調(diào)度自動化及配網(wǎng)自動化概述XXXX課件

1、調(diào)度自動化及配網(wǎng)自動化概述電網(wǎng)自動化事業(yè)部2008.7電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)電力系統(tǒng)由各種設施、設備組成的電能生產(chǎn)和消費系統(tǒng)將自然界的一次能源通過發(fā)電轉(zhuǎn)化為電能，經(jīng)過輸電和配電將電能供應到用戶發(fā)電、輸電、變電、配電、用電電力網(wǎng)（電網(wǎng)）電力系統(tǒng)中，各級電壓的電力線路及其聯(lián)系的變電所組成的統(tǒng)一體輸電、變電、配電電力系統(tǒng)一般過程民用配輸用能量管理系統(tǒng)配電管理系統(tǒng) 發(fā)工業(yè)電力系統(tǒng)的基本組成發(fā)電將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能輸電將電能量從發(fā)電廠傳輸?shù)绞褂秒娔艿牡貐^(qū)配電將電能量逐步傳送到使用電能量的用戶用電用戶將電能量轉(zhuǎn)化為其它形式的能量變電為了便于電能的傳輸與使用，進行電壓等級的變換電力系統(tǒng)發(fā)電與負荷發(fā)電出力負荷

2、負荷性質(zhì)負荷曲線電力系統(tǒng)電壓等級電壓等級的意義我國常用電壓等級750kV500kV330kV220kV110kV35kV10kV主要電氣設備輸配電線路母線變壓器（主變）開斷設備斷路器、負荷開關、隔離開關熔斷器互感器避雷器人機交互界面圖形電氣連接方式、運行方式電氣連接方式無備用有備用運行方式運行熱備用冷備用檢修中性點運行方式直接接地不接地不直接接地電力系統(tǒng)（網(wǎng)絡）的特點電力的傳輸效率高、環(huán)境污染小、電源和負荷可放置在適合之處。電能不易大量存儲，生產(chǎn)和利用同時完成，協(xié)調(diào)控制重要。規(guī)模巨大，橫跨幾千公里，事故影響大。發(fā)電機同步運轉(zhuǎn)，機、電、磁相互關聯(lián)，分析復雜。電力傳輸?shù)奶攸c電能生產(chǎn)的瞬間平衡發(fā)電輸

3、電配電用電，多環(huán)節(jié)的連續(xù)性電能傳輸?shù)目焖傩缘赜蚍植紡V互聯(lián)大系統(tǒng)電力系統(tǒng)運行控制目標安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟、環(huán)保復雜性電力系統(tǒng)的龐大和復雜電力系統(tǒng)的特點（平衡性、瞬時性）電力負荷隨時變化、隨機性運行控制參與人員廣電力系統(tǒng)的調(diào)度調(diào)度是電力系統(tǒng)的重要生產(chǎn)部門協(xié)調(diào)用電和發(fā)電的平衡確保輸、配電網(wǎng)安全運行（正常、事故）合理運行、提高經(jīng)濟性和電能質(zhì)量我國現(xiàn)行的五級調(diào)度體制國調(diào)、網(wǎng)調(diào)、（?。┲姓{(diào)、地調(diào)、縣調(diào)電力系統(tǒng)調(diào)度基本工作預測負荷編制發(fā)電計劃運行方式安排指揮倒閘操作事故處理經(jīng)濟調(diào)度電力系統(tǒng)自動化電力系統(tǒng)的運行控制需要自動化大量的自動化裝置計算機技術和電子技術在電力系統(tǒng)自動化領域的應用：調(diào)度自動化系統(tǒng)SCADA（

4、Supervisory Control And Data Acquisition）EMS（Energy Management System）變電站自動化系統(tǒng)配網(wǎng)自動化系統(tǒng)電能量計費與管理系統(tǒng)負荷控制與管理系統(tǒng)調(diào)度自動化系統(tǒng)SCADA監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集PAS電力系統(tǒng)分析應用軟件DTS調(diào)度員仿真培訓系統(tǒng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的功能發(fā)展基本的監(jiān)視功能（遙測、遙信）使調(diào)度員具備了“千里眼”，知道現(xiàn)場的情況加上遙控與遙調(diào)，構成完整的SCADA功能不僅具備“千里眼”，還具備了“千里手”PAS功能，上升到能量管理系統(tǒng)（EMS）將電路理論的知識運用到電力調(diào)度中從經(jīng)驗型調(diào)度過渡到分析型調(diào)度調(diào)度員培訓系統(tǒng)（DTS）利用電

5、路理論來仿真、培訓調(diào)度員電力系統(tǒng)的表征量電壓電流頻率（周波）功率有功功率、無功功率、視在功率負荷、出力功率因數(shù)相角、功率因數(shù)各種狀態(tài)量開關位置、保護信號、輔助信號等等電力系統(tǒng)運行控制所需的信息遙測量：母線電壓；各線路的有功、無功功率或電流；變壓器有功、無功功率、分接頭檔位；發(fā)電機/電廠所發(fā)有功、無功出力；電站/廠，線路有功電度；系統(tǒng)頻率；水庫水位；氣象數(shù)據(jù)。遙信量：斷路器的合、分狀態(tài)；隔離刀閘的合、分狀態(tài)；各個元件保護狀態(tài)；自動裝置的動作狀態(tài)；事故總信號。電力監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能運行數(shù)據(jù)和運行狀態(tài)監(jiān)視遙測、遙信基本的控制功能遙控、遙調(diào)基本的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析和存儲功能電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成主站系統(tǒng)：安

6、裝在調(diào)度中心的自動化機房，是由多臺計算機組成的一個網(wǎng)絡系統(tǒng)，主要完成分站采集的狀態(tài)和數(shù)據(jù)的顯示、存儲以及電網(wǎng)的自動監(jiān)控和自動控制等功能。分站系統(tǒng)：主要由分布在發(fā)電廠和變電站的數(shù)據(jù)采集和控制設備單元組成，主要是RTU（遠程終端單元），完成安裝地點的電網(wǎng)運行狀態(tài)和數(shù)據(jù)的采集以及設備的遠程控制功能通信系統(tǒng)：由各種通信通道和通信設備組成，主要完成分站和主站系統(tǒng)的遠程通信功能。能量管理系統(tǒng)（EMS）網(wǎng)絡計算分析狀態(tài)估計、潮流計算、最優(yōu)潮流自動監(jiān)視安全分析、事故預警負荷計劃負荷預報（測）、日開停機計劃、日發(fā)電計劃電網(wǎng)自動優(yōu)化控制自動發(fā)電控制（AGC）、自動電壓控制（AVC）、經(jīng)濟調(diào)度（EDC）、電力市場交

7、易系統(tǒng)調(diào)度員培訓仿真系統(tǒng)（DTS）從經(jīng)驗型調(diào)度到分析型調(diào)度 調(diào)度自動化主站系統(tǒng)基本組成通道柜：主要完成分站信號的接入功能，前置機CCM：提供數(shù)據(jù)采集、規(guī)約解釋、規(guī)約轉(zhuǎn)換等通信服務管理機ADM（服務器）：提供數(shù)據(jù)存儲，訪問服務計算分析服務器：提供電網(wǎng)計算分析和優(yōu)化控制MMI（人機交互）：提供系統(tǒng)監(jiān)控和維護主站系統(tǒng)的基本功能模塊前置通訊接收數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)人機界面數(shù)據(jù)發(fā)布報表處理系統(tǒng)互聯(lián)與其他系統(tǒng)接口等主站系統(tǒng)數(shù)據(jù)流向一次設備RTU控制機構變換裝置前置通訊測量量、狀態(tài)量、電度量YC YX DD控制量YK、YT采集控制數(shù)據(jù)處理服務器通 訊 通 道軟總線人機界面MMI接收、處理（還原實際值）其它數(shù)據(jù)

8、、信號控制對象軟總線主站系統(tǒng)的基本功能接受RTU或其他自動設備傳送的信號，主要包括YC、YX信號，通過規(guī)約解釋，得到信號的數(shù)值或狀態(tài)。通過圖形或表格顯示電網(wǎng)的運行狀態(tài)，供調(diào)度人員監(jiān)視電網(wǎng)的運行。通過YK，YT下發(fā)控制指令，供調(diào)度人員調(diào)控電網(wǎng)的運行。進行采集數(shù)據(jù)的存儲，計算等，提供基本的統(tǒng)計和報表。與下級和上級調(diào)度系統(tǒng)進行互聯(lián)，完成數(shù)據(jù)的交換和遠程控制。進行電網(wǎng)的計算分析和優(yōu)化控制，提供電網(wǎng)的自動監(jiān)控和優(yōu)化控制。調(diào)度自動化系統(tǒng)分站遠程終端單元（RTU）信號采集（YC、YX）控制功能（YK、YT）遙測數(shù)據(jù)采樣方式（DC、AC）變電站自動化系統(tǒng)的部分功能從傳統(tǒng)的RTU向微機保護發(fā)展變電站綜合自動化調(diào)

9、度自動化系統(tǒng)通信通信方式串行通信網(wǎng)絡通信通信規(guī)約CDTPOLLING配網(wǎng)自動化系統(tǒng)針對配電線路（饋線）的自動化基本功能SCADA監(jiān)控FA自動隔離故障與恢復供電地理信息系統(tǒng)（GIS）應用配電工作管理配電自動化概述 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備等 構成電力系統(tǒng)、配電網(wǎng)發(fā)電廠升壓變電站變電站變電站變電站220kV220kV220kV220kV變電站變電站變電站110kV110kV110kV35kV變電站10kV饋線調(diào)度自動化與

10、配網(wǎng)自動化的區(qū)別一般以監(jiān)控的對象來劃分界限配網(wǎng)自動化負責從變電站出來到用戶的線路調(diào)度自動化主要負責變電站和變電站間的線路調(diào)度自動化覆蓋了配電網(wǎng)的一部分功能上調(diào)度自動化主要著眼于為調(diào)度生產(chǎn)服務，提高調(diào)度的自動化水平和工作效率，生產(chǎn)監(jiān)控方面的多，管理方面的內(nèi)容少配網(wǎng)自動化主要著眼于為配電生產(chǎn)管理服務、提高配電管理的水平和工作效率，不僅生產(chǎn)監(jiān)控方面多，管理方面的內(nèi)容也多配電自動化系統(tǒng)的概念 利用現(xiàn)代電子技術、通信技術、計算機及網(wǎng)絡技術，將配電網(wǎng)實時信息、離線信息、用戶信息、電網(wǎng)結構參數(shù)、地理信息進行集成，構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

11、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/T 814-2002配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范配電自動化范圍配電自動化涉及的范圍主要是指10kV中壓系統(tǒng)及0.4kV級低壓，一般是從變電站的主變低壓10KV側(cè)和10KV母線開始，直至電力用戶為止。主變主變低壓側(cè)開關出線開關母線側(cè)刀閘出線刀閘饋線段饋線分段開關母線側(cè)刀閘主變側(cè)刀閘10KV母線配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的兩個方面實時的配電自動化系統(tǒng)配電SCADA監(jiān)控饋線自動化FA故障的自動隔離與非故障區(qū)自動恢復配電管理自動化系統(tǒng)AM/FM/GISDWM工作管理如何理解配網(wǎng)自動化配網(wǎng)自動化是一個比較大的范疇可以是一個大的集成系統(tǒng)；也可以是若干個系統(tǒng)的總稱；DM

12、S = DMA + DA = DMA + SCADA + FA DMS：配電管理系統(tǒng)DMA：配電管理自動化AM/FM/GIS：自動成圖、設施管理、地理信息系統(tǒng)DWM：配電工作管理DA：配電自動化SCADA：監(jiān)視控制FA：饋線自動化配網(wǎng)自動化的SCADA功能是最基本的功能之一和調(diào)度自動化的SCADA功能基本類似只是監(jiān)控的對象不同通常稱為配電SCADA饋線自動化功能（FA）網(wǎng)絡拓撲與帶電分析運行狀態(tài)、方式、供電路徑與方向故障定位故障區(qū)域的自動隔離非故障區(qū)域的自動恢復供電FA2FA3FA4FA5FA6FA7電壓-時間型就地模式故障處理原理（1）DL1#3#4#5#2#（3）1#3#4#5#2#DL（

13、2）1#3#4#5#DL2#（4）1#3#4#5#DL2#（5）1#3#4#5#DL2#（6）1#3#4#5#DL2#（7）1#3#4#5#DL2#（8）1#3#4#5#DL2#（9）1#3#4#5#DL2#（3）DL1#3#4#5#2#主站與FTU配合模式故障處理原理（1）DL1#3#4#5#2#（3）1#3#4#5#2#DL（2）1#3#4#5#DL2#（4）1#3#4#5#DL2#（5）1#3#4#5#DL2#遙控（3）DL1#3#4#5#2#兩種饋線自動化方式的比較與合理選擇基于自動化開關設備相互配合方式基于FTU和主站配合方式主要優(yōu)點結構簡單，建設費用低，不需要建設通信網(wǎng)絡，不存在電

14、源提取問題故障時隔離故障區(qū)域，正常時監(jiān)控配網(wǎng)運行，可以優(yōu)化運行方式，實現(xiàn)安全經(jīng)濟運行適應靈活的運行方式恢復非故障區(qū)域時可采取安全和最佳措施主要缺點僅在故障時起作用，正常運行時不能起監(jiān)控作用，因而不能優(yōu)化運行方式調(diào)整運行方式后，需要重新修改定值恢復非故障區(qū)域時，無法采取安全和最佳措施需要經(jīng)過多次重合，對設備的沖擊大結構復雜，建設費用較高，需要通訊網(wǎng)絡，存在電源提取問題所 需主要設備重合器、分段器等FTU、通信網(wǎng)絡、子站或主站系統(tǒng)等適用范圍農(nóng)網(wǎng)、負荷密度小的偏遠地區(qū)、供電途徑少于兩條的網(wǎng)城網(wǎng)、負荷密度大的地區(qū)、重要工業(yè)園、供電途徑多的網(wǎng)格狀配電網(wǎng)、對其它供電可靠性要求高的區(qū)域地理信息系統(tǒng)在電力系統(tǒng)

15、的應用AM：直觀反映電氣設備的圖形特征及整個電力網(wǎng)絡的實際布設FM：對電氣設備進行臺帳、資產(chǎn)管理，進行雙向查詢GIS：充分利用GIS的系統(tǒng)分析功能，利用GIS拓撲分析模型結合設備實際狀態(tài)進行運行方式分析，各種專題分析等配電網(wǎng)直接面向用戶，尤其是城市電網(wǎng)，布局、走線與地理關系密切，GIS技術應用十分必要泉州GIS概貌圖配電工作管理工作票管理操作票管理用戶業(yè)擴與報裝停電管理故障投訴、電話報修。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的組成系統(tǒng)組成層次：主站系統(tǒng)區(qū)域主站配電子站遠方終端FTU、TTU等通信網(wǎng)絡配電主站配電子站配電子站FTUFTUFTURTUTTUTTU配電區(qū)域主站FTU/RTUTTUFTU/RTUTTU配調(diào)中

16、心變電站/開閉所10kV饋線FTUFTUFTUFTUFTUFTUFTUFTUFTUFTU配網(wǎng)主站層配網(wǎng)子站層配網(wǎng)終端層配網(wǎng)自動化系統(tǒng)示意配電自動化主站系統(tǒng)配電自動化系統(tǒng)的控制與管理中心 配電自動化系統(tǒng)功能的集中體現(xiàn)在整個配電自動化系統(tǒng)結構的最高層一般由一組計算機和其它設備組成包含配電自動化的各種功能軟件配網(wǎng)自動化主站系統(tǒng)基本組成通道柜：主要完成分站信號的接入功能，前置機CCM：提供數(shù)據(jù)采集、規(guī)約解釋、規(guī)約轉(zhuǎn)換等通信服務管理機ADM（服務器）：提供數(shù)據(jù)存儲，訪問服務MMI（人機交互）：提供系統(tǒng)監(jiān)控和維護GIS服務器：提供地理信息系統(tǒng)服務及其應用支持調(diào)配一體化主站系統(tǒng)一體化設計實施調(diào)度自動化主站系

17、統(tǒng)功能配電自動化主站系統(tǒng)功能接收所有的RTU、FTU數(shù)據(jù)兩套系統(tǒng)之間無需接口功能一般只局限于實時監(jiān)控功能應用模式縣調(diào)：一套工作站，調(diào)配人員合一地調(diào)：一套系統(tǒng)，調(diào)度、配調(diào)工作站分設配網(wǎng)自動化終端設備是用于中低壓電網(wǎng)的各種遠方監(jiān)測、控制單元的總稱。饋線終端單元 FTU配電柱上開關監(jiān)控終端FTU開閉所（開關站）、環(huán)網(wǎng)柜監(jiān)控終端DTU配電變壓器監(jiān)控終端TTU配電變壓器的監(jiān)測與控制FTU與RTU的異同相同點都具備基本的監(jiān)控功能差別：FTU一般比RTU監(jiān)測量少，體積小FTU除了基本的監(jiān)控功能外，還具備故障檢測功能所處環(huán)境不同，F(xiàn)TU的環(huán)境更為惡劣溫度、濕度、電源等配電自動化通信的特點與要求特點：終端數(shù)量極

18、大通信節(jié)點分散通信距離短單個終端通信數(shù)據(jù)量少要求：適應現(xiàn)場運行條件，具有較高的可靠性在線路故障時保證正常的通信足夠的通信速率、具有雙向通信能力操作維護方便經(jīng)濟配電自動化常用通訊方式光纖通信方式點對點、主從式、雙環(huán)自愈、鏈狀無線方式無線擴頻通信、數(shù)傳電臺有線傳輸RS-485/422、有線載波、現(xiàn)場總線通信供應商直接電話線GPRS、CDMA1X小靈通配電線路載波典型配電通訊系統(tǒng)層次圖主 站 局 域 網(wǎng)(雙網(wǎng))SDH光節(jié)點SDH光節(jié)點以太網(wǎng)口2M E1口2M E1口2M E1口一層光纖環(huán)網(wǎng)終端服務器PCM設備終端層(FTU)光纖環(huán)網(wǎng)配變終端(TTU)RS485總線配變終端(TTU)光纖環(huán)網(wǎng)光M光M光M光M光MFTUFTUFTUTTU光M光M光M光MTTU