配電自動化課件-第一章-概述

第一章概述定義：由各級電壓的電力線路將發(fā)電廠、變電所和電力用戶聯(lián)系起來的一個發(fā)電、輸電、配電和用電的整體，稱為電力系統(tǒng)。功能：將自然界的一次能源通過發(fā)電裝置轉(zhuǎn)化為電能，再經(jīng)輸電、變電和配電將電能供應(yīng)到用戶。發(fā)電輸電變電配電用電發(fā)電機升壓變壓器高壓輸電輸電區(qū)域變電所中低壓配電降壓變電所發(fā)電廠750kV區(qū)域電網(wǎng)…220kV輸電地方變電所地方電網(wǎng)…110kV配電網(wǎng)的功能：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。第一節(jié)配電系統(tǒng)及其特點一、配電系統(tǒng)概念配電系統(tǒng)：配電區(qū)域內(nèi)的配電線及配電設(shè)施的總稱。配電系統(tǒng)組成：變電站、配電站、配電變壓器及二次變電站以下各級線路、發(fā)電廠直配線路和進戶線及用電設(shè)備。

2023/2/1第4頁輻射狀或弱網(wǎng)狀的線路網(wǎng)絡(luò)輻射狀或弱網(wǎng)狀的線路網(wǎng)絡(luò)電源側(cè)220（110）kV110（35）kV10kV380（220）V負荷端高壓配電系統(tǒng)中壓配電系統(tǒng)低壓配電系統(tǒng)配電系統(tǒng)示意圖2023/2/1第5頁配電網(wǎng)按電壓等級分類配電網(wǎng)高壓配電網(wǎng)（10KV以上）中壓配電網(wǎng)（10、6、3kV）低壓配電網(wǎng)（1KV及以下）配電網(wǎng)按所在地域或服務(wù)對象分：城市配電網(wǎng)和農(nóng)村配電網(wǎng)。配電網(wǎng)按配電線路形式分：架空配電網(wǎng)和電纜配電網(wǎng)。二、配電網(wǎng)的特點1、城市配電網(wǎng)的主要特點深入城市中心和居民密集點，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。用戶對供電質(zhì)量要求高。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。2023/2/1第7頁配電網(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。隨著配電網(wǎng)自動化水平的提高，對供電管理水平也要求越來越高。對配電設(shè)施要求較高。2、農(nóng)村配電網(wǎng)的主要特點供電線路長，分布面積廣，負載小而分散；用電季節(jié)性強，設(shè)備利用率低。發(fā)展速度快，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)量差等先天不足。2023/2/1第10頁農(nóng)電隊伍不穩(wěn)定，專業(yè)水平不理想。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，用戶安全用電知識較貧乏，嚴(yán)重影響安全供用電。第二節(jié)

配電系統(tǒng)自動化的概念配電系統(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)等配電網(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。2023/2/1第13頁沈陽工程學(xué)院配電系統(tǒng)自動化的組成配電網(wǎng)調(diào)度自動化配電自動化（變電站自動化和饋線自動化）配電管理系統(tǒng)配電圖資系統(tǒng)需方用電管理2023/2/1第14頁計算機遠動裝置異常報警打印數(shù)據(jù)存儲屏幕顯示電網(wǎng)模擬圖人機對話調(diào)度員配電網(wǎng)設(shè)備配電網(wǎng)設(shè)備配電網(wǎng)調(diào)度自動化①

數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控

SCADA是配電自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能，是遠動四遙（遙測、遙信、遙控、遙調(diào)）功能的深化與擴展，使得調(diào)度人員能夠從主站系統(tǒng)計算機界面上，實時監(jiān)視配電網(wǎng)設(shè)備運行狀態(tài)，并進行遠程操作和調(diào)節(jié)。配電網(wǎng)調(diào)度自動化電壓管理系統(tǒng)

實現(xiàn)配電網(wǎng)無功優(yōu)化、自動調(diào)整變壓器分接頭檔位、控制無功補償設(shè)備的投切，以保證供電電壓合格、線損最小。 由于配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且不可能收集到完整的在線及離線數(shù)據(jù)，實際上很難做到真正意義上的無功分布優(yōu)化。實際是采用現(xiàn)場自動裝置，以某控制點（通常是補償設(shè)備接入點）的電壓及功率因數(shù)為控制參數(shù)，就地調(diào)整變壓器分接頭檔位、投切無功補償電容器。配電網(wǎng)調(diào)度自動化故障隔離和斷電管理系統(tǒng)

國內(nèi)外中壓配電網(wǎng)廣泛采用“手拉手”環(huán)網(wǎng)供電方式，并利用分段開關(guān)將線路分段。在線路發(fā)生永久性故障后，配電自動化系統(tǒng)自動定位線路故障點，跳開兩端的分段開關(guān)，隔離故障區(qū)段，恢復(fù)非故障線路的供電，以縮小故障停電范圍，加快故障搶修速度，減少停電時間，提高供電可靠性。配電網(wǎng)調(diào)度自動化①變電站自動化（SA）完成變電所保護、監(jiān)控及遠動功能。SA系統(tǒng)的繼電保護以及重合閘、備用電源自投、低周低壓減載等自動控制功能實際上是不依賴于上級主站獨立運行的；它與MS/SCADA系統(tǒng)的聯(lián)系，體現(xiàn)在為SCADA系統(tǒng)提供變電所實時運行信息，并接受遠程控制調(diào)節(jié)命令上。配電自動化1.3.1配電網(wǎng)自動化的基本功能④負荷管理

配電自動化系統(tǒng)監(jiān)視用戶電力負荷狀況，并利用降壓減載、對用戶可控負荷周期性投切、事故情況下拉閘限電三種控制方式，削峰、填谷、錯峰，改變系統(tǒng)負荷曲線的形狀，以提高電力設(shè)備利用率，降低供電成本。 需方用電管理（DSM，DemandSideManagement），供電企業(yè)不再是單方面地管理用戶負荷，而是根據(jù)用戶不同用電特性、用電量和結(jié)合天氣情況及建筑物的供暖特性，依據(jù)市場化的電價機制，如分時電價、論質(zhì)電價等，對用戶負荷及其經(jīng)營的分布式發(fā)電資源進行直接或間接控制，供需雙方共同進行供電管理，以節(jié)約電力、降低供電成本、推遲電源投資、減少電費支出，形成雙贏局面。1.3.1配電網(wǎng)自動化的基本功能⑤遠程抄表系統(tǒng) 自動抄表（AMR，AutomaticMeterReading）是通過通信網(wǎng)絡(luò)，讀取遠方用戶電表的有關(guān)數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行存儲、統(tǒng)計及分析，生成所需報表與曲線，支持分時電價的實施，并加強對用戶用電的管理和服務(wù)。 不少供電企業(yè)為了便于實施及管理，采取了建設(shè)單獨的AMR系統(tǒng)的做法。在一些電力市場化比較完善的國家，實行供用分離，供電企業(yè)只負責(zé)電網(wǎng)的管理，售電及讀表由獨立的售電商負責(zé)。1.3.1配電網(wǎng)自動化的基本功能（2）配電網(wǎng)管理自動化：指離線的或?qū)崟r性不強的設(shè)備管理、停電管理、用電管理等功能。 ①設(shè)備管理 設(shè)備管理（FM）功能在地理信息系統(tǒng)（GIS）平臺上，應(yīng)用自動繪圖（AM）工具，以地理圖形為背景繪出并可分層顯示網(wǎng)絡(luò)接線、用戶位置、配電設(shè)備及屬性數(shù)據(jù)等。支持設(shè)備檔案的計算機檢索、調(diào)閱，并可查詢、統(tǒng)計某區(qū)域內(nèi)設(shè)備數(shù)、負荷、用電量等。1.3.1配電網(wǎng)自動化的基本功能②檢修管理 在設(shè)備檔案管理的基礎(chǔ)上，制定科學(xué)的檢修計劃，對檢修工作票、倒閘操作票、檢修過程進行計算機管理，提高檢修水平與工作效率。③停電管理 對故障停電、用戶電話投訴（TC，TroubleCall）以及計劃停電處理過程進行計算機管理，能夠減少停電范圍，縮短停電時間，提高用戶服務(wù)質(zhì)量。1.3.1配電網(wǎng)自動化的基本功能④規(guī)劃與設(shè)計管理 配電自動化系統(tǒng)對配電網(wǎng)規(guī)劃所需的地理、經(jīng)濟、負荷等數(shù)據(jù)進行集中存儲、管理，并提供負荷預(yù)測、網(wǎng)絡(luò)拓撲分析、短路電流計算等功能，不僅可以加速配電網(wǎng)設(shè)計過程，而且還可使最終得到的設(shè)計方案達到經(jīng)濟、高效、低耗的目的。⑤用電管理 對用戶信息及其用電申請、電費繳納等進行計算機管理，提高業(yè)務(wù)處理效率及服務(wù)質(zhì)量。1.3.1配電網(wǎng)自動化的基本功能②饋線自動化系統(tǒng)簡稱FA（FeederAutomation）系統(tǒng)，是指中、高壓的饋線自動化，特別是10kV饋線。以SCADA監(jiān)控功能為基礎(chǔ)，完成中壓電網(wǎng)的自動故障定位、隔離及恢復(fù)供電功能。③配電網(wǎng)的通信系統(tǒng)為實現(xiàn)各種遠距離監(jiān)測、控制的信息傳遞，必須建立相應(yīng)的通信系統(tǒng)。配電網(wǎng)通信系統(tǒng)主要有配電線載波、脈動（音頻）控制、工頻控制、公用電話網(wǎng)、光纖、微波等通信方式。1.3.1配電網(wǎng)自動化的基本功能④DFACTS技術(shù)

應(yīng)用于配電網(wǎng)的柔性交流輸電系統(tǒng)（FACTS）技術(shù)。主要指固態(tài)斷路器（SSB）、靜態(tài)調(diào)相器或靜態(tài)無功補償器（STATCOM）、動態(tài)電壓恢復(fù)器（DVR）、諧波抑制裝置等。⑤遠方抄表系統(tǒng)

簡稱AMR系統(tǒng)，主要完成遠方讀表及計費管理功能。在供電企業(yè)內(nèi)AMR系統(tǒng)往往是相對獨立的，為了避免重復(fù)投資，SCADA系統(tǒng)可以從AMR系統(tǒng)獲取用戶負荷運行狀態(tài)數(shù)據(jù)。1.3.1配電網(wǎng)自動化的基本功能（2）配電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)檢測與監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA） 簡稱SCADA系統(tǒng)，調(diào)度值班人員通過該系統(tǒng)，對配電網(wǎng)進行監(jiān)視、控制與協(xié)調(diào)，因此，又將其稱為配電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)；同時，它還是實現(xiàn)各種配電網(wǎng)運行自動化高級應(yīng)用功能的基本平臺。 實際上，配電網(wǎng)調(diào)度管理包括遠程監(jiān)視、故障處理、停電管理等更為廣泛內(nèi)容，因此，廣義的配電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)指的是一切完成配電網(wǎng)運行自動化功能的系統(tǒng)。1.3.1配電網(wǎng)自動化的基本功能（3）配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)（GIS） 即AM/FM/GIS，它以GIS為平臺，對一個地理區(qū)域上的配電設(shè)備及其生產(chǎn)技術(shù)進行管理。 GIS可以作為一個獨立的系統(tǒng)運行，完成一些離線的配電網(wǎng)管理功能（如設(shè)備管理功能），也可以與SCADA系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，實現(xiàn)更為完善的配電管理自動化功能（例如停電管理功能）。1.3.1配電網(wǎng)自動化的基本功能（4）配電網(wǎng)的負荷管理（LM）

根據(jù)用戶的用電量、電價、氣候條件等因素進行綜合分析，制定負荷控制策略和計劃；對集中負荷進行監(jiān)視、管理與控制；此外，還有估計負荷的預(yù)報模型和控制方案評價研究的功能。1.3.1配電網(wǎng)自動化的基本功能（5）配電網(wǎng)的應(yīng)用軟件

基本應(yīng)用軟件：潮流計算、網(wǎng)絡(luò)拓樸分析、狀態(tài)估計、短路電流計算、電壓無功控制、負荷預(yù)報等。派生應(yīng)用軟件：網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、變電站負荷分配、饋電線負荷分配、按相平衡負荷等。專用應(yīng)用軟件：小區(qū)負荷預(yù)報、投拆電話熱線處理、設(shè)備管理等。1.3.1配電網(wǎng)自動化的基本功能（6）工作管理系統(tǒng)（WMS） 對配電網(wǎng)中的設(shè)備進行監(jiān)測、并對采集的數(shù)據(jù)進行分析，以確定設(shè)備的實際狀態(tài)，并據(jù)此確定狀態(tài)檢修或進行計劃檢修。（7）調(diào)度員培訓(xùn)模擬系統(tǒng)（DTS） 通過仿真軟件給出模擬的配電網(wǎng)對調(diào)度員進行培訓(xùn)。可幫助調(diào)度員在模擬操作時能判別操作的正確性，從而提高調(diào)度的安全性；還可供作配電網(wǎng)發(fā)展后各種預(yù)想運行方式的操作，以判斷規(guī)劃設(shè)計方案的可靠性、安全性。1.3.1配電網(wǎng)自動化的基本功能（8）需方用電管理（DSM） 指電力供需雙方通過電力市場實現(xiàn)密切配合，建立一個良好的生產(chǎn)與消費的關(guān)系，達到提高供電可靠性，減少能源消耗及供需雙方的費用支出的目的。

DSM與LM的區(qū)別在于DSM要求用戶有效參與，而LM方式下，用戶是被動的。第四節(jié)

配電系統(tǒng)自動化的基本功能及實現(xiàn)原則配電系統(tǒng)自動化的基本功能：配電網(wǎng)運行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。2023/2/1第34頁沈陽工程學(xué)院一、配電網(wǎng)運行和管理功能配電網(wǎng)運行監(jiān)視配電網(wǎng)運行的控制配電網(wǎng)的保護故障診斷分析與恢復(fù)供電運行情況統(tǒng)計及報告2023/2/1第35頁沈陽工程學(xué)院二、運行計劃模擬和優(yōu)化功能配電網(wǎng)運行模擬倒閘操作計劃的編制入網(wǎng)關(guān)口電量的計劃和優(yōu)化2023/2/1第36頁沈陽工程學(xué)院三、運行分析和維護管理功能對配電網(wǎng)故障和供電質(zhì)量反饋的信息進行運行分析，以及根據(jù)設(shè)備狀況進行維修計劃的編制，制訂打印工作任務(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。2023/2/1第37頁沈陽工程學(xué)院四、用戶負荷監(jiān)控和故障報修功能用戶端負荷和電能質(zhì)量的遙測用戶端負荷和表計的控制用戶故障報修處理系統(tǒng)2023/2/1第38頁沈陽工程