分布式馈线自动化方案介绍分析

1、分布式馈线自动化方案分析分布式馈线自动化方案分析 国电南自 金松茂 目录目录 1 4 2 分布式馈线自动化方案3 5 馈线自动化的三种解决方案 项目理解 馈线自动化作用和必要性 混合式馈线自动化的思考 致谢 馈线自动化概述馈线自动化概述作用作用 1.提高供电可靠性 1.减少故障停电时间 2.减少停电面积 3.及时发现故障点，快速调度抢修，缩短故障修复时间 4.缩短倒闸操作停电时间 2.改善电能质量和提高用户服务质量 3.提高设备利用率 4.提高供电企业的经济效益和管理水平 目录目录 1 4 2 分布式馈线自动化解决方案3 5 馈线自动化的三种解决方案 项目理解 馈线自动化作用和必要性 混合式馈

2、线自动化的思考 致谢 馈线自动化概述馈线自动化概述必要性必要性 馈线自动化 集中型 全自动式 1. 主站进行故障定位 2. 自动完成隔离和恢复 半自动式 1. 主站进行故障识别 2. 通过遥控完成隔离和恢复 就地型 智能分布式 1. 终端间相互交互 2. 就地实现隔离和恢复 3. 处理结果上报主站 重合器方式 1. 线路开关间的逻辑配合 2. 利用重合器实现定位、隔离和回复 * 摘自2013年国网最新配电自动化建设与改造标准化设计技术规定 馈线馈线自动化解决方案自动化解决方案就地控制就地控制型型 1.根据就地电压、电流的变换，由电源出口的重合器或断路 器与线路上的自动分段器，按照设定的逻辑顺序

3、动作，完 成馈线自动化就地控制模式，其特点主要有： 无需通信支持 不依赖配电主站（子站） 2.工作原理： 电压-时间型 电流-计数型 电压-电流型 用户分界型 3.适用场景： 适用于不具备通讯网络、负荷密度低的场景。 典型基于典型基于FTUFTU的馈线自动化的组成的馈线自动化的组成 配电自动化控制系统配电自动化控制系统 SCADASCADA FAFA控制主站控制主站 配电自动化通信网络配电自动化通信网络 FTUFTUFTUFTU 断路器断路器 联络联络 开关开关 分段分段 开关开关 控制线控制线 通信线通信线 第一层：一次设备第一层：一次设备 （负荷开关、分段器（负荷开关、分段器 等）等） 第

4、二层：第二层：FTUFTU控制箱主要由开关操作控制电路、不控制箱主要由开关操作控制电路、不 间断供电电源间断供电电源 、控制箱体等部件组成。、控制箱体等部件组成。 各各FTUFTU分别采集相应柱上开关的运行情况，如负荷、分别采集相应柱上开关的运行情况，如负荷、 电压、功率和开关当前位置、贮能完成情况等，电压、功率和开关当前位置、贮能完成情况等， 并将上述信息由通信网络发向远方配电网自动化并将上述信息由通信网络发向远方配电网自动化 控制中心。各控制中心。各FTUFTU还可以接受配网自动化控制中心还可以接受配网自动化控制中心 下达的命令进行相应的远方倒闸操作。下达的命令进行相应的远方倒闸操作。 第

5、三层：通信子系统第三层：通信子系统 第四层：第四层：FAFA控制主站控制主站 FAFA控制主站的功能主要是提供人机控制主站的功能主要是提供人机 接口，自动处理来自线路的接口，自动处理来自线路的FTUFTU的的 数据，对故障点进行定位，并遥控数据，对故障点进行定位，并遥控 线路开关，实现故障点的自动隔离线路开关，实现故障点的自动隔离 及恢复供电。及恢复供电。 FTUFTU应满足的基本要求是：数据传应满足的基本要求是：数据传 输的完整性；时间响应的快速性；输的完整性；时间响应的快速性； 不同的数据传输的优先级和不同不同的数据传输的优先级和不同响响 应时间。应时间。 第五层：第五层：SCADASCA

6、DADMSDMS主站主站 SCADASCADADMSDMS主站与馈线自动化控主站与馈线自动化控 制主站相连，可完成配电线路的制主站相连，可完成配电线路的S S CADACADA监控以及更高级的配电管理监控以及更高级的配电管理 功能。功能。 7 馈线馈线自动化解决自动化解决方案方案集中控制式集中控制式 断路器合断路器合 闸时间闸时间： 200ms GOOSEGOOSEGOOSE 总时间总时间 1s GOOSEGOOSE 停电范围停电范围 过过流保护流保护 计算时间计算时间 40ms10ms GOOSE 信号传输信号传输 确认时间确认时间 200ms 断路器断路器 跳闸时间跳闸时间 （估）（估）

7、10ms GOOSE 信号传输信号传输 确认时间确认时间 200ms 断路器断路器 合闸时间合闸时间 （估）（估） 馈线馈线自动化解决自动化解决方案方案分布式控制型分布式控制型 馈线自动化方案比较馈线自动化方案比较 优点优点不足不足 就地控 制型 FA 1.不需通信条件及配电主站/ 子站支持，投资小，易于实 施，可靠性高。 2.用于供电质量要求不是太高、 没有通信条件的城郊、农村 架空配电线路。 3.也可用于具备通信条件的FA 系统，作为备用故障隔离手 段。 1.由于电缆线路故障时不允许重合闸，不 能用于电缆线路上。 2.恢复供电时，可能导致联络开关另一侧 非故障线路短时停电。 3.分段开关要

8、耐受重合到故障上时的电流 冲击。 4.仅能恢复故障点上游健康区段的供电 5.需要多次重合到故障上，对系统形成多 次冲击，引起电压骤降。 6.分段开关采样断路器，投资显著增加。 集中控 制型 FA 1.要求出口断路器多次重合闸， 不会对系统造成多次冲击， 适用架空、电缆线路。 2.供电恢复时间在13分钟之 间。 1.需要通信通道及控制主站，投资较大， 主要适用于城市对供电质量要求较高的 区域。 2.对监控点较多的配电网，系统庞大、复 杂；一旦主站发生故障，将影响整个配 电网的故障处理。 目录目录 1 4 2 分布式馈线自动化解决方案3 5 馈线自动化的三种解决方案 项目理解 馈线自动化作用和必要

9、性 对混合式馈线自动化的思考 致谢 电缆型：网架和配置电缆型：网架和配置 逻辑逻辑逻辑逻辑 逻辑逻辑逻辑逻辑逻辑逻辑逻辑逻辑 电缆型方案电缆型方案 1.检测到过流信号 2.保护动作，断路器跳开 3.成功完成故障定位 4.成功完成故障隔离 5.非故障区恢复供电 6.过流信号消失 电缆型：电缆型：典型的故障动作过程典型的故障动作过程 电缆型方案电缆型方案 2021-7-11, Slide 13 保护动作保护动作& &重合闸重合闸故障定位故障定位故障隔离故障隔离非故障区恢复非故障区恢复 要求：要求： 1.识别保护动作； 2.识别重合闸过 程，正确分析 重合闸行为； 3.触发自动化逻 辑。 要求：要求

10、： 1.每个节点独立 完成本区域的 故障定位； 2.只有定位成功 才会启动故障 隔离。 要求：要求： 1.故障定位成功 且断路器分闸 才能启动； 2.每个节点根据 故障位置独立 完成故障隔离。 要求：要求： 1.故障隔离成功 才允许恢复； 2.检修状态闭锁 合联络开关； 3.馈线故障闭锁 合联络开关； 4.判断过载时闭 锁合联络开关。 电缆型：配电自动化分析过程电缆型：配电自动化分析过程 电缆型方案电缆型方案 2021-7-11, Slide 14 以上图所示为例，对于配电站2的故障定位： 过流信号故障定位 甲、负1、负2、负3、负10馈线故障 甲、负1、负2、负3母线故障 甲、负1在本区域内

11、没有故障 甲、负1、负2左侧线路故障 甲、负1、负2、负3、负4右侧线路故障 电缆型：故障定位电缆型：故障定位基于过流信号的分布状态基于过流信号的分布状态 电缆型方案电缆型方案 2021-7-11, Slide 15 故障定位成功：故障定位成功： 1. 配电站1定位在相邻右侧线路 2. 配电站2定位在相邻左侧线路 故障隔离成功：故障隔离成功： 1. 配电站1执行“负2”分闸命令，且检测“负2”处于分位 2. 配电站2执行“负3”分闸命令，且检测“负3”处于分位 电缆型：典型自动化过程电缆型：典型自动化过程线路故障线路故障 电缆型方案电缆型方案 2021-7-11, Slide 16 恢复供电成

12、功：恢复供电成功： 1. 合断路器甲，恢复配电站1供电 2. 合联络开关“负5”，恢复配电站2转供电 电缆型：典型自动化过程电缆型：典型自动化过程线路故障线路故障 电缆型方案电缆型方案 2021-7-11, Slide 17 故障定位成功：故障定位成功：配电站2定位是母线故障 故障隔离成功：故障隔离成功：配电站2执行“负3、负4、负10”分闸命令， 且检测到“负3、负4、负10” 处于分位 恢复供电成功：恢复供电成功：合断路器甲，恢复配电站1供电 合联络开关“负5” 电缆型：典型自动化过程电缆型：典型自动化过程母线故障母线故障 电缆型方案电缆型方案 2021-7-11, Slide 18 故障

13、定位成功：故障定位成功：配电站2定位是馈线故障 故障隔离成功：故障隔离成功：配电站2执行“负10”分闸命令， 且检测到“负10” 处于分位 恢复供电成功：恢复供电成功：合断路器甲，恢复配电站1和配电站2供电 联络开关“负5”必须闭锁，不能合闸 电缆型：典型自动化过程电缆型：典型自动化过程馈线故障馈线故障 电缆型方案电缆型方案 2021-7-11, Slide 19 1.联络开关位置动态决策、自动适应 2.没有故障时，闭锁合闸操作，防止系统合环 3.恢复供电时，以下情况下将要闭锁合闸 1.紧邻故障点 2.系统检修时 3.预判过载时 4.馈线故障时 预计预计过载过载 典型自动化过程典型自动化过程联

14、络开关应用需求联络开关应用需求 电缆型方案电缆型方案 维护和升级：最小化修改 电缆型：通信仅依赖相邻节点电缆型：通信仅依赖相邻节点 电缆型方案电缆型方案 架空线方案架空线方案 架空线：三电源典型应用架空线：三电源典型应用 架空线方案架空线方案 架空线：配置和逻辑架空线：配置和逻辑 逻辑逻辑 逻辑逻辑 逻辑逻辑 逻辑逻辑逻辑逻辑逻辑逻辑 逻辑逻辑 逻辑逻辑 逻辑逻辑 逻辑逻辑 逻辑逻辑 维护和升级：最小化修改 架空线方案架空线方案 架空线：通信仅依赖相邻节点架空线：通信仅依赖相邻节点 系统状态系统状态恢复供电方案恢复供电方案 乙过载、丙过载不恢复供电 乙过载、丙不过载合“负6” 乙不过载、丙过载

15、合“负2” 乙和丙都不过载，丙比乙负载率低合“负6” 乙和丙都不过载，乙比丙负载率低合“负2” 架空线方案架空线方案 架空线：负载预判架空线：负载预判 和择优恢复和择优恢复 混合式馈线自动化的思考混合式馈线自动化的思考 1.为何引入混合式方式的馈线自动化为何引入混合式方式的馈线自动化 l分布式FA的局限性 对通讯线路投入要求较高 智能解决局部 l集中式FA的局限性： 整体投入资金大，对主站和通信速度依赖度过高 馈线自动化处理速度慢 l传统重合器与电压时间型FA方式的局限性： 每次故障都会导致馈线出线开关跳闸 不能实现馈线潮流、开关状况的远方监控 混合式馈线自动化的思考混合式馈线自动化的思考 2. 馈线自动化方式的选择馈线自动化方式的选择 1.根据供电可靠性要求、配电网网架情况对不同的供电区 域采用不同的馈线自动化方案； 2.一个配电网络中不同线路可以采用相适应的不同馈线自 动化方案，协同完成整个配电网的馈线自动化： 就地型自主完成辖区内的馈线自动化； 集中式除完成辖区线路的馈线自动化，还要作为就地 式的后端监视和后备，实现就地和集中的两层处理； 国电南国电南自对于混合式馈线自动化的思考自对于混合式馈线自动化的思考 3. 混合式馈线自动化方式的技术难点混合式馈线自动化方式的