具體的技術(shù)，是對(duì)因特網(wǎng)（IP）通信、信號(hào)傳感、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)、電力電子、超導(dǎo)材料等領(lǐng)域新技術(shù)在輸配電系統(tǒng)中應(yīng)用的一種總稱。這些新技術(shù)的應(yīng)用不是孤立的、單方面的，不僅僅是對(duì)傳統(tǒng)輸配電系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單地改進(jìn)、提高。從提高電網(wǎng)整體性能、節(jié)省總體成本出發(fā)，將各種新技術(shù)與傳統(tǒng)的輸配電技術(shù)有機(jī)結(jié)合。滿足當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)電力系統(tǒng)的新要求7智能電網(wǎng)是已有新技術(shù)應(yīng)用的綜合與升華智能電網(wǎng)是已有新技術(shù)應(yīng)用的綜合與升華智能電網(wǎng)是個(gè)筐？智智能能電電網(wǎng)網(wǎng) 現(xiàn)代電力技術(shù)現(xiàn)代電力技術(shù) 現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù) 電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)通

4、信技術(shù)通信技術(shù) 傳統(tǒng)輸配電網(wǎng)傳統(tǒng)輸配電網(wǎng)1+128智能電網(wǎng)新內(nèi)容智能電網(wǎng)新內(nèi)容/19新能源發(fā)電并網(wǎng)問(wèn)題新能源發(fā)電并網(wǎng)問(wèn)題/1人類面臨化石能源枯竭問(wèn)題 數(shù)據(jù)來(lái)源：英國(guó)石油公司世界能源統(tǒng)計(jì)200910新能源發(fā)電并網(wǎng)問(wèn)題新能源發(fā)電并網(wǎng)問(wèn)題/2 全球變暖成為制約化石能源應(yīng)用新的制約因數(shù)、碳稅征收不可避免。數(shù)據(jù)來(lái)源：聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化委員會(huì)報(bào)告2007。150年來(lái)大氣中CO2濃度變化地球平均溫度海平面上升北半球積雪11新能源發(fā)電并網(wǎng)問(wèn)題新能源發(fā)電并網(wǎng)問(wèn)題/3發(fā)展新能源保證能源安全、應(yīng)對(duì)全球變暖迫在眉睫新能源革命初見(jiàn)端倪能源戰(zhàn)略是國(guó)家發(fā)展的核心戰(zhàn)略能源問(wèn)題已成為國(guó)際政治、外交的重要話題12新能源發(fā)電并網(wǎng)

5、問(wèn)題新能源發(fā)電并網(wǎng)問(wèn)題/4各國(guó)可再生能源發(fā)展目標(biāo)各國(guó)可再生能源發(fā)展目標(biāo)時(shí)間時(shí)間可再生能源消耗比重可再生能源消耗比重歐盟歐盟美國(guó)美國(guó)日本日本中國(guó)中國(guó)2010年12%7.5%7%10%2020年20%20%20%15%* 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)包括大型水力發(fā)電13新能源發(fā)電并網(wǎng)問(wèn)題新能源發(fā)電并網(wǎng)問(wèn)題/5新能源發(fā)電帶來(lái)的問(wèn)題新能源發(fā)電指還沒(méi)有大規(guī)模開發(fā)利用的新型能演形式，包括核電、風(fēng)電、太陽(yáng)能、生物質(zhì)、大水電。核電不能調(diào)峰，只能充電基礎(chǔ)負(fù)荷。風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電的間歇性、隨機(jī)性特點(diǎn)給電力系統(tǒng)功率平衡、電壓無(wú)功控制帶來(lái)了困難可再生能源發(fā)電、分布式發(fā)電大量接入配電網(wǎng)使其成為功率雙向流動(dòng)的有源網(wǎng)絡(luò)，傳統(tǒng)的保護(hù)控制、運(yùn)行管理

6、方式需要做出根本性地改變。14新能源發(fā)電并網(wǎng)問(wèn)題新能源發(fā)電并網(wǎng)問(wèn)題/6一周內(nèi)風(fēng)電功率變化一天內(nèi)風(fēng)電功率變化風(fēng)電輸出的間歇性15新能源發(fā)電并網(wǎng)問(wèn)題新能源發(fā)電并網(wǎng)問(wèn)題/7 大量的分布式電源（風(fēng)電、光伏發(fā)電、儲(chǔ)能設(shè)備、熱電聯(lián)產(chǎn)等）將接入配電網(wǎng)，帶來(lái)一系列新問(wèn)題。16電動(dòng)車負(fù)荷問(wèn)題電動(dòng)車負(fù)荷問(wèn)題/1據(jù)報(bào)道2020年電動(dòng)車比例將達(dá)10%電動(dòng)汽車百公里耗電約15度2015年，電動(dòng)車充電負(fù)荷將達(dá)300億度。假如汽車全部電動(dòng)化后，充電負(fù)荷將占總用電負(fù)荷的5%左右。電動(dòng)車對(duì)充電時(shí)間要求不嚴(yán)格，屬于可平移負(fù)荷，是寶貴的功率平衡調(diào)度資源。電動(dòng)車可在電網(wǎng)需要時(shí)向其送電17電動(dòng)車負(fù)荷問(wèn)題電動(dòng)車負(fù)荷問(wèn)題/2電動(dòng)車的大量應(yīng)

7、用為更有效地進(jìn)行需求側(cè)管理創(chuàng)造了條件安裝智能電表，實(shí)行實(shí)時(shí)電價(jià)，合理地調(diào)整電動(dòng)車充電時(shí)間.減少峰谷負(fù)荷差補(bǔ)償可再生發(fā)電的間歇性，減少對(duì)系統(tǒng)備用容量的需求。利用電動(dòng)車放電，彌補(bǔ)部分高峰負(fù)荷。18對(duì)供電質(zhì)量提出了新要求對(duì)供電質(zhì)量提出了新要求/1高科技數(shù)字設(shè)備的廣泛應(yīng)用對(duì)供電可靠性提出了更高的要求重合閘、倒閘操作、拉路選線引起的短時(shí)停電會(huì)導(dǎo)致停工停產(chǎn)，引起嚴(yán)重后果。停電給社會(huì)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失十分可觀據(jù)報(bào)道，美國(guó)每年的停電損失超過(guò)1500億美元。我國(guó)電科院專家對(duì)某沿海城市研究結(jié)果表明：停電每少供一度電帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失近50元。粗略估計(jì)，我國(guó)每年的停電損失在2000億元以上。19對(duì)供電質(zhì)量提出了新要求對(duì)供電

8、質(zhì)量提出了新要求/2)/ MWh（元用戶年度用電量停電損失平均停電損失率停電時(shí)間（h)平均停電損失率(元/MWh)電量損失（折算到年用電量為1MWh的負(fù)荷上）說(shuō)明工業(yè)用戶商業(yè)用戶0.550.03330.245kWh188.26499.1410kWh4172.56756.6240kWh8263.551000.2680kWh計(jì)算電量損失時(shí)，假定停電時(shí)負(fù)荷是全年平均水平。數(shù)據(jù)摘自“停電損失調(diào)查與估算”，西北電力技術(shù)，2002年6月刊。20對(duì)供電質(zhì)量提出了新要求對(duì)供電質(zhì)量提出了新要求/3我國(guó)城市用戶年平均停電時(shí)間,扣除缺電因素。數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)電力可靠性中心21對(duì)供電質(zhì)量提出了新要求對(duì)供電質(zhì)量提出了新要

9、求/4我國(guó)城市用戶年平均停電時(shí)間與國(guó)際水平的對(duì)比，2005年。22對(duì)供電質(zhì)量提出了更高的要求對(duì)供電質(zhì)量提出了更高的要求/5短路故障、冷啟動(dòng)頻繁引起電壓驟降。23需進(jìn)一步提高資產(chǎn)利用效率需進(jìn)一步提高資產(chǎn)利用效率世界發(fā)達(dá)國(guó)家的線損率在4%6%2008年中國(guó)電網(wǎng)線損率為6.79%.2002年美國(guó)的供電設(shè)備平均載荷率不足50%，載荷率在90%以上時(shí)段不足5%。中國(guó)供電設(shè)備的平均利用率不足35%我國(guó)東南某省年負(fù)荷分布曲線24新挑戰(zhàn)、新技術(shù)、新電網(wǎng)新挑戰(zhàn)、新技術(shù)、新電網(wǎng) 新電網(wǎng)新電網(wǎng)（智能電網(wǎng)）（智能電網(wǎng)）25智能電網(wǎng)的發(fā)展智能電網(wǎng)的發(fā)展/1美國(guó)2003年6月，美國(guó)能源部發(fā)表“Grid2030”報(bào)告，提出

10、了美國(guó)電網(wǎng)發(fā)展的遠(yuǎn)景設(shè)想。改造老化電網(wǎng)，提高供電安全性、可靠性與運(yùn)行效率。適應(yīng)分布式電源接入2003年6月，美國(guó)“未來(lái)能源聯(lián)盟”的“未來(lái)能源：機(jī)遇與挑戰(zhàn)”報(bào)告，正式提出了智能電網(wǎng)（Smart Grid）的概念。2003年后美國(guó)能源部發(fā)起了Girdworks、GridWise、MGI (Modern Grid Initiative)等智能電網(wǎng)研究項(xiàng)目2009年2月，奧巴馬能源新政力推智能電網(wǎng)，將其上升為國(guó)家戰(zhàn)略。26智能電網(wǎng)的發(fā)展智能電網(wǎng)的發(fā)展/2歐洲適應(yīng)發(fā)展可再生能源發(fā)電、提高能源利用效率的需要，推動(dòng)新能源革命。2005年歐盟成立“智能電網(wǎng)技術(shù)論壇” 2006年提出智能電網(wǎng)發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)劃主要解決

11、可再生能源發(fā)電、清潔發(fā)電接入問(wèn)題2008年國(guó)際供電會(huì)議組織 “智能電網(wǎng)”專題學(xué)術(shù)交流會(huì)議27智能電網(wǎng)的發(fā)展智能電網(wǎng)的發(fā)展/3丹麥丹麥1980年代的集中發(fā)電系統(tǒng)年代的集中發(fā)電系統(tǒng)丹麥今天的分布式發(fā)電系統(tǒng)丹麥今天的分布式發(fā)電系統(tǒng)28智能電網(wǎng)的發(fā)展智能電網(wǎng)的發(fā)展/4中國(guó)2008年1月，華東電網(wǎng)提出建設(shè)智能電網(wǎng)。2008年3月，國(guó)家電網(wǎng)提出建設(shè)智能電網(wǎng)2009年5月，國(guó)家電網(wǎng)召開特高壓與智能電網(wǎng)國(guó)際研討會(huì)，提出建設(shè)統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)。2009年6月，南方電網(wǎng)公司召開專題會(huì)，要求制定方案，實(shí)事求是地推進(jìn)智能電網(wǎng)建設(shè)。29發(fā)展智能電網(wǎng)，配電網(wǎng)是重點(diǎn)發(fā)展智能電網(wǎng)，配電網(wǎng)是重點(diǎn)/1直接面向用戶，作用舉足輕重。

12、對(duì)供電質(zhì)量有著決定性的影響損耗、投資（合理情況下）、運(yùn)營(yíng)成本遠(yuǎn)大于輸電網(wǎng)停電時(shí)間損耗 投資比例（發(fā)達(dá)國(guó)家)運(yùn)營(yíng)成本（美國(guó)）30發(fā)展智能電網(wǎng)，配電網(wǎng)是重點(diǎn)發(fā)展智能電網(wǎng)，配電網(wǎng)是重點(diǎn)/2管理維護(hù)工作量大設(shè)備星羅棋布，數(shù)量是輸變電設(shè)備的數(shù)十倍，標(biāo)準(zhǔn)化程度低。接線形式種類多，運(yùn)行方式多變。設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變動(dòng)頻繁，異動(dòng)率高。易受外界干擾、人為破壞，故障率高。31發(fā)展智能電網(wǎng)，配電網(wǎng)是重點(diǎn)發(fā)展智能電網(wǎng)，配電網(wǎng)是重點(diǎn)/3我國(guó)配電網(wǎng)投資相對(duì)不足，自動(dòng)化、智能化程度遠(yuǎn)低于輸電網(wǎng)，已成為制約電力系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸。國(guó)際上發(fā)電、輸電、配電投資比例一般在1：0.45：0.7左右，中國(guó)在2000年前的投資比例是1：0.21

13、：0.12。 智能電網(wǎng)的“新意”主要體現(xiàn)在配電網(wǎng)上可再生能源發(fā)電（分布式電源)主要在配電網(wǎng)接入。支持需求側(cè)響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)與用戶互動(dòng)，創(chuàng)新用戶服務(wù)的著眼點(diǎn)在配電網(wǎng)。32智能配電網(wǎng)特征智能配電網(wǎng)特征-可靠可靠供電可靠率達(dá)到4個(gè)9，重點(diǎn)區(qū)域6個(gè)9。最大可能地減少瞬時(shí)供電中斷具備自愈功能實(shí)時(shí)檢測(cè)故障設(shè)備并進(jìn)行糾正性操作，最大程度地減少電網(wǎng)故障對(duì)用戶的影響。主要技術(shù)措施：環(huán)網(wǎng)供電、電纜化不停電作業(yè)采用小電流接地，自動(dòng)補(bǔ)償接地電流，提高熄弧率。配電自動(dòng)化、快速自愈、無(wú)縫自愈應(yīng)用分布式電源微網(wǎng)（Micro Grid），在大電網(wǎng)停電時(shí)維持重要用戶供電。33智能配電網(wǎng)特征智能配電網(wǎng)特征-優(yōu)質(zhì)優(yōu)質(zhì)供電電壓合格率超過(guò)9

14、9%最大程度地減少電壓驟降主要技術(shù)措施電壓、無(wú)功優(yōu)化控制配電自動(dòng)化柔性配電設(shè)備/DFACTS/定制電力，如靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置、應(yīng)用動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償器（DVR）保證線路故障與重合閘期間的供電 、應(yīng)用固態(tài)斷路器實(shí)現(xiàn)雙路供電電源的“0”秒無(wú)縫切換。34智能配電網(wǎng)的特征智能配電網(wǎng)的特征-高效高效提高供電設(shè)備平均載荷率，不低于50%。減低線損率，不超過(guò)4%。主要技術(shù)措施配電自動(dòng)化：減少變電站備用容量動(dòng)態(tài)增容實(shí)時(shí)電價(jià)、需求側(cè)管理、需求側(cè)響應(yīng)35智能配電網(wǎng)特征智能配電網(wǎng)特征-兼容兼容支持分布式電源的大量接入，即插即用。主要技術(shù)配電自動(dòng)化有源網(wǎng)絡(luò)技術(shù)分布式電源保護(hù)控制技術(shù)分布式電源并網(wǎng)技術(shù)虛擬發(fā)電廠技術(shù)：分布式電源

15、集中調(diào)度36智能配電網(wǎng)特征智能配電網(wǎng)特征-互動(dòng)互動(dòng)用電信息互動(dòng)實(shí)現(xiàn)用電信息在供電企業(yè)與用戶間即時(shí)交換，創(chuàng)新用戶服務(wù)。能量互動(dòng)支持實(shí)時(shí)（動(dòng)態(tài)）電價(jià)，讓用戶選擇用電時(shí)間，更好地削峰填谷，適應(yīng)分布式發(fā)電的間歇性特點(diǎn)。支持用戶自備DER并網(wǎng)、支持電動(dòng)車的接入主要技術(shù)措施智能讀表高級(jí)量測(cè)體系需求側(cè)響應(yīng)（DR)37配電自動(dòng)化技術(shù)配電自動(dòng)化技術(shù)38為什么要搞配電自動(dòng)化？為什么要搞配電自動(dòng)化？39配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化勢(shì)在必行配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化勢(shì)在必行傳統(tǒng)的管理方式依賴人工看圖、巡視、電話調(diào)度這種“盲管”方式已不能適應(yīng)現(xiàn)代配電網(wǎng)控制管理的需要美國(guó)阿拉巴馬電力公司配電調(diào)度圖板（2007年前）40配電自動(dòng)化配電自動(dòng)化(D

16、A)的內(nèi)容的內(nèi)容指中壓配電網(wǎng)的自動(dòng)化與信息化，包括：配電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行監(jiān)控自動(dòng)化，一般稱配網(wǎng)自動(dòng)化。配電網(wǎng)生產(chǎn)管理的自動(dòng)化、信息化饋線自動(dòng)化饋線自動(dòng)化用戶自動(dòng)化用戶自動(dòng)化WAN變電所自動(dòng)化變電所自動(dòng)化AMR配電GIS/DPMS供電企業(yè)信息集成DSCADA/FA調(diào)度自動(dòng)化/EMSCISTCM41配電自動(dòng)化的作用配電自動(dòng)化的作用提高供電可靠性提高電壓質(zhì)量提高容量利用率降低損耗提高管理效率42提高供電可靠性是關(guān)鍵提高供電可靠性是關(guān)鍵90%以上的停電事件是中低壓配電網(wǎng)的原因一般認(rèn)為供電可靠率超過(guò)3個(gè)9后，如進(jìn)一步提高需應(yīng)用DA。DA為什么能提高供電可靠性？“可視化”管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，避免事故發(fā)生。快速故

17、障隔離、復(fù)電，減少停電時(shí)間。由12小時(shí)縮短至幾分鐘?？焖俟收隙ㄎ唬?jì)算機(jī)輔助調(diào)度搶修，縮短故障修復(fù)時(shí)間?？s短倒閘操作時(shí)間半個(gè)多小時(shí)縮短至3分鐘內(nèi)。43DA提高供電可靠性案例提高供電可靠性案例香港停電時(shí)間由20分鐘縮短至5分鐘2008年與1994年對(duì)比倫敦停電時(shí)間減少33%1999/2000年度與1994/1995年度對(duì)比日本東京應(yīng)用DA后，平均用戶斷電時(shí)間減少到1/10。杭州供電局應(yīng)用DA效果故障隔離時(shí)間由53mins降至5mins倒閘操作時(shí)間由34mins降至3mins44供電可靠性監(jiān)管與供電可靠性監(jiān)管與DA 一些國(guó)家（地區(qū)）采取與停電時(shí)間、停電次數(shù)掛鉤的獎(jiǎng)罰措施國(guó)家（地區(qū)）停電時(shí)間（min

18、s)停電次數(shù)年度目標(biāo)盲區(qū)區(qū)間目標(biāo)盲區(qū)區(qū)間英國(guó)倫敦46.10 30%0.3620 25%2008/09美國(guó)加州PG&E161 10 25.81.330.1 0.25200645供電可靠性監(jiān)管與供電可靠性監(jiān)管與DA個(gè)別國(guó)家（地區(qū)）獎(jiǎng)罰與缺供電量掛鉤挪威對(duì)工業(yè)用戶停電罰款每kWh缺供電量38克朗（約4.2美元），居民用戶每kWh缺供電量2克朗（約0.2美元）。政府對(duì)供電可靠性的監(jiān)管推動(dòng)了DA的應(yīng)用香港中電1994年與政府簽訂特許經(jīng)營(yíng)權(quán)協(xié)議，承諾供電可靠率提高50%。1997開始實(shí)施DA。倫敦供電公司為滿足供電可靠性監(jiān)管要求，2001年開始實(shí)施DA。意大利政府2004年要求停電時(shí)間減少10mi

19、ns，促使ENEL大面積實(shí)施DA。46國(guó)際配電自動(dòng)化應(yīng)用情況國(guó)際配電自動(dòng)化應(yīng)用情況47中國(guó)香港中華電力中國(guó)香港中華電力為滿足政府特許經(jīng)營(yíng)協(xié)議對(duì)供電可靠性的承諾，于1998至2003年間實(shí)施DA項(xiàng)目，安裝終端1萬(wàn)多套。主站系統(tǒng)包括一個(gè)系統(tǒng)控制中心（SCC）。一個(gè)備用控制中心（BCC）、三個(gè)區(qū)域控制室。安裝120套子站，用于轉(zhuǎn)發(fā)終端數(shù)據(jù)。通信主要采用金屬雙絞線，個(gè)別站點(diǎn)采用一點(diǎn)多址（MAS）電臺(tái)。通信規(guī)約采用DNP3.0。饋線采用閉環(huán)供電方式，配備差動(dòng)保護(hù)切除故障。DA應(yīng)用后，用戶年均停電時(shí)間由20多分鐘降為5分鐘左右。48中國(guó)香港中華電力中國(guó)香港中華電力 區(qū)域控制室APRTU PRTU CRTU

20、 ORTU CRTU CRTU CRTU 區(qū)域控制室B區(qū)域控制室C內(nèi)部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)控制中心SCC備用控制中心SCCCLP通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 電纜環(huán)網(wǎng)柜RTU架空柱上開關(guān)RTU49日本東京電力公司日本東京電力公司1980年代后期開始建設(shè)DA，2001年基本建成，覆蓋126個(gè)營(yíng)業(yè)服務(wù)區(qū)。1980年代以來(lái)DA覆蓋率變化情況50日本東京電力公司日本東京電力公司系統(tǒng)概況（DAS)主要系統(tǒng)功能：出線電壓、電流監(jiān)視。饋線故障定位，饋線分段開關(guān)電流遙測(cè)、遙信、遙控。采用順序重合控制實(shí)現(xiàn)架空線路故障隔離主站采用小型機(jī)通信線路終端（PVS）與站內(nèi)監(jiān)控裝置（SRCD)之間：載波通信站內(nèi)監(jiān)控裝置與主站之間：租用公共通信

21、線路51日本東京電力公司日本東京電力公司平均用戶停電時(shí)間減少到先前的十分之一DA應(yīng)用以前 DA應(yīng)用以后 52日本東京電力公司日本東京電力公司供電可靠性改進(jìn)情況平均停電次數(shù)平均停電時(shí)間53日本東京電力公司日本東京電力公司二期（改進(jìn)的）DAS2004年起安裝終端功能更加完善采集相電壓、零序電壓、相電流、零序電流測(cè)量諧波、閃變，用于監(jiān)視分布式電源大量接入帶來(lái)的電能質(zhì)量問(wèn)題。短路故障、小電流接地故障、斷相故障檢測(cè)監(jiān)視零序電流，對(duì)電纜絕緣故障進(jìn)行預(yù)警。故障錄波用光纖通信取代載波通信，解決傳輸速率低的問(wèn)題。主站采用64位UNIX工作站實(shí)現(xiàn)與配電GIS的集成54英國(guó)倫敦供電公司英國(guó)倫敦供電公司配電網(wǎng)概況倫敦

22、電網(wǎng)覆蓋約為666km2區(qū)域，13,000多座配電站，電纜長(zhǎng)度超過(guò)30，160km。據(jù)統(tǒng)計(jì)，66%的停電是因?yàn)橹袎号渚W(wǎng)故障引起的 為提高可靠性，滿足監(jiān)管要求，自1998年起，到2002年共安裝了5,000個(gè)現(xiàn)場(chǎng)終端。通信：無(wú)線電臺(tái)（4000多個(gè)站），電話線。55英國(guó)倫敦供電公司英國(guó)倫敦供電公司自系統(tǒng)投運(yùn)到2003年底的210個(gè)中壓電網(wǎng)故障中，110個(gè)故障在3分鐘內(nèi)恢復(fù)供電。故障自動(dòng)恢復(fù)率從25上升到75，提高50。用戶停電時(shí)間減少了33.2%，停電次數(shù)減少8.9%。項(xiàng)目項(xiàng)目1994/19951994/19951999/20001999/2000改善情況改善情況停電時(shí)間（CML，mins）58.

23、138.833.2%停電次數(shù)（CI/百個(gè)用戶）39.736.28.9%56美國(guó)德州美國(guó)德州ONCOR公司公司建設(shè)DA目的：提高供電可靠性與用戶滿意度系統(tǒng)監(jiān)控對(duì)象630個(gè)遠(yuǎn)程控制開關(guān)120個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)視的重合器3800個(gè)遠(yuǎn)程控制電容補(bǔ)償裝置57美國(guó)德州美國(guó)德州ONCOR公司智能電網(wǎng)項(xiàng)目公司智能電網(wǎng)項(xiàng)目無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)主站變電站智能電表電容器控制器故障指示器開關(guān)監(jiān)控終端開關(guān)監(jiān)控終端58美國(guó)德州美國(guó)德州ONCOR公司智能電網(wǎng)項(xiàng)目公司智能電網(wǎng)項(xiàng)目OMS / DMS檢修移動(dòng)管理停電管理無(wú)功控制故障管理59BC Hydro故障自愈項(xiàng)目故障自愈項(xiàng)目溫哥華市的一個(gè)大型購(gòu)物中心(Park Royal Shopping

24、Centre)，2002年圣誕節(jié)期間停電，導(dǎo)致嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。之后，BC Hydro決定對(duì)該購(gòu)物中心饋線進(jìn)行自動(dòng)化改造。項(xiàng)目2003年3月啟動(dòng)，2006年3月投入運(yùn)行。60BC Hydro故障自愈項(xiàng)目故障自愈項(xiàng)目安裝了兩套箱式環(huán)路分接開關(guān)（LTS）每套LTS內(nèi)含個(gè)真空故障斷路器（VFI）6個(gè)VFI以“常閉”狀態(tài)運(yùn)行，采用“H”形環(huán)網(wǎng)拓?fù)浒褍蓷l饋線和購(gòu)物中心相連。61BC Hydro故障自愈項(xiàng)目故障自愈項(xiàng)目每個(gè)LTS裝置各配備一臺(tái)智能保護(hù)繼電器，通過(guò)光纖電纜交換故障方向、斷路器狀態(tài)等信息，實(shí)現(xiàn)快速保護(hù)。自動(dòng)切除饋線故障，不會(huì)造成購(gòu)物中心供電中斷。將LTS內(nèi)部故障對(duì)購(gòu)物中心供電的影響降至最小62BC

25、 Hydro故障自愈項(xiàng)目故障自愈項(xiàng)目項(xiàng)目實(shí)施后預(yù)計(jì)用戶年停電將由3.42小時(shí)降低至0.12 小時(shí)供電可靠率將從99.94%提高到99.99%63中國(guó)配電自動(dòng)化應(yīng)用情況中國(guó)配電自動(dòng)化應(yīng)用情況64三個(gè)發(fā)展階段三個(gè)發(fā)展階段研發(fā)探索：1980年代末至90年代中期80年代末，石家莊、南通引進(jìn)重合器、分段器進(jìn)行饋線自動(dòng)化試點(diǎn)。94年，廈門杏林供電局進(jìn)行配網(wǎng)自動(dòng)化與配電管理信息化試點(diǎn)。96年，上海金藤小區(qū)建成了全電纜的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)96年前后，石家莊、煙臺(tái)、銀川等地嘗試建設(shè)DA系統(tǒng)。65三個(gè)發(fā)展階段三個(gè)發(fā)展階段大范圍試點(diǎn)：90年代末至2004年97年，亞洲金融危機(jī)爆發(fā)，國(guó)家為刺激經(jīng)濟(jì)投巨資進(jìn)行城網(wǎng)改造，國(guó)家

26、電力公司提出創(chuàng)一流供電企業(yè)，極大地推動(dòng)了DA應(yīng)用。到2003年底，全國(guó)100多個(gè)城市建設(shè)了DA系統(tǒng)。相對(duì)一部分DA系統(tǒng)運(yùn)行不正常04年后，業(yè)界反思DA熱，加之供電企業(yè)忙于應(yīng)對(duì)電荒，DA應(yīng)用進(jìn)入了一個(gè)相對(duì)沉寂的時(shí)期。66三個(gè)發(fā)展階段三個(gè)發(fā)展階段智能配電網(wǎng)建設(shè)：2008年開始南方電網(wǎng)2008年啟動(dòng)了廣州、深圳兩個(gè)城市的DA試點(diǎn)工作目前正在著手南寧、東莞等13個(gè)主要城市的DA建設(shè)工作。國(guó)家電網(wǎng)公司2009年開始了在北京、杭州、廈門、銀川4個(gè)城市的DA試點(diǎn)工作杭州、廈門DA工程2010年底前驗(yàn)收已批復(fù)其他19個(gè)城市DA建設(shè)項(xiàng)目。成都項(xiàng)目已開工建設(shè)，計(jì)劃安裝近900套“三遙”終端，2011年3月完工。

27、67成功案例成功案例-紹興紹興覆蓋40km2區(qū)域，共涉及10kV線路287條。到2009年底，安裝開閉所DTU 238臺(tái)，環(huán)網(wǎng)柜DTU 37臺(tái)，柱上開關(guān)FTU 45臺(tái)。設(shè)置9個(gè)子站。開閉所DTU利用可編輯邏輯控制功能，就地實(shí)現(xiàn)保護(hù)、備自投、出線故障隔離。通信采用雙環(huán)自愈點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)光纖網(wǎng)成功經(jīng)驗(yàn)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)合理，轉(zhuǎn)供能力強(qiáng)。系統(tǒng)以開閉所為主維護(hù)及時(shí)。專人負(fù)責(zé)，納入日常配電管理工作范圍。68成功案例成功案例廈門廈門系統(tǒng)情況（至2009年底）主站系統(tǒng)4套（思明、湖里、海滄、集美 ）安裝子站22套，終端708套，站房自動(dòng)化率達(dá)29.5%。通信線路411公里，以光纖環(huán)網(wǎng)為主。廈門島內(nèi)的思明、湖里分局自動(dòng)化實(shí)用

28、程度較高2008年遙控次數(shù)分別達(dá)到1985次和2266次，每臺(tái)終端平均遙控次數(shù)分別為6.0和16.4次/臺(tái)年。69成功案例成功案例廈門廈門國(guó)家電網(wǎng)配電自動(dòng)化試點(diǎn)項(xiàng)目情況建設(shè)統(tǒng)一的配網(wǎng)自動(dòng)化（調(diào)控）主站，取消分局級(jí)主站。新安裝約300個(gè)“三遙”終端、849個(gè)“二遙”終端，387個(gè)一遙“終端”，實(shí)現(xiàn)全覆蓋。將SCADA、配電GIS、DPMS、客戶信息系統(tǒng)、電話投訴管理系統(tǒng)集成，建設(shè)故障管理系統(tǒng)（OMS）。成功經(jīng)驗(yàn)設(shè)備狀況好逐步建設(shè)，常抓不懈。各分局獨(dú)立建系統(tǒng)，誰(shuí)用誰(shuí)管，專人負(fù)責(zé)，維護(hù)及時(shí)。70存在的問(wèn)題存在的問(wèn)題實(shí)用化程度差只有個(gè)別系統(tǒng)能夠用于故障隔離少部分系統(tǒng)“三遙”功能正常不少系統(tǒng)已棄之不用7

29、1問(wèn)題的原因問(wèn)題的原因國(guó)家對(duì)供電可靠性沒(méi)有硬性規(guī)定，缺少提高供電可靠性的根本推動(dòng)力。重發(fā)輕供不管用，對(duì)配網(wǎng)停電不像解決變電所事故、保電那樣重視。投資巨大，供電企業(yè)本身收益不明顯。經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)在為用戶減少的停電損失上72問(wèn)題的原因問(wèn)題的原因我國(guó)某城市DA項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性分析項(xiàng)目數(shù)量說(shuō)明投資 10億元減少用戶平均停電時(shí)間 1小時(shí)增供電量 970萬(wàn)kWh供電企業(yè)增收 700萬(wàn)元用戶減少的停電損失 4億元每缺供1kWh電量用戶停電損失按47元計(jì)73問(wèn)題的原因問(wèn)題的原因超前建設(shè)一次網(wǎng)架薄弱，轉(zhuǎn)供能力差。一次設(shè)備條件不好，管理基礎(chǔ)薄弱。故障停電比例小，DA提高供電可靠性作用不明顯。DA是RS達(dá)到4個(gè)9的手段

30、，作用在RS達(dá)到3個(gè)9后才能顯現(xiàn)出來(lái)。2004年中國(guó)城市用戶平均停電時(shí)間構(gòu)成發(fā)達(dá)國(guó)家用戶平均停電時(shí)間構(gòu)成74問(wèn)題的原因問(wèn)題的原因管理維護(hù)跟不上點(diǎn)對(duì)面廣，管理維護(hù)工作量大。建設(shè)任務(wù)繁重，配電網(wǎng)異動(dòng)率高，參數(shù)更新不及時(shí)。系統(tǒng)保存的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與實(shí)際不相符系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)不合理功能大而全，基本的“三遙”、故障隔離功能保障不了。設(shè)備不可靠通信系統(tǒng)事故率高光纖經(jīng)常被挖斷FTU不可靠電池是薄弱點(diǎn)75幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題76通信方式通信方式主干通信網(wǎng)：變電站、子站至主站光纖技術(shù)(SDH）分支通信網(wǎng)：FTU至變電站、子站光纖為主數(shù)傳電臺(tái)：擴(kuò)頻電臺(tái)、WiMAX在國(guó)外有大量的應(yīng)用GPRS探討用于遙控，國(guó)外

31、不少應(yīng)用案例。77IP通信技術(shù)通信技術(shù)基于IP協(xié)議，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)對(duì)等通信。支持終端到主站之間的無(wú)縫通信連接采用交換機(jī)匯接終端數(shù)據(jù)，無(wú)須配置配電子站。支持相關(guān)節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)分布式智能控制采用無(wú)源光纖技術(shù)（EPON），避免FTU電源失電影響同一鏈路上其他設(shè)備通信。 78IP通信技術(shù)通信技術(shù)無(wú)源組網(wǎng)技術(shù)（EPON)79即插即用通信技術(shù)即插即用通信技術(shù)目前DA通信規(guī)約存在的問(wèn)題只解決了數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通還需要“數(shù)據(jù)規(guī)約”說(shuō)明數(shù)據(jù)“是什么”。數(shù)據(jù)按模擬量、狀態(tài)量、控制量等類型打包傳輸，數(shù)據(jù)含義（來(lái)源）不明，無(wú)法直接對(duì)號(hào)入座。終端與主站之間需要人工通過(guò)書面文件的交流說(shuō)明數(shù)據(jù)的具體來(lái)源、含義終

32、端設(shè)備沒(méi)有自描述功能，不能用標(biāo)準(zhǔn)的文件格式描述自身包含的數(shù)據(jù)與服務(wù)。80即插即用通信技術(shù)即插即用通信技術(shù)解決問(wèn)題的途徑：應(yīng)用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型、通信服務(wù)接口標(biāo)準(zhǔn)化IEC61850邏輯節(jié)點(diǎn)覆蓋了絕大部分配網(wǎng)自動(dòng)化應(yīng)用IEC61850定義的信息交換模型、通信服務(wù)映射方法完全適用于配網(wǎng)自動(dòng)化通信81基于基于IEC61850的的DA通信體系結(jié)構(gòu)通信體系結(jié)構(gòu)主站與終端通信采用IP網(wǎng)絡(luò)通信通信規(guī)約可選用MMS IEC 60870-5-104通信功能 配電終端的自動(dòng)識(shí)別配電終端SCADA數(shù)據(jù)的獲取，命令下發(fā)對(duì)指定配電終端的遠(yuǎn)程維護(hù)、參數(shù)配置82柱上開關(guān)、環(huán)網(wǎng)柜終端（柱上開關(guān)、環(huán)網(wǎng)柜終端（FTU）關(guān)

33、鍵技術(shù)）關(guān)鍵技術(shù)傳感器技術(shù)電流傳感器電壓傳感器測(cè)量、取電兩用電壓傳感器超級(jí)電容取代蓄電池儲(chǔ)電，提高可靠性。容量約是蓄電池的1/4完全滿足故障隔離操作供電需要如遇長(zhǎng)期停運(yùn)，人工操作送電。83快速自愈技術(shù)快速自愈技術(shù)應(yīng)用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)對(duì)等通信技術(shù)，相鄰FTU之間交換故障檢測(cè)信息確定出故障區(qū)段，實(shí)現(xiàn)故障隔離。不依靠主站，在3s內(nèi)恢復(fù)供電。84無(wú)縫自愈技術(shù)無(wú)縫自愈技術(shù)配電環(huán)網(wǎng)閉環(huán)運(yùn)行，分段開關(guān)采用斷路器。采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)對(duì)等通信技術(shù)，通過(guò)比較故障電流的相位判斷故障區(qū)段。直接跳開故障段兩側(cè)開關(guān)隔離故障，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫自愈。85無(wú)縫自愈技術(shù)無(wú)縫自愈技術(shù)閉環(huán)運(yùn)行環(huán)網(wǎng)故障電流分布86小電流接地故障定位技術(shù)小電流接地故障定位技術(shù)現(xiàn)

34、在建設(shè)的配電自動(dòng)化系統(tǒng)幾乎都不具備小電流接地故障定位功能，不能充分發(fā)揮其提高供電質(zhì)量的作用。小電流接地故障選線技術(shù)基本得到了解決，定位技術(shù)應(yīng)用可望近年出現(xiàn)突破。87對(duì)對(duì)DA建設(shè)工作的建議建設(shè)工作的建議88把握好實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化的條件，選好區(qū)域。一次網(wǎng)架、設(shè)備基礎(chǔ)好，RS已超過(guò)99.95%，用戶年平均停電時(shí)間小于5小時(shí)。城市建設(shè)相對(duì)穩(wěn)定，配電網(wǎng)不會(huì)頻繁地?cái)U(kuò)容、改建。新建高新技術(shù)園區(qū)、經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)明確建設(shè)目標(biāo)重點(diǎn)是供電可靠性改進(jìn)目標(biāo)根據(jù)目標(biāo)確定實(shí)施方案，防止為自動(dòng)化而自動(dòng)化。89堅(jiān)持高要求、規(guī)范化設(shè)備要可靠耐用設(shè)備、接口標(biāo)準(zhǔn)化，不要把因地制宜絕對(duì)化。堅(jiān)持實(shí)用化重點(diǎn)保證實(shí)現(xiàn)“可視化”、故障隔離與恢復(fù)供電

35、。遙控是關(guān)鍵。“一遙”、“二遙”對(duì)提高供電可靠性貢獻(xiàn)不大。長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃、逐步實(shí)施、常抓不懈加強(qiáng)管理維護(hù)，做到組織、制度、人員三落實(shí)。90如果你愛(ài)他如果你愛(ài)他/她，她，讓他、她去做配電自動(dòng)化，讓他、她去做配電自動(dòng)化，因?yàn)檫@是一個(gè)充滿機(jī)遇的新領(lǐng)域，因?yàn)檫@是一個(gè)充滿機(jī)遇的新領(lǐng)域，他他/她可以干一番大事業(yè)！她可以干一番大事業(yè)！91如果你恨他如果你恨他/她她，讓他讓他/她她去做配電自動(dòng)化，去做配電自動(dòng)化，因?yàn)檫@是一個(gè)充滿了不確定性的領(lǐng)域，因?yàn)檫@是一個(gè)充滿了不確定性的領(lǐng)域，他他/她她可能陷入深深的困惑之中！可能陷入深深的困惑之中！92小電流接地故障自愈小電流接地故障自愈與選線、定位技術(shù)與選線、定位技術(shù)93小電

36、流接地的優(yōu)勢(shì)小電流接地的優(yōu)勢(shì)/1小電流接地，又稱非有效接地，包括中性點(diǎn)不接地與消弧線圈接地(諧振接地）能夠減少供電中斷次數(shù)（包括短時(shí)中斷），提高供電可靠性。單相接地不影響對(duì)用戶正常供電利用消弧線圈補(bǔ)償電容電流，使故障自動(dòng)熄弧，實(shí)現(xiàn)自愈。94小電流接地的優(yōu)勢(shì)小電流接地的優(yōu)勢(shì)/2意大利的實(shí)踐采用固定調(diào)諧消弧線圈，接地故障引起的供電中斷減少26%以上。采用可調(diào)消弧線圈后，接地故障引起的供電中斷減少50%以上。國(guó)內(nèi)部分城市采用小電阻接地后供電可靠性下降S市一變電所采用小電阻接地后，10kV線路3年共跳閘136次，平均每年46次；改造前2年共跳閘53次，平均每年27次。G市電纜網(wǎng)絡(luò)采用小電阻接地后，跳閘

37、次數(shù)明顯增多，1992、1993年10kV線路因接地故障跳閘354次，1993年因配電網(wǎng)故障損失的供電量是1992年4.4倍。95供電可靠性與接地方式緊密相關(guān)供電可靠性與接地方式緊密相關(guān)國(guó)家國(guó)家年均停電時(shí)間，年均停電時(shí)間，Min年份年份接地方式接地方式日本62005諧振接地、不接地德國(guó)18.22004主要采用諧振接地奧地利31.42005主要采用諧振接地法國(guó)48.02004諧振接地、不接地意大利55.92004不接地、諧振接地英國(guó)64.42005大電流接地為主美國(guó)982005大電流接地為主 部分發(fā)達(dá)國(guó)家配電系統(tǒng)供電可靠性部分發(fā)達(dá)國(guó)家配電系統(tǒng)供電可靠性96小電流接地存在的問(wèn)題小電流接地存在的問(wèn)題

38、間歇性電弧過(guò)電壓，易導(dǎo)致其他兩相絕緣擊穿引起短路故障。接地電流中存在諧波電流、阻性電流、間歇性接地暫態(tài)分類得不到補(bǔ)償，影響自愈率。選線定位困難97間歇性接地示例間歇性接地示例/1/198間歇性接地實(shí)例間歇性接地實(shí)例/2故障線路零序電流零序電壓99全電流跟蹤補(bǔ)償全電流跟蹤補(bǔ)償/1電力電子設(shè)備產(chǎn)生寬頻補(bǔ)償電流，從中性點(diǎn)注入。實(shí)現(xiàn)接地電流（包括有功電流、諧波電流、暫態(tài)電流）的完全補(bǔ)償，提高熄弧率。通過(guò)調(diào)整注入電流，可方便地實(shí)現(xiàn)永久接地故障的選線、跳閘。100全電流跟蹤補(bǔ)償全電流跟蹤補(bǔ)償/2接地電流全補(bǔ)償原理101全電流跟蹤補(bǔ)償全電流跟蹤補(bǔ)償/3優(yōu)點(diǎn)：進(jìn)一步降低接地電流，提高熄弧/自愈率。抑制間歇性電

39、弧過(guò)電壓，防止短路故障發(fā)生。便于實(shí)現(xiàn)永久故障的選線、定位102小電流接地故障選線技術(shù)的發(fā)展小電流接地故障選線技術(shù)的發(fā)展小電流接地故障的故障電流微弱、電弧不穩(wěn)定，長(zhǎng)期以來(lái)，缺少可靠的接地故障保護(hù)監(jiān)測(cè)技術(shù)。人工拉路尋找故障點(diǎn)，健康線路供電短時(shí)中斷，對(duì)用戶用電設(shè)備帶來(lái)不利影響。近年來(lái)涌現(xiàn)出投入中電阻法、信號(hào)注入法、暫態(tài)法，小電流接地故障選線問(wèn)題基本得到了解決103基于穩(wěn)態(tài)工頻量的接地選線方法基于穩(wěn)態(tài)工頻量的接地選線方法零序電流繼電器、零序電容無(wú)功功率繼電器、零序電流幅值與相位群體比較法優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單易行缺點(diǎn)：穩(wěn)態(tài)電流小，靈敏度低。不能用于消弧線圈接地的系統(tǒng)受故障電弧不穩(wěn)定影響在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)有一定應(yīng)用

40、104中電阻中電阻/擾動(dòng)選線法擾動(dòng)選線法在中性點(diǎn)瞬間投入中電阻，使零序電流的有功分量明顯加大，解決靈敏度問(wèn)題。優(yōu)點(diǎn)：具有較高的靈敏度缺點(diǎn)：影響滅弧效果與安全性加大對(duì)接地點(diǎn)絕緣的破壞，可能導(dǎo)致事故擴(kuò)大。施工復(fù)雜、成本較高殘余電流增量法：通過(guò)瞬時(shí)改變消弧線圈調(diào)諧度選線，與投入中電阻法類似。在歐洲廣泛應(yīng)用。國(guó)內(nèi)有一定的應(yīng)用面。105注入信號(hào)尋跡選線法注入信號(hào)尋跡選線法山東大學(xué)桑在中教授等發(fā)明注入225Hz信號(hào)，檢測(cè)線路中信號(hào)電流，確定故障點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：具有較高的靈敏度缺點(diǎn)：需向系統(tǒng)注入信號(hào)，構(gòu)成較復(fù)雜，投資大。適用于電阻較小的穩(wěn)定接地故障在國(guó)內(nèi)獲得較廣泛應(yīng)用106接地相短接分流選線法接地相短接分流選線法

41、在母線處人工瞬間短接故障相，使接地電流分流，電弧自動(dòng)熄滅。利用零序電流的變化選擇故障線路優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、投資小缺點(diǎn)：需要配備高壓開關(guān)滅弧效果不佳有安全隱患在歐洲有一定應(yīng)用，已逐步被諧振接地代替。在國(guó)內(nèi)化工行業(yè)等有應(yīng)用。107u利用故障產(chǎn)生的暫態(tài)信號(hào)選線u接地時(shí)，相電壓突然降低引起放電電流，故障相電壓突然升高，引起電容充電電流。u暫態(tài)接地電流持續(xù)約一個(gè)周波，幅值遠(yuǎn)大于穩(wěn)態(tài)電容電流， 且不受消弧線圈的影響。小電流接地故障暫態(tài)信號(hào)特征小電流接地故障暫態(tài)信號(hào)特征/1ABCIf放電充電108暫態(tài)接地電流特點(diǎn)：u暫態(tài)電流遠(yuǎn)大于穩(wěn)態(tài)電容電流。暫態(tài)最大電流與穩(wěn)態(tài)電容電流之比，可達(dá)到幾倍到十幾倍。u暫態(tài)最大電流值與

42、故障時(shí)電壓相角有關(guān)。一般故障都發(fā)生在電壓最大值附近。u暫態(tài)電流值不受消弧線圈的影響。 i0 小電流接地故障暫態(tài)信號(hào)特征小電流接地故障暫態(tài)信號(hào)特征/2109暫態(tài)選線法的優(yōu)點(diǎn)暫態(tài)選線法的優(yōu)點(diǎn)暫態(tài)接地電流數(shù)倍于穩(wěn)態(tài)值，有時(shí)達(dá)十幾倍，靈敏度高。不受消弧線圈的影響不受故障點(diǎn)不穩(wěn)定的影響可以檢測(cè)瞬時(shí)性故障110傳統(tǒng)暫態(tài)選線法-首半波法1950年代國(guó)外提出零序（模）電壓電流初始極性比較法1970年代國(guó)內(nèi)研制出首半波法的接地保護(hù)裝置極性正確時(shí)間短，受電網(wǎng)參數(shù)、短路相角影響。受當(dāng)時(shí)技術(shù)條件限制，處理方法簡(jiǎn)單。u0i0111現(xiàn)代暫態(tài)選線法現(xiàn)代暫態(tài)選線法計(jì)算機(jī)、微電子技術(shù)的發(fā)展，為開發(fā)暫態(tài)電氣量選線新技術(shù)創(chuàng)造了條件

43、。自上世紀(jì)90年代起，利用暫態(tài)電氣量的選線法又引起了人們的重視。已開發(fā)出新型暫態(tài)法選線裝置，在上百個(gè)變電所投入運(yùn)行，實(shí)際故障選線效果良好。實(shí)際故障選線成功率在90%以上112暫態(tài)電流幅值比較法暫態(tài)電流幅值比較法比較同一母線所有出線暫態(tài)零序電流的幅值（均方根值），幅值最大者被選定為故障線路。缺點(diǎn)：不能確定母線接地IhIfLIh113暫態(tài)零序電流極性比較選線法暫態(tài)零序電流極性比較選線法比較所有出線電流的極性故障線路電流極性與健全線路相反所有出線電流極性相同則為母線接地故障 IhIfLIh114首半波法-初始極性相反新方法-極性永遠(yuǎn)相反u0i0dudu0 0/dt/dti0暫態(tài)容性無(wú)功功率方向選線法

44、暫態(tài)容性無(wú)功功率方向選線法/1/1基本思路：比較零序電流與電壓導(dǎo)數(shù)的極性?？朔装氩ǚǖ娜秉c(diǎn)。115暫態(tài)容性無(wú)功功率方向方法暫態(tài)容性無(wú)功功率方向方法/2令： 對(duì)健全線路k有：而對(duì)故障線路i有： 故障與非故障線路 q(t)極性相反，判別q(t)極性可以識(shí)別故障線路。0)()()(1)(0020titdutiCtqkkk)()()()(000titdutitq0)(1)(20tiCtqhhi116暫態(tài)容性無(wú)功功率方向選線法暫態(tài)容性無(wú)功功率方向選線法/3/3 為充分利用故障后所有暫態(tài)信息及增加抗干擾能力，可對(duì)參量qt(t)在一段時(shí)間（0-T）內(nèi)進(jìn)行積分 得到參量Eq(t)： 保護(hù)判據(jù)可定為： 117

45、 暫態(tài)容性無(wú)功功率方向算法流程圖該算法不需要比較各條出線電氣量，僅根據(jù)本線路電氣量即可確定是否故障線路。暫態(tài)容性無(wú)功功率方向選線法暫態(tài)容性無(wú)功功率方向選線法/4/4118暫態(tài)法選線裝置暫態(tài)法選線裝置119 10 20 30 40 50 60 -4 -2 0 2 4 x 10 4 3U0/V 10 20 30 40 50 60 0 200 400 3I0/A 故 障 線 健 全 線 t/mS t/mS 接地故障產(chǎn)生的零序電壓、電流信號(hào)暫態(tài)法選線結(jié)果暫態(tài)法選線結(jié)果/1/1120 14 16 18 -10 -5 0 x 10 9 q(t) 14 16 18 -6 -4 -2 0 2 x 10 6 E

46、q(t) 故障線 健全線 t/mS 故障線 健全線 t/mS 暫態(tài)容性無(wú)功功率計(jì)算結(jié)果暫態(tài)法選線結(jié)果暫態(tài)法選線結(jié)果/2/2121暫態(tài)法選線結(jié)果暫態(tài)法選線結(jié)果/3/3故障線路零序電流零序電壓122暫態(tài)法選線結(jié)果暫態(tài)法選線結(jié)果/4故障線路零序電流零序電壓123瞬時(shí)性故障監(jiān)測(cè)瞬時(shí)性故障監(jiān)測(cè)/1捕捉電網(wǎng)的瞬時(shí)接地故障并指示出發(fā)生故障的線路來(lái)，將給值班人員提供非常重要的電網(wǎng)絕緣狀態(tài)信息。相對(duì)于利用局部放電技術(shù)對(duì)電纜絕緣進(jìn)行監(jiān)測(cè)，瞬時(shí)性接地故障持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)，可靠性更高。124一次瞬時(shí)性接地故障的電壓錄波圖瞬時(shí)性故障監(jiān)測(cè)瞬時(shí)性故障監(jiān)測(cè)/2/2125某變電所實(shí)際故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)從2001年12月至2002年12月

47、，共捕獲故障數(shù)據(jù)475次。其中永久接地故障14次，其余461次均為自恢復(fù)瞬時(shí)性接地故障。瞬時(shí)故障線路比較集中同一條線路在24小時(shí)內(nèi)最多發(fā)生過(guò)30多次瞬時(shí)性接地故障14次永久接地故障中，有6次在永久接地故障前3天內(nèi)有瞬時(shí)接地現(xiàn)象。最多一次有16次瞬時(shí)性故障發(fā)生。瞬時(shí)性故障監(jiān)測(cè)瞬時(shí)性故障監(jiān)測(cè)/3126接地選線技術(shù)總結(jié)接地選線技術(shù)總結(jié)小電流接地故障選線技術(shù)已經(jīng)成熟，成功率在90%以上，滿足現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用要求。投入中電阻法、信號(hào)注入法、暫態(tài)法在國(guó)內(nèi)外都有一定的應(yīng)用面暫態(tài)法由于不需要在中性點(diǎn)并入電阻或安裝信號(hào)注入設(shè)備，不改動(dòng)一次回路，簡(jiǎn)單、安全性好、成本低，不受電弧不穩(wěn)定影響，應(yīng)用前景良好。高阻故障接地選線有

48、待于進(jìn)一步探討127小電流接地故障定位原理小電流接地故障定位原理比較暫態(tài)零序電流的幅值與相似性，可實(shí)現(xiàn)故障定位。128分布式電源并網(wǎng)技術(shù)分布式電源并網(wǎng)技術(shù)129什么是分布式電源？什么是分布式電源？/1分布式電源（DER，Distributed Electric Resource）：分布式發(fā)電裝置+分布式儲(chǔ)能裝置分布式發(fā)電（DG，Distributed Generation）指的是小型的、直接聯(lián)到配電網(wǎng)上的、一般向當(dāng)?shù)刎?fù)荷供電的發(fā)電方式。一般認(rèn)為分布式發(fā)電機(jī)組的定義在50MW以下 從并網(wǎng)發(fā)電角度，DER、DG不做嚴(yán)格區(qū)分。分布式發(fā)電是提高能源利用效率、發(fā)展可再生能源的必然選擇130什么是分布式電源什么是分布式電源?/2分布式發(fā)電技術(shù)熱電冷聯(lián)產(chǎn)：熱電廠，微型燃?xì)廨啓C(jī)小水電風(fēng)力發(fā)電太陽(yáng)能發(fā)電生物質(zhì)發(fā)電分布式儲(chǔ)能技術(shù)UPS電源燃料電池電力蓄熱、蓄冷電動(dòng)汽車131分布式電源供電的作用分布式電源供電的作用提高供電可靠性。在電網(wǎng)崩潰或發(fā)生地震、暴風(fēng)雪、人為破壞、戰(zhàn)爭(zhēng)等意外災(zāi)害情況下，維持重要用戶的供電，避免大面積停電帶來(lái)的嚴(yán)重后果。 起