供配電系統(tǒng)自動化二38頁

1、 供配電系統(tǒng)自動化 目錄.ppt概 述變電所自動化 配電系統(tǒng)自動化本 章 小 結(jié)思考題與習(xí)題本章內(nèi)容概 述 供配電系統(tǒng)自動化包括供電系統(tǒng)自動化及配電系統(tǒng)自動化, 供電系統(tǒng)自動化又由發(fā)電廠自動化、變電站自動化及變電所自動化構(gòu)成，配電系統(tǒng)自動化在中國電機工程學(xué)會城市供電專業(yè)委員會起草的配電系統(tǒng)自動化規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則中給出了比較明確的定義。所謂配電系統(tǒng)自動化“是利用現(xiàn)代電子、計算機、通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將配電網(wǎng)在線數(shù)據(jù)和離線數(shù)據(jù)、配電網(wǎng)數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和地理圖形進行信息集成，構(gòu)成完整的自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)配電網(wǎng)及其設(shè)備正常運行及事故狀態(tài)下的監(jiān)測、保護、控制、用電和配電管理的現(xiàn)代化?！庇捎谄?，本章只

2、對變電所自動化和配電系統(tǒng)自動化作以介紹。 電力系統(tǒng)由發(fā)電廠、輸變電系統(tǒng)、配電系統(tǒng)和各種不同類型的負荷組成，由各級調(diào)度中心對電力系統(tǒng)的運行進行控制和管理。電力系統(tǒng)是一個大系統(tǒng)，而電能的生產(chǎn)、輸送及分配是在一個地域廣闊、涉及各行各業(yè)的區(qū)域內(nèi)進行的,加上電磁過程的快速性，因此對電力系統(tǒng)運行控制的有效性提出了很高的要求。對電力系統(tǒng)運行的基本要求是：保證安全可靠地發(fā)電及供電，要有合格的電能質(zhì)量，要有良好的經(jīng)濟性。概 述 由于電力負荷始終是變動的，加上系統(tǒng)故障的不可預(yù)見性，電力系統(tǒng)有多種運行狀態(tài)，要求電力系統(tǒng)的運行監(jiān)視及調(diào)度控制系統(tǒng)能夠進行快速、有效的判別和處理，以實現(xiàn)對電力系統(tǒng)運行的基本要求。電力系統(tǒng)各

3、種運行狀態(tài)及相互間的轉(zhuǎn)變關(guān)系如圖8.1所示。圖8.1 電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)變電所自動化一、變電所自動化的含義 變電所自動化是應(yīng)用控制技術(shù)、信息處理技術(shù)和通信技術(shù)，通過計算機系統(tǒng)或自動裝置，代替人工進行各種運行作業(yè)，提高變電所運行管理水平。變電所自動化包括綜合自動化技術(shù)、遠動技術(shù)、繼電保護技術(shù)及變電所其他智能技術(shù)等多種技術(shù)。 變電所綜合自動化是將變電所二次回路設(shè)備(包括控制、信號、測量、保護、自動及遠動裝置等)利用計算機技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)，經(jīng)過功能組合和優(yōu)化設(shè)計，對變電所執(zhí)行自動監(jiān)視、測量、控制和調(diào)節(jié)的一種綜合性自動化系統(tǒng)。它可以收集比較齊全的數(shù)據(jù)和信息，有計算機的高速運行能力和判斷功能，可以方便

4、地監(jiān)視和控制變電所內(nèi)各種設(shè)備的運行和操作。它是變電所的一種現(xiàn)代化技術(shù)裝備，是自動化和計算機、通信技術(shù)在變電所中的綜合應(yīng)用。它具有不同程度的功能綜合化，設(shè)備及操作、監(jiān)視計算機化，結(jié)構(gòu)分布分層化，通信網(wǎng)絡(luò)光纜化及運行管理智能化等特征。變電所綜合自動化為變電所的小型化、智能化、擴大監(jiān)控范圍及變電所安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟地運行，提供了現(xiàn)代化手段和基礎(chǔ)保證。它的應(yīng)用將為變電所無人值班，提供有力的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控支持，在此基礎(chǔ)上可實現(xiàn)高水平的無人值班變電所的運行管理。變電所自動化二、變電所綜合自動化的特點 1. 功能綜合化 變電所綜合自動化系統(tǒng)綜合了變電所內(nèi)除了交、直流電源以外的全部二次設(shè)備的功能。它以

5、計算機保護和監(jiān)控系統(tǒng)為主體，加上變電所其他智能設(shè)備，構(gòu)成功能綜合化的變電所自動化系統(tǒng)。根據(jù)用戶需求，還可以增加故障錄波、故障定位和小電流接地選線等功能。變電所綜合自動化系統(tǒng)是個技術(shù)密集，多種專業(yè)技術(shù)相互交叉、相互配合的系統(tǒng)。 2. 設(shè)備及操作、監(jiān)視計算機化 變電所綜合自動化系統(tǒng)的各子系統(tǒng)全部計算機化，完全摒棄了常規(guī)變電所中的各種機電式、機械式、模擬式設(shè)備、大大提高了二次系統(tǒng)的可靠性和電氣性能。不論是否有人值班，通過計算機上的CRT顯示器和鍵盤，就可以監(jiān)視全變電所的實時運行情況和對各開關(guān)設(shè)備進行操作控制。 3. 結(jié)構(gòu)分布、分層化 變電所綜合自動化系統(tǒng)是一個分布式系統(tǒng)，其中計算機保護、數(shù)據(jù)采集和控

6、制及其他智能設(shè)備等子系統(tǒng)都是按分布式結(jié)構(gòu)設(shè)計的，一個綜合自動化系統(tǒng)可以有十幾個甚至幾十個微處理器同時并行工作，實現(xiàn)各種功能。這樣一個由龐大的CPU群構(gòu)成的綜合系統(tǒng)用以實現(xiàn)變電所自動化的所有綜合功能。另外按變電所的物理位置和各子系統(tǒng)的不同功能，其綜合自動化系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)又按IEC標(biāo)準(zhǔn)分為兩層，即變電所層和間隔層，由此可構(gòu)成分散(層)分布式綜合自動化系統(tǒng)。 4. 通信局域網(wǎng)絡(luò)化、光纜化 從而使變電所綜合自動化系統(tǒng)具有較高的抗電磁干擾的能力，能實現(xiàn) 數(shù)據(jù)的高速傳輸，滿足實時要求，組態(tài)更靈活，可靠性也大大提高，而且大大簡化了常規(guī)變電所繁雜量大的各種電纜。 5. 運行管理智能化變電所自動化 智能化的含義

7、不僅是能實現(xiàn)自動化功能，如自動報警、報表生成、無功調(diào)節(jié)、小電流接地選線、故障錄波、事故判別與處理等以外，智能化還表現(xiàn)為能實現(xiàn)故障分析和故障恢復(fù)操作智能化，而且能實現(xiàn)自動化系統(tǒng)本身的故障自診斷、自閉鎖和自恢復(fù)功能，并實時地將其送往調(diào)度(控制)中心。此外，用戶可以根據(jù)運行管理的要求對其不斷擴展和完善?？傊冸娝鶎崿F(xiàn)綜合自動化可以全面的提高變電所的技術(shù)水平和運行管理水平，使其能適應(yīng)現(xiàn)代化大電力系統(tǒng)運營的需要。三、變電所綜合自動化的基本功能 1. 計算機保護 計算機保護包括線路保護、變壓器保護、饋出線保護、母線保護、電容器保護、備用電源自動投入裝置以及接地選線裝置等，變壓器及高壓線路則包括主保護和后

8、備保護。作為綜合自動化重要環(huán)節(jié)的計算機保護應(yīng)具有以下功能。 (1) 故障記錄報告(分辨率2ms)，且掉電保持。 (2) 時鐘校時(中斷或廣播方式或其他方式)。 (3) 存儲多套整定值，并能顯示整定值和當(dāng)?shù)匦薷恼ㄖ怠?(4) 實時顯示保護狀態(tài)(功能投入情況及輸入量等)。變電所自動化 (5) 與監(jiān)控系統(tǒng)通信，主動上傳故障信息、動作信息、動作值及自診斷信息，接受監(jiān)控系統(tǒng)選擇保護類型和修改保護整定值的命令等，與監(jiān)控系統(tǒng)通信應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約。 2. 數(shù)據(jù)采集 對變電站運行狀態(tài)的監(jiān)視和運行參數(shù)的實時采集是變電站綜合自動化的基本功能之一。變電站的運行參數(shù)包括狀態(tài)量、模擬量、脈沖量。 (1) 狀態(tài)量。變電站內(nèi)

9、檢測的狀態(tài)量主要有：斷路器、隔離開關(guān)的分合位置，變電站一次設(shè)備狀態(tài)及報警信號，變壓器分接頭位置信號等。 (2) 模擬量。變電站監(jiān)測的典型模擬量有：各段母線電壓，線路電壓、電流和功率值，饋線電流、電壓及功率值，頻率等。此外還有變壓器油溫、變電器室溫、直流電源電壓、所用電壓和功率等。 (3) 脈沖量。指脈沖電能表輸出的以脈沖信號表示的電度量。 3. 數(shù)據(jù)處理與記錄 變電站綜合自動化系統(tǒng)處理和記錄的數(shù)據(jù)主要包括如下。變電所自動化 變電站運行參數(shù)。包括輸電線路，變壓器的有功、無功、電壓、電流、功率因數(shù)、電能的統(tǒng)計計算；進線和母線電壓各次諧波電壓畸變率的分析；各類負荷報表的生成和負荷曲線的繪制。 變電站

10、事件記錄。例如，斷路器動作次數(shù)；斷路器切除故障時故障電流和跳閘操作次數(shù)的累計數(shù)；斷電保護裝置和各種自動裝置動作的類型、時間等。 越限報警和記錄。當(dāng)變電所內(nèi)設(shè)備運行參數(shù)越限時，在發(fā)出聲光報警的同時，記錄監(jiān)測量的名稱、限值越限值、時間等信息。 4. 控制與操作閉鎖 斷路器和隔離開關(guān)的分合，變壓器分接頭的調(diào)節(jié)以及電容器組的投切都可以通過綜合自動化系統(tǒng)的CRT屏幕進行操作。為防止計算機系統(tǒng)故障時無法操作被控設(shè)備，變電站綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)保留人工直接跳合閘手段。變電所自動化變電所自動化 操作閉鎖應(yīng)包括以下內(nèi)容： (1)操作出口具有跳、合閉鎖功能。 (2)操作出口具有并發(fā)性操作閉鎖功能。 (3)根據(jù)實時信

11、息，實現(xiàn)斷路器、刀閘操作閉鎖功能。 適應(yīng)一次設(shè)備現(xiàn)場維修操作的“計算機五防操作及閉鎖”功能，即：防止帶負荷拉、合隔離開關(guān)；防止誤入帶電間隔；防止誤分、合斷路器；防止帶電掛接地線；防止帶地線合隔離開關(guān)。CRT屏幕操作閉鎖功能，只有輸入正確的操作口令和監(jiān)護口令才有權(quán)進行操作控制。 5. 電壓、無功綜合控制 在供配電系統(tǒng)中，保證電壓合格，實現(xiàn)無功基本就地平衡是非常重要的控制目標(biāo)。在運行中，通常通過調(diào)整變壓器的分接頭，投切電容器組、電抗器組以及調(diào)整同步調(diào)相器，將電壓和無功潮流調(diào)整到預(yù)定值。 6. 通信功能變電所自動化 變電站綜合自動化系統(tǒng)的通信功能兼有RTU的全部功能，在實現(xiàn)遙測、遙信、遙控、遙調(diào)的基

12、礎(chǔ)上還增加了遠方修改整定保護定值、故障錄波與測距信號的遠傳等功能。系統(tǒng)的通信功能既包括系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)與上位機(監(jiān)控主機)及各子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信，還包括系統(tǒng)與上級(電力部門調(diào)度中心的信息交換)。通信系統(tǒng)的通信規(guī)約應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)和IEC標(biāo)準(zhǔn)。 7. 人機聯(lián)系功能四、 變電所綜合自動化的結(jié)構(gòu) 變電所綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式可分為集中式、分布集中組屏和分布分散式三種類型。 1. 集中式結(jié)構(gòu) 這種結(jié)構(gòu)的特點是將變電所中所有的保護、控制、數(shù)據(jù)采集、測量、遠動等都集中在一個控制器上，完成了變電所的集中控制，如圖8.2所示。但正是由于全部集中于一個控制器處理，導(dǎo)致控制器承擔(dān)的工作太多，常常顧此失彼，反映速

13、度慢。集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的可靠性低，功能有限，其系統(tǒng)的擴展性和維護性都較差，遠遠不能滿足國家標(biāo)準(zhǔn)和變電站實際運行要求。 變電所自動化圖8.2 集中式結(jié)構(gòu)示意圖2. 分布分散式結(jié)構(gòu) 變電站綜合自動化系統(tǒng)的分布分散結(jié)構(gòu)如圖8.3所示，是按回路設(shè)計的，它將變電站內(nèi)各回路的數(shù)據(jù)采集，計算機保護和監(jiān)控單元組合成一套裝置，就地安裝在數(shù)據(jù)源現(xiàn)場的開關(guān)柜上。每條回路對應(yīng)一套裝置，裝置的設(shè)備及裝置與裝置之間相互獨立，通過網(wǎng)絡(luò)電纜連接，與變電站主控機通信。該結(jié)構(gòu)的特點是減少了變電站內(nèi)的二次設(shè)備和電纜，節(jié)省了投資，簡化了維護。具有模塊化的特點，裝置相互獨立，系統(tǒng)中任一部分故障時，只影響部分，因此，提高了整個系統(tǒng)的可靠性

14、，也增強了系統(tǒng)的可擴展性和運行的靈活性 變電所自動化圖8.3 分布分散式結(jié)構(gòu)示意圖變電所自動化圖8.4 分散式集中組屏結(jié)構(gòu)3. 分散式集中組屏結(jié)構(gòu) 分散式集中組屏結(jié)構(gòu)按功能劃分成數(shù)據(jù)采集單元，控制單元和計算機保護單元等若干子模塊，然后分別集中安裝在變電站控制室的數(shù)據(jù)采集屏，控制屏和計算機保護屏上，通過網(wǎng)絡(luò)與主控機相連，如圖8.4所示。變電所自動化 這種按功能設(shè)計的模塊結(jié)構(gòu)的軟件相對簡單，調(diào)試維護方便，組態(tài)靈活。系統(tǒng)便于擴充和維護，整體可靠性高，其中一個環(huán)節(jié)故障，不會影響其他部分的正常運行。但因為采用集中組屏方式，所需連接電纜和信號電纜較多。因此，分布式集中組屏結(jié)構(gòu)適用于主變電所的回路數(shù)相對較少

15、，一次設(shè)備比較集中，從一次設(shè)備到數(shù)據(jù)采集柜和控制柜等所用的信號電纜不長，易于設(shè)計，安裝和維護管理的10kV35kV供配電系統(tǒng)變電所。配電系統(tǒng)自動化一、概述 隨著我國在經(jīng)濟上的可持續(xù)發(fā)展和人民物質(zhì)文化水平的不斷提高,用戶對電力需求越來越大，對供電質(zhì)量和供電可靠性的要求越來越高。尤其是在國家頒發(fā)的中華人民共和國電力法貫徹實施以后，電力已經(jīng)作為一種商品進入市場，接受用戶的監(jiān)督和選擇，對電力供應(yīng)中的停電影響要追究經(jīng)營者的責(zé)任。還有，高技術(shù)和精密裝備對電能也隨之提高，配電網(wǎng)供電可靠性已是電力經(jīng)營者必須考慮的主要問題。為此，加快城鄉(xiāng)電網(wǎng)的改造，加快配電系統(tǒng)自動化的進程就顯得尤為重要。 配電系統(tǒng)自動化是電力

16、系統(tǒng)自動化的必然趨勢，是綜合應(yīng)用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和圖形技術(shù)，將配電系統(tǒng)在正常和事故情況下的監(jiān)督、保護、控制和供電企業(yè)的工作管理有機融合在一起的綜合性先進技術(shù)。目前，歐美和日本等發(fā)達工業(yè)國家正在大力使用和推廣該技術(shù)，國內(nèi)部分電力企業(yè)也對此生產(chǎn)了濃厚的興趣。實踐表明，配電系統(tǒng)自動化可以大大提高配電網(wǎng)安全運行水平，提高供電質(zhì)量，降低人們的勞動強度并充分利用現(xiàn)有設(shè)備的能力 配電系統(tǒng)自動化二、 配電系統(tǒng)及其特點 電能是一種特殊的商品。為了遠距離傳送中降低損耗，需要提高電壓，實施高壓輸電；為了分配和使用，需要降低電壓，實施低壓配電、供電和用電。這樣，發(fā)電輸電配電就構(gòu)成了一個有機系統(tǒng)。通常把

17、由各種類型的發(fā)電廠、輸電設(shè)施和配電設(shè)施以及用電設(shè)備組成的電能生產(chǎn)與消費系統(tǒng)稱為電力系統(tǒng)。發(fā)電廠包括水電站、火電廠及核電站等；輸電設(shè)施包括輸電線路、變電站和開關(guān)站等，配電實施包括配電線路、配電變電站和配電變壓器等。電力系統(tǒng)的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動力裝置轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸電、變電和配電將電能供應(yīng)到用戶。 1. 配電系統(tǒng)概念 在電力系統(tǒng)中，各級電壓的電力線路及其聯(lián)系的變電站組成的統(tǒng)一體，稱為電力網(wǎng)。電力網(wǎng)又可分為輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)。從發(fā)電廠發(fā)出的電能通過輸電網(wǎng)送往消費電能的地區(qū)，再由配電網(wǎng)將電力分配至用戶。配電區(qū)域內(nèi)的配電線及配電設(shè)施的總稱叫配電系統(tǒng)，如圖8.5所示。配電系統(tǒng)自動化 它由變電

18、站、配電站、配電變壓器及二次變電站以下各級電力線路、發(fā)電廠直配線路和進戶線及用電設(shè)備組成。 配電網(wǎng)的主要功能是從輸電網(wǎng)接受電能，并逐級分配或就地消費，即將高壓電能降低至方便運行又適合用戶需要的各級電壓，組成多層次的配電網(wǎng)向用戶供電。配電網(wǎng)按配電線路形式分，有架空配電網(wǎng)和電纜配電網(wǎng)。按電壓等級分，有高壓配電網(wǎng)(10kV以上)、中壓配電網(wǎng)(10kV、6kV、3kV)圖8.5 配電系統(tǒng) 配電系統(tǒng)自動化和低壓配電網(wǎng)(1kV以下)；按所在的地域或服務(wù)對象分，有城市配電網(wǎng)(向一個城市及其郊區(qū)分配和供應(yīng)電能的電力網(wǎng))和農(nóng)村配電網(wǎng)(向縣范圍內(nèi)的農(nóng)村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、縣城供電的電力網(wǎng))。 2. 電網(wǎng)特點 1) 城市配電網(wǎng)

19、的主要特點 (1) 配電網(wǎng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)較高，在安全與經(jīng)濟合理平衡下，要求供電有較高的可靠性。 (2) 用戶對供電質(zhì)量要求較高。 (3) 深入城市中心地區(qū)和居民密集區(qū)，負載相對集中，發(fā)展速度快，因此在規(guī)劃時應(yīng)留有發(fā)展余地。 (4) 配電網(wǎng)的接線較復(fù)雜，要保證調(diào)度上的靈活性、運行上的供電連續(xù)性和經(jīng)濟性。 (5) 對配電設(shè)施要求高。因為城市配電網(wǎng)的線路和變電站要考慮占地面積小、容量大、安全可靠、維護量小及城市景觀等各方面因素。 (6) 隨著配電網(wǎng)自動化水平的提高，對供電管理水平的要求越來越高。 2) 農(nóng)村配電網(wǎng)的主要特點配電系統(tǒng)自動化 (1) 存在建設(shè)無規(guī)劃，布局不合理，施工無設(shè)計，設(shè)備質(zhì)量差等先天不

20、足。 (2) 供電分布面積廣，線路長，負載小而分散；用電的季節(jié)性強，設(shè)備利用率低。 (3) 農(nóng)電隊伍不穩(wěn)定，專業(yè)水平不理想。 (4) 農(nóng)電用戶多數(shù)是鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、農(nóng)業(yè)排灌和農(nóng)民生活用電，專業(yè)安全用電知識較欠缺，嚴(yán)重影響安全供用電。 另外，我國配電網(wǎng)還有一個顯著特點，就是中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地，目前還有采用中性點經(jīng)電阻接地方案的。這些接地方式的選擇主要是從供電的可靠性、電網(wǎng)的各種運行工況、故障時異常電壓和電流對供電設(shè)備的影響、有關(guān)的設(shè)備供應(yīng)情況、有關(guān)的設(shè)計技術(shù)和繼電保護技術(shù)要求等方面考慮的。所以，配電系統(tǒng)自動化的實施必須結(jié)合我國配電網(wǎng)的具體實際情況來進行。三、 配電系統(tǒng)自動化的概念配電系統(tǒng)自動

21、化 中國電機工程學(xué)會城市供電專業(yè)委員會起草的配電系統(tǒng)自動化規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則給配電系統(tǒng)自動化作了比較明確的定義，本章開始即作了介紹。配電系統(tǒng)自動化的內(nèi)容眾多，但可以根據(jù)自動化設(shè)備、裝置、系統(tǒng)所涉及的職能部門進行劃分，大致由以下幾個方面的內(nèi)容組成。 (1)配電網(wǎng)調(diào)度自動化。包括配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控(SCADA)、配電網(wǎng)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，以輔助調(diào)度員做好配電網(wǎng)運行工作。 (2)配電自動化。它包含變電站自動化和饋線自動化。 變電站自動化(Substation Automation，SA)包括配電站、開閉所自動化。它是利用現(xiàn)代計算機技術(shù)、通信技術(shù)將變電站的二次設(shè)備(包括信號系統(tǒng)、測量儀表、繼電保護、自動裝

22、置和遠動裝置等)經(jīng)過功能組合和優(yōu)化設(shè)計，利用先進的計算機技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號處理技術(shù)，實現(xiàn)對全變電站的主要設(shè)備和輸、配電線路的自動監(jiān)視、測量、自動控制和計算機保護以及與調(diào)度通信等綜合性的自動化功能,實現(xiàn)變電站的自動化。配電系統(tǒng)自動化 饋線自動化(Feeder Automation，F(xiàn)A)是指配電線路的自動化，包括故障自動隔離和恢復(fù)供電系統(tǒng)，饋線數(shù)據(jù)檢測和電壓、無功控制系統(tǒng)。主要是在正常情況下，遠方適時監(jiān)視饋線分段開關(guān)與聯(lián)絡(luò)開關(guān)的狀態(tài)及饋線電流、電壓情況，并實現(xiàn)線路開關(guān)的遠方分合閘操作；在線路故障時，能自動的記錄故障信息、自動判別和隔離饋線故障區(qū)段以及恢復(fù)對故障區(qū)段的供電。 (3)

23、 配電管理系統(tǒng)(Distribution Management System，DMS)就是把配電網(wǎng)控制中心的各種監(jiān)視、控制和管理功能，其內(nèi)容包括配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控(SCADA)和各種高級應(yīng)用軟件(PAS)等，連同配電自動化(DA)一起，稱為配電管理系統(tǒng)。 (4) 配電圖資系統(tǒng)(AM/FM/GIS)。配電圖資系統(tǒng)是自動繪圖(Automatic Mapping，AM)、設(shè)備管理(Facilities Management，F(xiàn)M)、地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System，GIS)的總稱，也是配電系統(tǒng)自動化的基礎(chǔ)。AM就是自動繪圖，包括制作、編輯、修改與管理圖形，這

24、些圖形可以是地圖、設(shè)計圖或各種其他圖形。一般是用數(shù)字化儀器將以城市街區(qū)地圖為背景的配電網(wǎng)絡(luò)接線圖及其供電區(qū)域，按一定的規(guī)定輸入到計算機中，形成一種由數(shù)據(jù)支持的可檢索的配電網(wǎng)地理位置數(shù)字地圖。FM是利用數(shù)字化地圖及其數(shù)據(jù)庫，進行配電設(shè)備的管理。GIS是為了獲取、存儲、檢索、分析與顯示空間定位數(shù)據(jù)而建立的計算機化的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 配電系統(tǒng)自動化 (5) 需方用電管理(Demand Side Management，DSM)。與傳統(tǒng)的負荷管理不同，它不是由電力部門(供方)單方面管理用戶負荷，而是千方百計地調(diào)動用戶的積極性，使電力的供需雙方共同對用電市場進行管理，以達到提高供電可靠性，減少能源消耗和供需

25、雙方的費用支出的目的。其內(nèi)容包括負荷監(jiān)控、管理和遠方抄表、計費自動化兩方面。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)和信息集成技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，配電自動化中的適時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)庫與配電管理系統(tǒng)及配電圖資系統(tǒng)相結(jié)合，進行信息集成，構(gòu)成完整的自動化系統(tǒng)，也就是我們目前所說的配電系統(tǒng)自動化。四、配電系統(tǒng)自動化的意義和目的 我國配電系統(tǒng)自動化的發(fā)展是電力市場和經(jīng)濟建設(shè)的必然結(jié)果。長期以來配電網(wǎng)的建設(shè)未得到應(yīng)有的重視，建設(shè)資金短缺，設(shè)備技術(shù)性能落后，事故不斷發(fā)生，嚴(yán)重影響了人民生活和經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，隨著電力的發(fā)展和電力市場的建立，配電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)顯得尤為突出，形成電力需求與電網(wǎng)設(shè)施不協(xié)調(diào)的局面。 隨著市場觀念的轉(zhuǎn)

26、變和電力發(fā)展的需求，配電系統(tǒng)的自動化已經(jīng)作為供電企業(yè)十分緊迫的任務(wù)。城市電網(wǎng)，從20世紀(jì)80年代就意識到配電網(wǎng)的潛在危險，1990年5月召開了全國城網(wǎng)工作會議，指出了城市配電網(wǎng)在電力系統(tǒng)的重要位置，要求采取性能優(yōu)良的電力設(shè)備，以提高供電能力，保證供電質(zhì)量。 配電網(wǎng)綜合實施改造是實施配電系統(tǒng)自動化的前提，沒有合理的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的設(shè)備是不可能實現(xiàn)配電系統(tǒng)自動化的。但由于早期的配電網(wǎng)已經(jīng)基本形成，只能在原來配電網(wǎng)的基礎(chǔ)上進行改造，因此難度大，要力爭達到自動化的目的，做好統(tǒng)籌規(guī)劃，從設(shè)備上符合現(xiàn)代城市的發(fā)展要求。對城市配電網(wǎng)電力設(shè)備的基本要求是技術(shù)上先進、運行安全可靠、操作維護簡單、經(jīng)濟合理、節(jié)約能

27、源及符合環(huán)境保護要求。 實現(xiàn)配電系統(tǒng)自動化的意義在于：有利于在配電網(wǎng)正常運行時，通過監(jiān)視配網(wǎng)運行工況，優(yōu)化配網(wǎng)運行方式；有利于滿足和保證供電的質(zhì)量，符合高新技術(shù)裝備和居民家用電器的要求，避免高峰低谷，電壓幅值和頻率以及諧波對用戶所產(chǎn)生的不良影響；有利于在保證供電可靠性的前提下，確保電力用戶用電的時效性，滿足電力用戶的供電需求；有利于降低配電系統(tǒng)自動化配電系統(tǒng)自動化電網(wǎng)的損耗，提高網(wǎng)絡(luò)的供電能力，減少用戶的停電機率；有利于提高配電網(wǎng)設(shè)備的可靠性運行能力，大大地減輕運行人員的勞動強度和維護費用；由于實現(xiàn)了配電系統(tǒng)自動化，可以合理控制用電負荷，從而提高了設(shè)備的利用率；由于采用了自動化設(shè)備，當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)

28、生故障或異常運行時，能快速隔離故障區(qū)段，及時恢復(fù)非故障區(qū)域用戶的供電，縮短對用戶的停電時間，減少停電面積，這樣就有利于提高設(shè)備的故障判斷能力和自動隔離故障，恢復(fù)非故障線路的供電條件；采用自動抄表記費，可以保證抄表記費的及時和準(zhǔn)確，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和工作效率，并可為用戶提供自動化的用電信息服務(wù)。 例如，山東省高密城區(qū)在城區(qū)配電網(wǎng)改造調(diào)整之前，城區(qū)10kV線路的線損率為2.67%，配網(wǎng)自動化工程實施之后，線損率降為1.52%，下降了1.15個百分點；可靠率由原來的 96%提高到99.96%；1999年供電量為30732.2萬kWh，按此計算每年節(jié)約電量為353.4萬kWh，節(jié)能效益按0.40元/

29、(kWh)計算，每年節(jié)約141.36萬元。由于在配網(wǎng)自動化工程實施過程中，運用了大量新技術(shù)、新產(chǎn)品和免維護設(shè)備，并實現(xiàn)了環(huán)網(wǎng)供電，有效減少了事故、檢修的停電范圍，減少了停電次數(shù)和停電時間，帶來了可觀的社會效益和經(jīng)濟效益。每年按多供電50h計算，多供電量為175.4萬kWh，多供電效益為87.7萬元。配電系統(tǒng)自動化 實現(xiàn)配電系統(tǒng)自動化的主要目的是： (1) 提高電網(wǎng)供電的可靠性。這是配電自動化最根本和最首要的目的。目前我國的現(xiàn)狀供電可靠率還不能滿足現(xiàn)代工業(yè)和居民生活用電的要求，與發(fā)達國家相比差距較大。通過城市電網(wǎng)改造，到“九五”末，全國大多數(shù)城市電網(wǎng)的供電可靠率RS3(不記限電)應(yīng)當(dāng)達到99.7

30、%以上，有一批城市電網(wǎng)供電可靠率RS3應(yīng)達99.95%以上，RS1(計入全部影響停電因素)達到99.8%，爭取部分供電企業(yè)達到先進水平，即RS3達到99.98 %、RS1達到99.9%。如果不采用配電自動化，要實現(xiàn)這個目標(biāo)是根本不可能的。 (2) 提高配電網(wǎng)的供電質(zhì)量和降低線損。目前，用電市場對供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量提出了新的、更高的要求，所以提高供電質(zhì)量和降低線損，也是城市電網(wǎng)自動化的重要目的。我國電網(wǎng)1995年的統(tǒng)計網(wǎng)損率為8.77%，而世界經(jīng)濟發(fā)達國家的平均網(wǎng)損率僅為3%5%。以某城區(qū)供電局為例，該局年最高負荷約為150MW，年售電量約8億kWh，如果能加強城網(wǎng)改造，合理進行網(wǎng)絡(luò)配置以及優(yōu)化

31、無功補償，降低線損率0.10%，經(jīng)初步測算就可節(jié)省300萬元以上。配電系統(tǒng)自動化 (3) 提高用戶滿意度。供電部門除了在供電可靠性和電壓質(zhì)量上要使用戶滿意外，還應(yīng)當(dāng)使用戶不為用電煩惱。例如，對實行分時電價制的用戶，可利用配電自動化通道協(xié)助他們合理停用或投入一些耗能設(shè)備，既保證設(shè)備發(fā)揮作用，又可節(jié)約電費。 (4) 提高供電部門的勞動生產(chǎn)率。供電部門提高勞動生產(chǎn)率的主要途徑是實現(xiàn)配電自動化，例如，變電站實現(xiàn)綜合自動化后為實現(xiàn)無人職守創(chuàng)造了條件，配電線路的在線監(jiān)測和遙控為及時提供線路運行狀況，減少故障巡查和處理創(chuàng)造了條件，這些都有利于提高勞動生產(chǎn)率。當(dāng)前我國配電網(wǎng)仍處于方案的探索時期，特別是我國配電

32、網(wǎng)的規(guī)模及覆蓋面，市場之大是任何一個經(jīng)濟發(fā)達或發(fā)展中國家無法比擬的，而我國配電網(wǎng)的發(fā)展也是隨經(jīng)濟發(fā)展同步進行的，我國的配電網(wǎng)與國外配電網(wǎng)有多方面的區(qū)別，不可能完全照搬，應(yīng)該在吸收國外先進技術(shù)和設(shè)備的基礎(chǔ)上，進行中國配電網(wǎng)改造和自動化的研究。五、配電系統(tǒng)自動化的基本功能及實現(xiàn)原則配電系統(tǒng)自動化 由于配電系統(tǒng)自動化所包含的功能五花八門，不可能用一個單一簡單的方式來說明配電系統(tǒng)自動化所包含的各種功能。本書遵循以下3個分析原則來說明配電系統(tǒng)自動化的功能。原則一，電網(wǎng)功能和用戶功能區(qū)別開來；原則二，在線功能和計劃功能區(qū)別開來；原則三，運行工作和維修工作區(qū)別開來。因此配電系統(tǒng)自動化的主要功能有：配電網(wǎng)運行

33、和管理功能，運行計劃模擬和優(yōu)化功能，運行分析和維護管理功能，用戶負荷監(jiān)控和故障報修功能。 1. 配電網(wǎng)運行和管理功能 1) 配電網(wǎng)運行監(jiān)視 對配電網(wǎng)的運行監(jiān)視是指通過采集配電網(wǎng)上的狀態(tài)量(如開關(guān)位置和保護動作情況等)和模擬量(電壓、電流和功率等)及能量，從而對配電網(wǎng)的運行狀況進行監(jiān)視。 它包括配電網(wǎng)及變電站運行狀態(tài)監(jiān)視、電網(wǎng)負荷監(jiān)視、電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)監(jiān)視、切換動作監(jiān)視、報警監(jiān)視和設(shè)備越限運行的監(jiān)視。配電網(wǎng)運行狀態(tài)監(jiān)視能使電力公司隨時掌握電網(wǎng)接線狀況和負荷狀況，也可幫助判明用戶故障報修和管理現(xiàn)場工作班的地點。配電系統(tǒng)自動化 電網(wǎng)負荷監(jiān)視是對中壓和低壓電網(wǎng)的負荷提供最佳可能的估算，也能計算整個電網(wǎng)的電

34、壓和設(shè)備負載，并能檢測出過電壓或負載等問題。 電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)監(jiān)視是當(dāng)高壓/中壓變電站或中壓電網(wǎng)中的開關(guān)位置變化時，自動而且?guī)缀跏峭瑫r地更新網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。切換動作監(jiān)視是記錄所有進入系統(tǒng)的工作內(nèi)容，對每組切換動作的細節(jié)全都記錄下來。 2) 配電網(wǎng)運行的控制 對配電網(wǎng)運行的控制是指在需要的時候，遠方控制開關(guān)的合閘或跳閘以及有載調(diào)壓變壓器的分接頭，以達到所期望的目的(如滿足電壓質(zhì)量的要求、負荷平衡和無功補償?shù)?。其內(nèi)容包括就地自動控制和地區(qū)遙控。就地自動控制是僅需要就地信息而無需要知道電網(wǎng)接線狀況就可進行控制的動作。它是由變電站的控制設(shè)備就地實現(xiàn)的操作，如通過本身安裝的繼電保護和重合閘裝置實現(xiàn)自動跳閘或

35、重合閘；變壓器的有載分接開關(guān)、電容器的投切開關(guān)通過按遠方整定的整定值就地自動控制切換或投切等，都屬于就地自動控制功能。地區(qū)遙控是協(xié)調(diào)各個就地功能，它是由運行人員通過各類通道向設(shè)備發(fā)出投切的控制而完成的操作的，也可以由運行人員通過流動終端站向現(xiàn)場工作班發(fā)出工作命令后再就地實現(xiàn)操作。 配電系統(tǒng)自動化 3) 配電網(wǎng)的保護 配電網(wǎng)的保護功能是指檢測和判斷故障區(qū)段，并隔離故障區(qū)域，維持正常區(qū)域供電。 4) 故障診斷分析與恢復(fù)供電 它包括用戶故障信息的收集，根據(jù)用戶故障報修對低壓電網(wǎng)的故障進行診斷與定位分析；根據(jù)繼電保護及斷路器動作情況和故障檢測動作情況對中壓電網(wǎng)的故障進行診斷與定位分析，恢復(fù)供電操作和現(xiàn)

36、場搶修的安排。 5)運行情況統(tǒng)計及報告 它包括運行計劃資料、管理控制資料和維修資料，在配電網(wǎng)數(shù)據(jù)管理中的配電運行動態(tài)數(shù)據(jù)中記錄和更新。 2. 運行計劃模擬和優(yōu)化功能 1) 配電網(wǎng)運行模擬 它包括配電網(wǎng)負荷的估計、有功和無功潮流計算、倒閘操作的模擬(例如確定最合理的變壓器分接頭位置、電容器投切的整定、確定環(huán)網(wǎng)中開環(huán)點的最適當(dāng)位置等)和事故的模擬計算等。事故的模擬計算包括饋線的各種類型短路的計算和冷負荷起動的計算(冷負荷起動的計算是用于估計電網(wǎng)上重新接通的負荷值)。 2) 倒閘操作計劃的編制 它包括編制遙控或遙控操作命令及委派現(xiàn)場操作人員的操作任務(wù)的計劃，對倒閘操作后可能影響用戶用電的分析和及時通

37、知用戶等內(nèi)容。 3) 入網(wǎng)關(guān)口電量的計劃和優(yōu)化 根據(jù)配電網(wǎng)的負荷及潮流，合理安排各入網(wǎng)關(guān)口的電量，這樣不僅使購買成本最低，損耗最小，又能保證供電質(zhì)量。 3. 運行分析和維護管理功能 它主要是對配電網(wǎng)故障和供電質(zhì)量反饋的信息進行運行分析(如控制裝置及配電設(shè)備的誤動作及故障分析、電網(wǎng)故障分析和電能質(zhì)量分析等)，以及根據(jù)設(shè)備狀況進行維修計劃的編排，制定打印工作任務(wù)單，對維修工作的班組進行跟蹤管理及對維修結(jié)果進行分析以得知維修的費用和效益。 配電系統(tǒng)自動化 配電系統(tǒng)自動化 4. 用戶負荷監(jiān)控和故障報修功能 1) 用戶端負荷和電能質(zhì)量的遙測 通過對用戶端負荷的遙測，可以了解該用戶的負荷曲線和特性，用于統(tǒng)

38、計分析以建立負荷預(yù)測模型；通過對電流、電壓、三相不平衡度、短時或瞬時斷電、電壓偏移率以及諧波的測量，可以診斷向用戶供應(yīng)的電能質(zhì)量。 2) 用戶端負荷和表計的控制 根據(jù)與用戶的合同遙控整定表計的參數(shù)，可按日和季度不同電費的分時電價來調(diào)節(jié)用戶的用電量，通過自動裝置遙控用戶的大型空調(diào)機、電熱水器等的分時投切，使其隨電價的變化而調(diào)節(jié)用電。在電網(wǎng)發(fā)生意外情況時遙控改變用戶的電力供應(yīng)整定值以實現(xiàn)有效的電力平衡等。 3) 用戶故障報修處理系統(tǒng) 它包括用戶故障報修的人工應(yīng)接記錄和自動應(yīng)接記錄。將用戶報修信息輸入配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)，為分析事故提供準(zhǔn)確的信息，根據(jù)調(diào)度對事故的分析和處理估計向用戶提供可能恢復(fù)供電的

39、大致時間，并列入語音處理裝置，作為對用戶應(yīng)答的內(nèi)容。 配電系統(tǒng)自動化 目前，配電系統(tǒng)自動化的功能還在進一步的完善之中。配電系統(tǒng)自動化是電力發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物。隨著電力市場及水平的提高，配電系統(tǒng)面臨著一場新的改革和發(fā)展，配電系統(tǒng)自動化必將進一步得到完善。但是配電系統(tǒng)自動化在中國仍然是一種新生事物，要采取科學(xué)的態(tài)度、實事求是的原則，加強我國配電網(wǎng)自動化的研究，因地制宜地進行配電網(wǎng)的改造。因此，無論是大中城市配電網(wǎng)還是小型城市、縣級城市甚至農(nóng)村配網(wǎng)，在實施配電系統(tǒng)自動化過程中主要應(yīng)考慮以下幾個原則： (1) 統(tǒng)籌考慮，全面規(guī)劃。主要是需密切結(jié)合配電系統(tǒng)建設(shè)改造規(guī)劃，同步制定配電系統(tǒng)自動化規(guī)劃，

40、同時要同步考慮通信規(guī)劃，以確保數(shù)據(jù)和信息的快速通暢傳遞，既利于快速監(jiān)視控制，又利于信息共享。例如農(nóng)村電網(wǎng)即將結(jié)束的二改三工程就為以后的配電系統(tǒng)自動化打下了堅實的基礎(chǔ)。 (2) 分析現(xiàn)狀，優(yōu)化設(shè)計。自動化規(guī)劃必須從現(xiàn)狀出發(fā)，分析地區(qū)配電網(wǎng)的實際應(yīng)用情況，如本地區(qū)配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、設(shè)備狀況、現(xiàn)有自動化程度、現(xiàn)有負荷及其發(fā)展趨勢(數(shù)量及用電特性、用電性質(zhì)、對電能質(zhì)量和供電可靠性要求等)。找出本地區(qū)配電網(wǎng)存在的問題，本著實事求是的精神，進行優(yōu)化設(shè)計并確定具體目標(biāo)。要充分注意自動化系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)性、開放性、集成性、可擴充性、安全性和可維護性。 配電系統(tǒng)自動化 (3) 因地制宜，分布實施。我國各地經(jīng)濟基礎(chǔ)不同，發(fā)展很不平衡?？上却致缘胤譃閹最?，并制定出自動化功能的基本配置，各城市進一步制定實施細則和具體方案。由于各城市經(jīng)濟發(fā)展水平不同，配電網(wǎng)及其自動化程度當(dāng)然也不同，所以各城市首先要實事求是地正確定位，然后根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H，恰當(dāng)選定自動化的裝置配備和功能配置，構(gòu)成符合實際的、切實可行的、有效益的配電系統(tǒng)自動化規(guī)劃。制訂規(guī)劃后，要有計劃的分布實施，并應(yīng)先作試點