电力系统配电网自动化

1、North China Electric Power University第十三讲 电力系统配电网自动化主讲人：李岩松North China Electric Power Universitypage22022-5-3一、配电网自动化通常把利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术，实现通常把利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术，实现对配电网系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制、用电和对配电网系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制、用电和配电管理的综合自动化系统，称为配电管理的综合自动化系统，称为“配电管理系统配电管理系统”（Distribution Management

2、System，简称，简称DMS）。）。DMS是和电网调度自动化的能量管理系统（是和电网调度自动化的能量管理系统（EMS）处于同一层次。）处于同一层次。二者不同之处在于二者不同之处在于EMS涉及发、输电系统，涉及发、输电系统，DMS是配电管理系统。是配电管理系统。North China Electric Power Universitypage32022-5-3一、配电网自动化配电管理系统的主要功能配电管理系统的主要功能1、配电网的、配电网的SCADA功能功能通过监测装置来收集配电网的通过监测装置来收集配电网的实时数据，进行数据处理以及对配电网进行监视和控制。实时数据，进行数据处理以及对配电网进

3、行监视和控制。RTU TTUFTU一次集结一次集结区域站区域站二次集结二次集结区域站区域站North China Electric Power Universitypage42022-5-3一、配电网自动化配电管理系统的主要功能配电管理系统的主要功能2、配电变电站自动化、配电变电站自动化对配电所实施数据采集、监视和对配电所实施数据采集、监视和控制，与控制中心和调度自动化系统（控制，与控制中心和调度自动化系统（SCADA）通信。）通信。3、馈线自动化、馈线自动化在正常情况下在正常情况下，实时监视馈线分段开关与，实时监视馈线分段开关与联络开关的状态和馈线电流、电压，实现线路开关的远方或就地联络开关

4、的状态和馈线电流、电压，实现线路开关的远方或就地分、合闸操作。分、合闸操作。在故障情况下在故障情况下，获得故障记录，自动判断和隔离，获得故障记录，自动判断和隔离馈线故障区段，迅速对非故障区域恢复供电。馈线故障区段，迅速对非故障区域恢复供电。4、用户自动化、用户自动化包括负荷管理和用电管理。包括负荷管理和用电管理。负荷管理负荷管理是根是根据需要控制用户负荷，帮助控制中心操作员制负荷控制策略和计据需要控制用户负荷，帮助控制中心操作员制负荷控制策略和计划。划。用户管理用户管理包括自动计量计费系统。包括自动计量计费系统。North China Electric Power Universitypage

5、52022-5-3一、配电网自动化配电管理系统的主要功能配电管理系统的主要功能5、配电网高级应用软件、配电网高级应用软件主要是对配电网络进行分析和主要是对配电网络进行分析和计算，包括：负荷预测、网络拓扑分析、状态估计、潮流计算、计算，包括：负荷预测、网络拓扑分析、状态估计、潮流计算、线损计算分析、电压线损计算分析、电压/无功优化等。在配电网中不涉及系统稳定无功优化等。在配电网中不涉及系统稳定和调频等大系统问题。和调频等大系统问题。6、配电网的地理信息系统、配电网的地理信息系统运行管理工作与地理位置有运行管理工作与地理位置有关，引入地理信息系统，可以更加直观地进行运行管理。关，引入地理信息系统，

6、可以更加直观地进行运行管理。 功能包括：与功能包括：与SCADA系统的动态着色功能接口；在地理图系统的动态着色功能接口；在地理图上显示配电网带电状态和潮流、电压分布；自动动态连接电路接上显示配电网带电状态和潮流、电压分布；自动动态连接电路接线图和图形数据库，使电路接线图改变时，图形数据库和拓扑网线图和图形数据库，使电路接线图改变时，图形数据库和拓扑网络着色随之更新；当电网发生跳闸事故时，自动提供受其影响的络着色随之更新；当电网发生跳闸事故时，自动提供受其影响的用户、变压器和线路清单。用户、变压器和线路清单。North China Electric Power Universitypage620

7、22-5-3一、配电网自动化配电管理自动化系统的软件体系结构配电管理自动化系统的软件体系结构应用层应用层数据层数据层管理层管理层平台层平台层North China Electric Power Universitypage72022-5-3二、馈线自动化技术配电自动化设备配电自动化设备重合器重合器、分段器分段器和和馈线馈线FTU1、自动重合器、自动重合器 一种能够检测故障电流、在给定时间内一种能够检测故障电流、在给定时间内断开故障电流并能够进行给定次数重合的具有断开故障电流并能够进行给定次数重合的具有“自具自具”能力的控能力的控制开关。现有的重合器通常可以重合三到四次。制开关。现有的重合器通常

8、可以重合三到四次。所谓所谓“自具自具”就是本身具有故障电流检测和操作顺序控制就是本身具有故障电流检测和操作顺序控制与执行的能力，无需附加继电保护装置和另外的操作电源，也不与执行的能力，无需附加继电保护装置和另外的操作电源，也不需要与外界通信。需要与外界通信。重合器在开断性能上与普通断路器相似，但比普通断路器具有重合器在开断性能上与普通断路器相似，但比普通断路器具有多次重合闸的功能。在保护控制方面具有多次重合闸的功能。在保护控制方面具有“智能智能”，能自身完成，能自身完成故障检测、判断电流性质，执行开合功能；记忆动作次数、恢复故障检测、判断电流性质，执行开合功能；记忆动作次数、恢复初始状态、完成

9、合闸闭锁。只有通过手动复位才能解除闭锁。初始状态、完成合闸闭锁。只有通过手动复位才能解除闭锁。North China Electric Power Universitypage82022-5-3二、馈线自动化技术1、分段器、分段器 一种与电源侧前级开关配合，在失压或者无电流一种与电源侧前级开关配合，在失压或者无电流的情况下自动分闸的开关设备。它不能断开短路故障电流。的情况下自动分闸的开关设备。它不能断开短路故障电流。分段器的关键部件是故障检测继电器。分段器的关键部件是故障检测继电器。 形式有形式有电压电压时间型分段器时间型分段器，过流脉冲计数型分段器过流脉冲计数型分段器。North China

10、 Electric Power Universitypage92022-5-3二、馈线自动化技术3、馈线、馈线FTU 安装于配电室或馈线上的智能终端设备。安装于配电室或馈线上的智能终端设备。可以与远方的配电之站通信，将配电设备的运行数据发送到配电可以与远方的配电之站通信，将配电设备的运行数据发送到配电子站，还接收配电子站的控制命令，对配电设备进行控制和调节。子站，还接收配电子站的控制命令，对配电设备进行控制和调节。North China Electric Power Universitypage102022-5-3二、馈线自动化技术馈线自动化的实现方式有两种馈线自动化的实现方式有两种1、当地控

11、制方式、当地控制方式依靠馈线上安装的重合器和分段器依靠馈线上安装的重合器和分段器自身的功能来消除瞬时性故障和隔离永久性故障。自身的功能来消除瞬时性故障和隔离永久性故障。 它不需要和控制中心通信就可以完成故障隔离和恢复供电。它不需要和控制中心通信就可以完成故障隔离和恢复供电。2、远方控制方式、远方控制方式通过负荷开关、通过负荷开关、FTU加主站系统来实加主站系统来实现。现。 由由FTU采集到故障前后的各种信息并传送到主站，由主站确采集到故障前后的各种信息并传送到主站，由主站确定故障区段，然后由主站系统发出遥控命令控制开关动作，定故障区段，然后由主站系统发出遥控命令控制开关动作，完成故障隔离并恢复

12、非故障区的供电。完成故障隔离并恢复非故障区的供电。North China Electric Power Universitypage112022-5-3二、馈线自动化技术当地控制方式当地控制方式辐射网辐射网North China Electric Power Universitypage122022-5-3二、馈线自动化技术开关动作时序开关动作时序North China Electric Power Universitypage132022-5-3二、馈线自动化技术环状网环状网North China Electric Power Universitypage142022-5-3二、馈线自动化技

13、术North China Electric Power Universitypage152022-5-3二、馈线自动化技术远远方方控控制制方方式式North China Electric Power Universitypage162022-5-3三、远程自动抄表计费系统电能自动抄表系统电能自动抄表系统 一种采用通信和计算机网络技术，将一种采用通信和计算机网络技术，将安装在用户外的电能表所记录的用电量等数据，通过通信系统传安装在用户外的电能表所记录的用电量等数据，通过通信系统传输汇总到营业部门，代替人工抄表及后续相关工作的自动化系统。输汇总到营业部门，代替人工抄表及后续相关工作的自动化系统。远

14、程自动抄表计费系统的构成远程自动抄表计费系统的构成1、具有自动抄表功能的电能表、具有自动抄表功能的电能表2、抄表集中器、抄表集中器3、抄表交换机、抄表交换机4、中央信息处理机、中央信息处理机North China Electric Power Universitypage172022-5-3三、远程自动抄表计费系统1、总线式抄表系统、总线式抄表系统North China Electric Power Universitypage182022-5-3三、远程自动抄表计费系统2、三级网络的远程自动抄表系统、三级网络的远程自动抄表系统North China Electric Power Univer

15、sitypage192022-5-3三、远程自动抄表计费系统3、采用无线电台的远程自动抄表系统、采用无线电台的远程自动抄表系统North China Electric Power Universitypage202022-5-3四、配电网自动化系统的通信方式配电自动化可以用到的通信方式配电自动化可以用到的通信方式1、配电线路载波、配电线路载波 2、低压配线路载波、低压配线路载波3、电话专线、电话专线 4、拨号电话、拨号电话5、CATV通道通道 6、RS-4857、多模光纤、多模光纤 8、单模光纤、单模光纤9、无线扩频通信、无线扩频通信 10、VHF UHF电台电台11、对址微波、对址微波 12

16、、调幅、调频广播、调幅、调频广播13、卫星、卫星 14、GPRS CDMANorth China Electric Power Universitypage212022-5-3四、配电网自动化系统的通信方式配电线路载波通信系统配电线路载波通信系统North China Electric Power Universitypage222022-5-3四、配电网自动化系统的通信方式混混合合通通信信系系统统1North China Electric Power Universitypage232022-5-3四、配电网自动化系统的通信方式混合通信系统混合通信系统2North China Electric Power Universitypage242022-5-3五、配电网地理信息系统配电网地理信息系统的软件配置结构配电网地理信息系统的软件配置结构North China Electric Power Universitypage25