清华电力系统调度自动化15配电自动化.ppt

配电自动化及其管理系统(DA/DMS),配电系统在电力系统中的位置,配电网的构成,高压配电网:110kV/66kV中压配电网:35kV/10kV低压配电网:380V/220V,2DL,负荷6,负荷1,负荷2,负荷3,负荷4,负荷5,1DL,环式网,辐射网,背景介绍（二）,-配电自动化及管理系统,投资比例用户的观点用电质量低廉的价格良好的服务电力系统的变革趋势传统的配网结构与投资方式需要改变提高劳动生产率降低损耗,实施效果减少停电时间，提高供电可靠性,提高供电质量降低电能损耗，减少配电检修维护费用改善用户服务质量,预防事故发生,提高供电可靠性的个对策,缩小事故区间,迅速进行负荷转移,预防事故发生缩小事故区间迅速进行负荷转移,提高供电可靠性的3个对策,通过区间分割来提高供电可靠性（区间分割的优点）,（1）缩小故障停电范围,区间分割后,用户,SW,SW,停电范围,停电范围,SW,SW,通过区间分割来提高供电可靠性（区间分割的优点）,（2）搜索故障点的快速化（搜索范围的缩小）,区间分割后,搜索范围,事故点,搜索范围,事故点,对停电时间和停电户数范围进行判断现状：50分/年户期望值：25分/年户增设开关总数=总区间数*50%制约条件：计划投资额/开关单价=资金方面允许增设的开关台数,实际增设台数,要分割的区间的选定（区间分割工程）（1）区间选定从全区间根据区间负荷*K1+区间总长*K2的大原则来选定N区间综合考虑N区间和其他的条件来最后决定出要分割的区间数（2）增设开关的工程,小区間化的实施步骤,年度予算,配电设备投资与如何进一步提高可靠性,投资费用,可靠性,投资与效果的界限,100%,用DAS进一步提高可靠性,在多分割多接结的前提下增设FDR、DAS,预防事故发生缩小事故区间迅速进行负荷转移,提高供电可靠性的3个对策,0,0,15,150(分),3,60,90(分),5,30,0,25,55,停电户数,事故区间停电户数,非事故区间停电户数,配电线事故,变电站事故,自动控制后,自动控制后,自动控制前,自动控制前,实施配电自动化前后的效果对比,提高供电可靠性的3个对策总结,分割区間,系统构成复杂化,应用,经济性,设备利用率,迅速恢复事故,构筑多分割多连接网络,DA/DMS简介,-典型结构,配电自动化及管理系统的实施步骤,观点提出很早；80-90年代真正实施计算机技术的飞速发展；通信技术与网络的发展；变电站综合自动化技术首先实施。馈线自动化就地保护式（设备）远方遥控式（测控二次设备，通信系统）配电管理系统全面实施,日本九大电力公司北海道东北东京北陆中部关西中国四国九州,日本电力公司概要,500,600,（亿Kwh）,89,97,96,95,94,98,93,年度,700,510,596,643,667,690,699,720,九州电力公司总销售电量变化,日本DAS开发的历史,77年日本最早的配电自动化系统(九州电力)85年采用GIS、真正意义的大規模配电自动化系统完成(获产业技术大奖)86年北陆电力、关西电力引入87年四国电力、东北电力引入89年中部电力引入90年北海道电力引入94年九州电力实现100%开关的远动化96年开发功能分散型的DAS系统(UNIX服务器)97年多服务器型开放型系统01年在九州电力已有80个系统投运,配电自动化系统（日本东京电力为例）,日本国内第一个配电自动化系统工程,分/年.户,(年),九州停电时间,九州电力提高供电可靠性的历程,DMS主要功能,馈线自动化系统(FA)配电调度SCADA系统地理信息系统（GIS）配电网络高级分析系统（DPAS）配电工作管理系统（DMSWork）,配电SCADA系统,系统功能系统监控数据采集与转发数据处理报警处理历史库管理实时库管理系统安全管理,TH-DMS主要功能,馈线自动化系统(FA)的初级阶段配电自动化设备相互配合实现馈线自动化,(1)当故障发生在c段,站内的断路器CB1跳闸,LS1、LS2、LS3因失压而断开。随后CB1一次重合闸,LS1、LS2按预定的延时顺序关合,当合至故障段c时,若当时发生的故障为瞬时故障,因为此时线路已恢复正常,所以所有线路恢复供电。(2)若故障是永久性故障时,LS2顺序关合至短路时再次引起站内CB1跳闸,这时,LS2因感受短路故障、LS3因检测到前端异常低电压而记忆故障锁扣。(3)CB1送电,使区段a、b恢复正常。(4)由于d段掉电,环网点上的开关LS4在感受到其一端掉电后开始延时,经过一段时间后,LS4合闸,将CB2电源供给d段。(5)线路停电时间最长的区段为d段,时间为45s,系统实现了故障区间的隔离和非故障区间的供电恢复,优点:处理事故当地完成,不依赖于通信和主机,故障处理速度快,可以大胆提高消除瞬时故障缺点:存在保护配合问题,对于复杂和多电源网络,难于取得较好的处理结果,馈线自动化系统实例上海浦东电缆系统环网系统,馈线自动化系统(FA)的高级阶段计算机控制配电自动化,数据采集与监控遥测遥控遥信故障定位、隔离及自动恢复供电：线路故障段的定位与隔离，无故障段供电的自动恢复减少停电，提高供电的可靠性减少电网运行和检修费用,优点:不存在保护配合问题,不对系统造成冲击,可应用于复杂网络,可优化网络缺点:对通信和主站软件的过分依赖,故障处理速度较慢,配电SCADA系统,系统功能系统监控数据采集与转发数据处理报警处理历史库管理实时库管理系统安全管理,地理信息系统（GIS）,高压、中压、低压一体化建模基本功能图层控制图形维护设备参数维护图形显示图形无级缩放图形平滑漫游概貌窗口图形信息疏密效果协同矫正功能,DMS主要功能,地理信息系统（GIS）,设备查询、统计点击查询区域查询基于设备树的设备与地理图双向查询模糊查询按线路、变电站统计线路条图图形及设备参数打印对地理图、选定线路图、选定范围施工图打印。对于设备参数等的统计与查询结果打印输出。,DMS主要功能,地理信息系统（GIS）,系统高级功能实时信息动态显示、空间查询实时显示和查询变电站的供电范围。实时显示和查询变电站的主变与开关状态与遥测信息。对馈线、低压台区进行动态拓扑着色。实时获取环网柜或配电变电站的主接线图与遥测信息。通过负控系统实时监控电力负荷。遥控操作沿线追踪,DMS主要功能,故障投诉及抢修管理(TCM),DMS主要功能,配电网络建模,配电网络编辑编辑过程UNDO/REDO基于设备对象的并发编辑控制编辑日志高、中、低压网络编辑同杆双架GIS图与系统图的同步更新GIS图与设备树、设备列表的同步修改,设备参数编辑自定义编辑设备参数输入变电亭内部接线图,配电网络高级分析系统（DPAS）,配电网络拓扑分析追踪操作操作校核状态估计充分使用变电所出口和环网柜的实时量测，结合负控系统、营业抄表系统数据配电网潮流计算短路电流计算,DMS主要功能,配电潮流的简单算法拓扑分析,1,2,3,4,配电潮流的简单算法算法流程,(1)拓扑、打开环网点形成Thevinin等值矩阵Z。(2)初始化所母线电压(3)回推计算：计算各负荷的注入，计算各支路的潮流。(4)前推计算：利用前面所得的支路潮流，计算各母线电压。(5)计算各断点的等值注入潮流。计算环路上的电流，并修正环路上的电压降。(6)判断各母线的电压叠代压差和各断点的电压差是否小于e,若是输出结果，否返回(3)。,配电网络高级分析系统（DPAS）,短路电流计算统计线损理论线损无功优化网络重构,DMS主要功能,配电网络高级分析系统（DPAS),停电隔离和转供电分析人工模拟设置故障或者检修的区段软件计算最小的停电隔离范围、隔离开关、受影响的用户和负荷转供电方案的生成负荷分析全系统负荷密度分析区域负荷密度分析线路负荷密度分析设备负载率分析,DMS主要功能,配电工作管理系统(DMSWORK),运行监视线路潮流开关状态线路负荷带电状态系统停电范围系统挂牌、摘牌操作操作模拟记录模拟的一系列开关开合操作双电源用户供电路径切换单个或成组负荷调整支持“开始”、“前进”、“后退”、“最后”等重放操作。操作步骤可以编辑。,DMS主要功能,配电工作管理系统(DMSWORK),用户报装管理报装方案生成报装记录生成、删除、维护用户报装查询：系统用户可以在系统中查询申请用电客户的报装进展情况低压报装故障报修管理报修记录登记、查询修理票打印修理票向供电局传递报修位置在GIS上的定位和显示根据线路实时带电状态和挂牌信息，确定停电的类型用户定位,DMS主要功能,配电工作管理系统(DMSWORK),系统配置和安全管理GIS系统配置数据营业数据库、负控数据库、关口表数据库等的访问设置线路设备的颜色和图符形式，设备标注