配網(wǎng)自動化其他關鍵問題

1、第5章 配網(wǎng)自動化其他關鍵問題5.1 一體化的配網(wǎng)SCADA系統(tǒng)5.2 電能表及抄表系統(tǒng)5.3 負荷控制和管理系統(tǒng)5.4 配電自動化地理信息系統(tǒng)5.1一體化的配網(wǎng)SCADA系統(tǒng) 總體框圖：調(diào)度MIS100M 以太網(wǎng)配網(wǎng)GIS/維護工作站主服務器備服務器WEB服務器通信服務器通信服務器控制LAN網(wǎng)SPS打印服務器配網(wǎng)調(diào)度工作站配網(wǎng)管理工作站配電子站變電站智能型電纜分支箱智能環(huán)網(wǎng)柜監(jiān)控終端智能變壓器終端PVS配電線通信線RTU配電SCADA通信、服務器及工作站部分配電SCADA系統(tǒng)-市區(qū)供電分局、計算機網(wǎng)絡、通信網(wǎng)絡區(qū)域站的設置：將分散的控制器集結成若干點-區(qū)域站按距離遠近劃成小區(qū)，區(qū)域站設在所有

2、監(jiān)控對象較近點；區(qū)域站設在供電的110kV變電站內(nèi)。調(diào)度MIS100M 以太網(wǎng)配網(wǎng)GIS/維護工作站主服務器備服務器WEB服務器通信服務器通信服務器控制LAN網(wǎng)打印服務器配網(wǎng)調(diào)度工作站配網(wǎng)管理工作站配電SCADA變電站部分：配電SCADA系統(tǒng)測控對象：10kV線路上分段開關、聯(lián)絡開關-FTU；10kV配電變壓器-TTU；10kV開閉所和重要配電變電站-RTU；供電的110kV變電站的10kV線路-地調(diào)或區(qū)調(diào)轉發(fā)裝置。SPS配電子站智能型電纜分支箱智能環(huán)網(wǎng)柜監(jiān)控終端智能變壓器終端PVS配電線通信線RTU配電SCADA系統(tǒng)組織的基本方式配電SCADA系統(tǒng)的體系結構圖形站圖形站數(shù)據(jù)處理機前置機A前置

3、機B服務器通道切換ABBBCBBBBDA-二次集結區(qū)域站B-一次集結區(qū)域站C-RTUD-FTU主干通道次主干通道配電SCADA LAN思考題1、配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)監(jiān)控對象和內(nèi)容包括哪些？2、什么是區(qū)域工作站？為什么設置？有哪些設置方式？ 5.2 電能表及抄表系統(tǒng)電能表的發(fā)展和現(xiàn)狀抄表系統(tǒng)綜述采用IC卡電能表的預付費系統(tǒng)自動抄表技術5.2.1 電能表的發(fā)展和現(xiàn)狀電能表的發(fā)展機械式電能表-感應式電能表造價低、經(jīng)久耐用對電源瞬變及各種頻率的無線電干擾不敏感精度較低、功能單一機械電子式多功能電能表精度仍然同機械式相同水平功能不夠豐富整體式、分體式電子式電能表全電子器件，又稱為靜止式或固態(tài)電能表測量精

4、度高、性能穩(wěn)定、功耗低、體積小、重量輕豐富的功能：復費率、各種記錄等5.2.1 電能表的發(fā)展和現(xiàn)狀性能機械式電能表電子式電能表準確度0.53.0級0.012.0級頻率范圍4555Hz401000Hz外磁場影響較大較小安裝要求3無特殊要求過載能力4倍510倍功率消耗大小電磁兼容好差價格低高維護簡單復雜功能擴展性差好5.2.2 抄表技術綜述（1/2）抄表計費的幾種方式：手工抄表方式；本地自動抄表方式-便攜式自動抄表設備（紅外線就地抄表、無線電就地抄表、超聲波就地抄表）；移動式自動抄表方式-車載收發(fā)裝置（一定距離內(nèi)）；預付費電能計費方式-磁卡、IC卡、預付費電能表；遠程自動抄表方式-通信媒體、電表軟

5、件、局內(nèi)計算機。預付費電能計量方式： 投幣式預付費電能表；磁卡式預付費電能表；IC卡式預付費電能表。5.2.2 抄表技術綜述（2/2）預付費計費方式與遠程自動抄表計費方式的比較：“預付費”不能使供電管理部門及時了解用戶的實際情況和對電能的需求，難掌握用電規(guī)律、確定最佳供電方案；“預付費”需要改革供電部門的售電機構，廣設售電網(wǎng)點；“預付費”對拖欠電費限電，對用戶和供電企業(yè)都會造成損失，應該通過法律手段解決；“自動抄表”自動化程度高、先進，計算機網(wǎng)絡與營業(yè)管理結合，是配電自動化的一部分。結合銀行計算機聯(lián)網(wǎng)，實行銀行自動劃撥，有效保護電力企業(yè)的合法權益。但需要通信網(wǎng)-建設投資。5.2.3 采用IC卡

6、電能表預付費系統(tǒng)（1/2）IC預付費復費率電能表原理框圖時鐘芯片報警器電能測量讀寫卡微處理器IC卡LED顯示漏電保安器用電負荷電流電壓IC卡由5個功能模塊組成：微處理器：CPU；工作緩沖器：用戶中間數(shù)據(jù)RAM；程序存貯器：ROM；數(shù)據(jù)存貯器：用戶數(shù)據(jù)EEPROM；通信單元：與外部裝置的串行異步通信。內(nèi)部串行總線CPUSIORAMROMEEPROMIC卡采用IC卡電能表預付費系統(tǒng)（2/2）預付費電能計費管理系統(tǒng)：售電終端：日常售電、用戶查詢、系統(tǒng)管理、打印制表；售電管理計算機網(wǎng)絡（一般采用多級結構）。典型的售電管理系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡的組成中央級售電管理網(wǎng)絡地區(qū)級售電管理網(wǎng)絡地區(qū)級售電管理網(wǎng)絡地區(qū)級售

7、電管理網(wǎng)絡地區(qū)級售電管理網(wǎng)絡售電終端售電終端售電終端售電終端售電終端售電終端售電終端售電終端售電終端售電終端日常售電售電終端用戶查詢系統(tǒng)管理打印制表售電反饋用戶用電情況查詢電價查詢操作員授權操作員登記電價管理當天構電情況當月構電情況當年構電情況5.2. 4自動抄表技術-遠程自動抄表技術（1/6）遠程自動抄表（AMR-Automatic Meter Reading）：一種不需要人員到達現(xiàn)場就能完成自動抄表的新型抄表方式。遠程自動抄表電能計費系統(tǒng)的發(fā)展：集中式脈沖(CCP)處理方式-分布式直接(DDT)傳送方式CCP:不具備數(shù)字傳輸能力，無法實現(xiàn)管理可靠性差，故障情況下丟數(shù)據(jù)電磁干擾造成計量誤差無

8、法對電表配置進行遠方更改，無法發(fā)揮智能性DDT：直接由多功能電子式電能表利用數(shù)據(jù)通信傳送通信方式可以很靈活電表本身具有采集、存儲和處理電表數(shù)據(jù)的功能可預先編程，主動上報5.2.4自動抄表技術-遠程自動抄表技術（2/6）遠程自動抄表電能計費系統(tǒng)的組成：抄表集中器：將系統(tǒng)中電能表的數(shù)據(jù)進行一次集中后上傳；抄表交換機（抄表中繼器）：系統(tǒng)中的二次集中設備；電能表：脈沖電能表、智能電能表；電能計費中心的計算機網(wǎng)絡：管理層設備。自動抄表系統(tǒng)的遠程傳輸通道：利用電話線實現(xiàn)遠方抄表；利用低壓配電線載波實現(xiàn)遠方抄表；利用負荷監(jiān)控信道實現(xiàn)遠方抄表。自動抄表技術-遠程自動抄表技術（3/6）遠程自動抄表系統(tǒng)的典型方案

9、-四級網(wǎng)絡遠程抄表計算機系統(tǒng)1號變臺抄表交換機2號變臺抄表交換機3號變臺抄表交換機抄表集中器抄表集中器脈沖電能表智能電能表公用電話網(wǎng)低壓配電線載波低壓配電線載波低壓配電線載波RS-485自動抄表技術-遠程自動抄表技術（4/6）遠程自動抄表系統(tǒng)的典型方案-三級網(wǎng)絡遠程抄表計算機系統(tǒng)集中器/交換機集中器/交換機集中器/交換機脈沖電能表智能電能表公用電話網(wǎng)低壓配電線載波RS-485智能電能表自動抄表技術-遠程自動抄表技術（5/6）遠程自動抄表系統(tǒng)的典型方案-采用無線電臺遠程抄表計算機系統(tǒng)1號變臺抄表交換機2號變臺抄表交換機3號變臺抄表交換機低壓配電線載波低壓配電線載波低壓配電線載波抄表集中器智能電能

10、表RS-485抄表集中器智能電能表RS-485抄表集中器智能電能表RS-485抄表集中器智能電能表RS-485主叫電臺自動抄表技術-遠程自動抄表技術（6/6）利用遠程自動抄表實現(xiàn)防竊電配電區(qū)域總電能表抄表交換機抄表集中器用戶電能表RS-485抄表集中器用戶電能表RS-485抄表集中器用戶電能表RS-485低壓配電線載波收發(fā)信機低壓配電線載波收發(fā)信機配電變壓器低壓配電線載波收發(fā)信機低壓配電線載波收發(fā)信機低壓饋線總電能表低壓饋線總電能表低壓饋線總電能表思考題1、電能表發(fā)展經(jīng)歷了哪幾個階段？各種電能表有什么特點？2、抄表計費方式有哪幾種？各采用什么手段完成？3、遠方自動抄表計費系統(tǒng)由哪幾部分組成？各

11、部分的作用或功能如何？4、自動抄表系統(tǒng)的遠程傳輸通道有哪些？5.3負荷控制和管理系統(tǒng)5.3.1 負荷控制系統(tǒng)的概念和類型5.3.2 負荷控制系統(tǒng)的基本結構和功能5.3.3 無線負荷控制系統(tǒng)5.3.4 音頻、載波混合負荷控制系統(tǒng)5.3.1 負荷控制系統(tǒng)的概念和類型實現(xiàn)計劃用電、節(jié)約用電、安全用電的技術手段。電力負荷控制（Load Control ）：按通信傳輸方式分類音頻電力負荷控制；無線電電力負荷控制；配電線載波電力負荷控制；工頻電力負荷控制；混合電力負荷控制。電力負荷控制系統(tǒng)的組成：負荷控制中心（Load Control Centre）：主控站；負荷控制終端（ Load Control Te

12、rminal Unit）：被控端；電力負荷控制：對用戶的用電負荷進行控制的技術措施。負荷控制終端（1/3）單向終端（One Way Terminal Unit） ：只能接收命令遙控開關（Remote Switch）：負荷開關分、合操作遙控定量器（ Remote Load Control Limiter）：定值、遙控雙向終端（Two Way Terminal Unit） ：雙向數(shù)據(jù)通信三遙控制終端：遙測、遙信、遙控；雙向控制終端；負荷控制終端（2/3）典型雙向控制終端組成框圖收/發(fā)開關發(fā)射接收調(diào)制調(diào)制接口送話器8098微處理器I/O接口一次儀表負荷控制終端（3/3）典型三遙控制終端組成框圖配電

13、儀表 控制盤緩沖時鐘信道STD總線CPU脈沖量匹配開關入打印機A/D開關出鍵盤/顯示打印/通信緩沖緩沖緩沖鍵盤電 網(wǎng)5.3.2 負荷控制系統(tǒng)的基本結構和功能計劃用電管理部門大用戶市（地）調(diào)度中心市（地）負荷控制中心縣（區(qū)）負荷控制中心中小用戶變電站中小用戶基本結構負荷控制系統(tǒng)的功能-主控機功能（1/3）管理功能編制負荷控制實施方案；日、月、年各種報表打印；負荷控制功能定時發(fā)送系統(tǒng)分區(qū)、分組廣播命令，進行跳、合閘操作；發(fā)送功率控制、電能量控制的投入和解除命令；峰、谷各時段的設定和調(diào)整；對終端功率、功率控制時段、電能量定值的設定和調(diào)整；分時計費電能表的切換；系統(tǒng)對時；發(fā)送電能表讀數(shù)凍結命令；定時和

14、隨機遠方抄表。負荷控制系統(tǒng)的功能-主控機功能（2/3）數(shù)據(jù)功能數(shù)據(jù)合理性檢查；計算處理功能；畫面數(shù)據(jù)自動刷新；異常、越限或事故告警；檢查確認操作密碼口令及操作命令檢查、確認并打印記錄；實時負荷曲線繪制，圖表顯示和拷貝；隨機查詢。系統(tǒng)自診斷自恢復功能主控機雙機自動/手動切換；系統(tǒng)軟件運行異常的顯示告警，自動或手動自恢復；主控站通信機長發(fā)告警和保護信道切換指示；顯示整個系統(tǒng)硬件（包括信道）的工作狀態(tài)。負荷控制系統(tǒng)的功能-主控機功能（3/3）通信功能與電力調(diào)度中心交換信息；與上級負荷控制中心或計劃用電管理部門交換信息；與計算機網(wǎng)絡通信。其他功能調(diào)試時與終端通話功能；對配電網(wǎng)中各種電氣設備分、合閘操作

15、及運行監(jiān)視功能。負荷控制系統(tǒng)的功能-負荷控制終端功能-必須；-可選擇；-不需要。當?shù)貓缶h方控制遠方設置定值當?shù)卦O置定值SOE當?shù)仫@示當?shù)卮蛴￠_關狀態(tài)采集電壓采集日月分時電量記錄最大需量記錄電能脈沖記錄功 能雙向三遙終端雙向控制終端遙控定量器遙控開關CRT或數(shù)碼數(shù)碼數(shù)碼燈光5.3.3 無線電負荷控制系統(tǒng)負控中心計算機系統(tǒng)主電臺備用電臺單向負控終端雙向負控終端雙向負控終端雙向負控終端雙向負控終端中繼站專用頻率（國家無線電管委會）調(diào)制方式：移頻鍵控中繼站：無人值守；單向終端：只接收主控站命令-遙控；雙向終端：接收主控站命令-遙控、 向主控站發(fā)送被控信息-遙信；負控終端的2個重要技術參數(shù)：基準靈敏度

16、：保證正確接收、最小射頻信號輸入電壓值；特征頻率：發(fā)信機對應邏輯“1”和“0”的移頻鍵控負載頻率。5.3.4 音頻、載波混合負荷控制系統(tǒng)增音器：復雜配電網(wǎng)、信號衰減大的區(qū)域。市（地）調(diào)度中心Modem電臺負控中心計算機網(wǎng)絡電話網(wǎng)Modem當?shù)乜刂破鬏d波信號收發(fā)信機耦合設備電 臺當?shù)乜刂破鬏d波信號收發(fā)信機耦合設備電 臺當?shù)乜刂破鬏d波信號收發(fā)信機耦合設備雙向終端單向終端雙向終端單向終端雙向終端單向終端變電站變電站變電站增音器思考題1、負荷控制和管理的意義是什么？包括哪些內(nèi)容？2、負荷控制系統(tǒng)是怎樣組成的？各組成部分有什么功能？5.4 配電自動化地理信息系統(tǒng)5.4.1 配電地理信息系統(tǒng)5.4.2 地

17、理信息系統(tǒng)的組成5.4.3 配電地理信息系統(tǒng)的功能5.4.1 配電自動化地理信息系統(tǒng)（GIS）地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System)：用現(xiàn)代化方法，采集、測量、分析、存貯、管理、顯示、傳播和應用與地理空間分布有關的數(shù)據(jù)的一門綜合和集成的信息科學和技術。應用最早的領域：自然資源開發(fā)；環(huán)境保護和土地利用規(guī)劃；城市建設規(guī)劃。突出特點：數(shù)據(jù)可視化在電力系統(tǒng)的應用現(xiàn)狀（存在問題）：總體規(guī)劃或設計方案不全面：深度不到位、應用覆蓋面不全；運行所需的基礎數(shù)據(jù)不全：建立周期長、及時更新困難；未解決好GIS與EMS/SCADA、DAS等的數(shù)據(jù)圖模共享問題。難點一：基礎數(shù)據(jù)庫的建

18、立和更新；難點二：軟件功能不全、深度不夠（開發(fā)商缺乏電力知識、使用單位無二次開發(fā)能力）。5.4.2 地理信息系統(tǒng)的組成硬件配置軟件配置數(shù)字化儀解析繪圖儀掃描儀測繪儀器計算機 屏幕鍵盤 Mouse硬盤光盤磁帶機打印機繪圖儀計算機網(wǎng)絡操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMSGIS開發(fā)平臺及工具GIS應用軟件操作系統(tǒng)：核心DBMS：資料數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)應用軟件：ex. 配電網(wǎng)GIS5.4.3 配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的功能數(shù)據(jù)預處理功能圖形數(shù)據(jù)的錄入、轉換和編輯：道路圖、建筑物分布圖、行政區(qū)規(guī)劃圖、地形圖；配電網(wǎng)設備分布圖；等；屬性數(shù)據(jù)的錄入、轉換和編輯：配電線路的長度、電纜型號、線路編號、額定電流；配變型號、編號、

19、名稱、安裝位置、投運時間、檢修情況、額定電流、實驗報告；屬性數(shù)據(jù)與圖形數(shù)據(jù)的掛接：實現(xiàn)基于圖形的查詢和管理；與配電SCADA的實時數(shù)據(jù)接口及圖形轉換：從SCADA獲取實時信息轉換到GIS；將GIS地理圖轉換成SCADA配電網(wǎng)結構圖。目標：站內(nèi)自動化 饋線自動化 地理信息管理 負荷信息管理 用戶抄表與自動計費配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的功能圖形操作與制圖輸出設備分布圖的顯示：縮放、平移、全圖、層圖；設備運行圖的數(shù)據(jù)及運行狀態(tài)信息顯示；網(wǎng)絡沿線追蹤顯示；無縫圖幅實時顯示：無延時漫游顯示；自動生成反映網(wǎng)絡運行情況的圖表；工程圖紙輸出：系統(tǒng)網(wǎng)絡設備分布圖及其屬性數(shù)據(jù)復合生成的工程圖、工程圖與屬性表混合輸出、全局圖和局部圖。配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的功能站內(nèi)自動化子系統(tǒng)地理信息管理配電設備的信息查詢：小區(qū)變、箱式變、10kV開閉所、柱上開關、電桿、臺變等；站內(nèi)運行方式分析：設備運行狀態(tài)分析、設備運行狀態(tài)實時顯示、開關變位的追蹤分析（事故重演）；配電站供電范圍分析顯示：供電區(qū)域圖形顯示、指標（用戶數(shù)量、用電量、電壓質(zhì)量）統(tǒng)計分析；故障區(qū)域分析與