配网自动化系统的组成和作用.docx

配网自动化系统的组成和作用中文摘要：配网自动化是一个庞大复杂的 综合性很高的系统性工程，包含电力企业中与配电系统有关的全部功能数据流和控制。从而保证对用户的供电质量，提高服务水平，减少运行费用的观点来看，配网自动化是一个统一的整体。配网自动化系统采用分层分布式结构，配电主站层、配电子站层、配电终端层。其系统内部分为硬件系统和软件系统。其系统的作用大致分为九个方面：配网SCADA；对10kV馈线的快速故障诊断、隔离和自动恢复供电功能；无功/电压控制，配网潮流分析计算；网络拓扑分析及最优开关程序(网络重构)；负荷控制与管理；远方抄表、电量电价分析、自动计费和管理的研究；GIS/AM/FM的联网、应用与开发；DMS与EMS的联网及数据共享；DMS与MIS的联网及数据共享。日本语摘要：配網大复雑自动化高総合的电力企业中、配电関流制御機能備。供給保証、品质、向上减運行料金観点、網自动化全体画一的。配网自动化采用配电主站构造、支援立、配电层、配電子機器。内部。作用大分九方面。前言配电自动化系统，亦称配电管理系统(DMS)或配电自动化/需求方管理系统(DA/DSM)，是包括110/10kV变电所的10kV馈线，开闭所、二次配电站和用户在内的配电系统的整体数字自动化与能源管理系统，通过这一系统来完成对配电同一用户(尤其是城市电网用户)的集中监视、优化运行控制与管理，达到高可靠性、高质量的供电，降低供电成本和为广大用户提供优质服务的目的。配网自动化系统是利用了现代电子技术、计算机和网络技术及现代通信技术，将配电网数据和用户数据、电力网结构和地理图形进行信息综合，构成完整的自动化系统，实现配网及其设备正常运行和事故状态下的智能化监测、保护和控制。正文1、配网自动化系统的结构配网自动化系统采用分层分布式结构，一般情况分为三层：配电主站层、配电子站层、配电终端层。在系统的各个层面之间通过通信介质建立通信联系，进行信息交换，实现对整个配电网的最优管理。1.1配电主站层配电主站从整体上对各配电子战进行监控，分析系统的运行状态，协调各子站、终端之间的关系，实现实时数据迅速更新和共享。配电网自动化系统可以在Unix平台、Windows2000环境、UNIX+Windows2000混合平台中运行。配网自动化系统通过采用通用的网络TCP/IP蜥蜴，商用Oracle关系数据库，C+、Java编程语言等，符合IEEE POSIX1003.0开放式标准，是一个完全开放的系统体系结构，充分保证了系统的开放性。1.2配电子站层配网监控子站是配网自动化系统的中间层，向上与配网主站等各个系统进行计算机通信，完成终端设备数据的集中和转发，可以实现遥测、遥信、遥控、当地监控即故障隔离等功能；并将实时数据中转到配电主站的通信处理机上。该层不仅和配电主站形成一个高速局域网，还与各配电终端形成一个数据通信网。1.3配电终端层配电终端层是整个系统的最底层，配网自动化终端包括安装在柱上的FTU、安装在配变上的TTU和安装于开闭所、配电站、环网单元的FTU等，主要完成对柱上开关、支线开关配电变压器、开闭所、配电室、开网开关、箱式变等各种现场信息的采集、监控并执行上级下发的控制命令的功能；并在必要时（通信中断时）执行本身赋予的网络重构中的就地智能化功能。2、配网自动化系统的组成2.1 硬件系统 按功能分由四部分组成，即：配调中心主站计算机系统(DA/DSM Master);110/10kV(或35/10kV或开闭所)：分站微机监控系统(Mini Submaster)；10kV馈线杆上智能电子设备(IED)；配电网通讯系统。 现简要说明如下： (1)配调中心主站计算机系统：采用“客户服务器”结构的多用户多任务的台布式系统，选MS公司的Windows NT做为操作和管理系统，具有开放标准平台和灵活、易扩展、统一风格的特点。 主站通常配置2台服务器，12台操作员工作站，1台维护开发工作站，2台前置机控制器(或通讯服务器)及网络打印机，磁带机及网络接口器件等，由于采用了“客户服务器”分布式结构和Windows NT操作系统，因而硬件的配置灵活性很大，根据配网规模的大小，硬件平台的规模可灵活选择。 (2)变电所/开闭所级分站微机监控系统： 电工控586微机为核心构成分站系统，负责对本站馈线有关的杆上设备的通讯、数据收集及控制功能，同时还完成同主站的数据通讯，在该监控机上还实现故障检测、隔离、供电恢复和故障定位等功能。 (3)杆上智能电子设备： 包括杆上RTU、电容器组控制器、故障指示器、脉冲电能表等等。 (4)通讯设备： 配调中心主站对各变电所及开闭所之间采用专用通讯电缆或一点多址无线或点对点(多点)扩频无线。 变电所(开闭所)对各杆上智能设备可选择多种通讯方式(有线、无线或光缆)，根据用户具体情况，将设备和选用最佳方案。 2.2 软件系统 操作系统：采用MS公司近几年推出的Windows NT作为操作系统。 （1）系统软件包括： *Windows NT Server *Windows NT Workstation （2）开发语言工具： *VC+4.2 *VB4.0 *OFFICE等 （3）数据库管理软件： *SQL Server for Windows NT *实时数据库管理系统(自行设计) （4）支持软件： *通讯管理(CM) *人机会话(MMI) *应用接口(API) （5）应用软件： *配网自动化 SCADA *DMS软件：包含在主站和分站上开发的各种DMS功能。3、配网自动化系统的作用3.1配网SCADA功能： 是对市、区内10kV馈线上各个监测点(如分段开关、电容器开关、手拉手开关等)线路上运行参数进行遥测，对开关进行遥控，以便实现集中监控和实施配网自动化功能(DMS)，配网SCADA是配网自动化的基础，是实现DMS的先决条件，它与地区调度系统的主要区别在于采用大量智能仪器分散放置在室外10kV线路的杆上，通过高可靠有效的数据通讯设备将它们同主站连在一起，再通过运行一整套DMS软件来实现所要达到的目标，因而总体来说配网自动化系统较电网调度自动化系统更为复杂。 3.2对10kV馈线的快速故障诊断、隔离和自动恢复供电功能： 这是一套对10kV馈线故障区段进行自动判别、隔离自动恢复供电的程序，分由变电所监控机来实现和由控制中心主控计算机来完成两种方案，所要达到的目标是在馈线发生故障后的数十秒钟内完成对故障线路区段的分离和完成部分的恢复供电，程序还应完成最佳供电路径的选择，以保证恢复供电后的电压水平和运行安全性。根据需要，可以开发故障点定位算法，以便快速确定故障点的具体位置。 3.3无功/电压控制，配网潮流分析计算： 开发适用于配电网的潮流计算方法，结合10kV馈线配置的电容器组实现电压/无功自动控制，以便提高电压合格率和降低配网网损。 3.4网络拓扑分析及最优开关程序(网络重构)： 在满足安全性的前提下，通过配网网络的最优潮流分析，确定出在各种条件下对应的最佳运行方式。 3.5负荷控制与管理： 对来自不同渠道的负荷数据进行综合分析、处理与加工，决定控制策略，实现高档次的负荷管理(包含负荷性质、负荷分类和负荷短期预测等方面)。 3.6远方抄表、电量电价分析、自动计费和管理的研究。 3.7 GIS/AM/FM的联网、应用与开发： GIS是基于地理坐标的信息系统，在配网自动化中占有重要地位，GIS技术的开发目标主要是以地理图为背景的动态实时监控系统，这为配网的实时监控和管理提供了极大的方便。 3.8 DMS与EMS的联网及数据共享。 3.9 DMS与MIS的联网及数据共享。4、配网自动化的特点 几条或多条以变电站低压侧出线开关为起点的线路组成一个相对独立的 电气环（或子网）。这种由10kV馈电线路组成的独立的电气环，在变电站中、低压侧母线汇合后，通过城区变电站就汇聚成为整个城市配电网络。配电自动化就是主要研究这一个个相对独立的电气环问题的。这个特定的电气环上有普通有柱状开关、刀闸，导线（电缆）、开闭所、环网柜、电缆分支箱、配电变压器等。配电自动化的建模原则、配电测控终端设备布点原则、信息采集原则、信息组织原则、馈线自动化控制原则、其他高级应用与分析原则都必须符合这样一个独立的“电气环“关系。配网自动化系统相对于调度自动化系统，在电网测控技术方面有特殊的要求，除了满足一般测控要求外，还需要完成故障检出及故障自动隔离与快速恢复供电 配电网普通使用的是负荷开关，不配置继电保护装置，一次设备本身不能自动切断故障电流，馈线自动化系统主要功能就是检出故障点，通过远方控制手段闭环完成故障隔离以实现快速恢复线路上非故障段的连续供电，实现提高供电可靠性的目标。这样，配电终端设备必须完成故障检测与判断，完成故障检出。配电设备分散，其测控终端设备必须就地安装，中间不得不建立大量的通信环，将信息汇集到变电站（子站），最后通过主干通信网络汇集到配网调度SCADA主站系统。配电网络的可靠性不可能象输电网一样高，只要形成变电站之间的配电线路 手拉手 供电网架，配备馈线自动化控制功能就可以满足用电的高可靠性要求了 这样，配网自动系统的应用，通信网络结构、馈线自动化控制策略都会得到大大的简化。对于历史原因造成的十分复杂的配电网电气环网应该进行结构优化改造，以简化配电管理难度和馈线自动化的控制难度。配网自动化系统要面向一个设备分散，点多面广的配电网络，主站端系统与终端系统的通信容量、测控容量较调度自动化系统而言出现了数据级的增加，系统怎样高效合理地组织这些信息，怎样管理这些测控设备等问题就凸显出来了。而调度自动化 EMS系统面向变电站的管理，由于变电站数量有限，这些问题并不十分突出。配电网的调度管理有以下几个主要特点：需要掌握城区供电网全网电气运行状况；调度令仅面向以变电站中低压侧母线和出线开关为起点的一个特定的供电设备电气关联区域（即一个相对独立的“电气环“）；调度主要关注配电线路的载荷情况（线路越限、重载）；对重要供电区域的保电行为；一次网架结构的变化更为频繁；关注具体线路的损耗；关注具体的停电区域；关注故障恢复时效；关注在用户用电。与调度自动化 EMS系统相比，这些配网调度应用特点将导致配电自动化SCADA系统的应用导功能出现大的差异。由于我国还没有一家完全实现配网自动化的企业