智能配电自动化介绍学习教案

1、会计学1第一页，共62页。第1页/共62页第二页，共62页。术语(shy)及解释配电网：是电力系统配电网：是电力系统(xtng)向用户供电的最后一个环向用户供电的最后一个环节。它由配电网（其中包括馈线、配电变压器、断路器、节。它由配电网（其中包括馈线、配电变压器、断路器、各种开关等配电设备）、继电保护、自动装置、测量和计各种开关等配电设备）、继电保护、自动装置、测量和计量仪表以及通信和控制设备构成一个配电系统量仪表以及通信和控制设备构成一个配电系统(xtng)。从广义上讲，城市配电网应包括从广义上讲，城市配电网应包括110kv电压等级及以下的电压等级及以下的电网。通常把电网。通常把110KV、

2、35KV级称为高压，级称为高压，10KV级称为中级称为中压，压，0.4KV级称为低压。因此，完整地说配电是包括电力级称为低压。因此，完整地说配电是包括电力用户在内的整个配电网。用户在内的整个配电网。第2页/共62页第三页，共62页。术语(shy)及解释 配电自动化系统配电自动化系统distribution automation system 实现配电网运行监视和控制的自动化系统，具备实现配电网运行监视和控制的自动化系统，具备(jbi)配电配电SCADA(supervisory control and data acquisition)、故、故障处理、分析应用及与相关应用系统互连等功能，主要由配

3、障处理、分析应用及与相关应用系统互连等功能，主要由配电自动化系统主站、配电自动化系统子站（可选）、配电自电自动化系统主站、配电自动化系统子站（可选）、配电自动化终端和通信网络等部分组成。动化终端和通信网络等部分组成。 配电自动化配电自动化distribution automation 以一次网架和设备为基础，综合利用计算机、信息及通以一次网架和设备为基础，综合利用计算机、信息及通信等技术，并通过与相关应用系统的信息集成，实现对配电信等技术，并通过与相关应用系统的信息集成，实现对配电网的监测、控制网的监测、控制(kngzh)和快速故障隔离和快速故障隔离第3页/共62页第四页，共62页。术语(sh

4、y)及解释 配电配电(pi din)自动化系统子站自动化系统子站 slave station of distribution automation system 配电配电(pi din)自动化系统子站（简称子站），是配电自动化系统子站（简称子站），是配电(pi din)主站与配电主站与配电(pi din)终端之间的中间层，实现所辖范围内终端之间的中间层，实现所辖范围内的信息汇集、处理、通信监视等功能。的信息汇集、处理、通信监视等功能。配电自动化系统主站配电自动化系统主站master station of distribution automation system 配电自动化系统主站（简称主站

5、）主要实现配电自动化系统主站（简称主站）主要实现(shxin)配配电网数据采集与监控等基本功能和分析应用等扩展功能，为配电网数据采集与监控等基本功能和分析应用等扩展功能，为配网调度和配电生产服务。网调度和配电生产服务。第4页/共62页第五页，共62页。术语(shy)及解释 配电管理系统配电管理系统 Distribution Management Systems Distribution Management Systems 运用计算机、通信等信息技术，以信息交互运用计算机、通信等信息技术，以信息交互(jioh)(jioh)为基为基础，通过实时监控、运行管理、维修管理、设备管理、规划设础，通过实

6、时监控、运行管理、维修管理、设备管理、规划设计、用电服务等应用，实现配网全过程管理的综合应用系统。计、用电服务等应用，实现配网全过程管理的综合应用系统。“一遥一遥”遥信遥信“二遥二遥”遥信、遥测遥信、遥测(yoc)(yoc)“三遥三遥”遥信、遥测遥信、遥测(yoc)(yoc)、遥控、遥控第5页/共62页第六页，共62页。术语(shy)及解释DMS Distribution Management Systems配电管理系统DASDistribution Automation System 配电自动化系统SCADA Supervisory Control And Data Acquisition

7、数据采集与监控(jin kn)GIS Geographic Information System 地理信息系统PMS Production Management System 生产管理系统FA Feeder Automation 馈线自动化DTU Distribution Terminal Unit 站所终端FTU Feeder Terminal Unit 馈线终端第6页/共62页第七页，共62页。区域特征：负荷密集（区域特征：负荷密集（30MW/km230MW/km2以上），主要为直辖市与东以上），主要为直辖市与东部部(dn b)(dn b)重点城市的市中心区、对可靠性有特殊要求的国家级高新

8、重点城市的市中心区、对可靠性有特殊要求的国家级高新技术开发区，供电可靠性目标为国际领先水平（停电时间技术开发区，供电可靠性目标为国际领先水平（停电时间5 5分钟）。分钟）。网架结构：高压网采用链式结构，中压网采用三双、双环结构网架结构：高压网采用链式结构，中压网采用三双、双环结构；设备配置：变压器采用大容量或中容量，中压线路采用电缆；设备配置：变压器采用大容量或中容量，中压线路采用电缆；自动化配置：采用集中式、智能分布式模式，具备网络重构和自动化配置：采用集中式、智能分布式模式，具备网络重构和自愈能力；自愈能力；通信配置：光纤通信方式；通信配置：光纤通信方式；用电信息采集系统：实现用电信息采集

9、系统：实现“全覆盖、全采集全覆盖、全采集”；分布式电源接纳能力：完全消纳。分布式电源接纳能力：完全消纳。A+A+类供电类供电(n (n din)din)区域区域第7页/共62页第八页，共62页。区域特征区域特征(tzhng)(tzhng)：负荷较为密集（：负荷较为密集（151530MW/km230MW/km2），主要为直），主要为直辖市的市区、中西部重点城市的市中心区、国家级高新技术开发区，供电辖市的市区、中西部重点城市的市中心区、国家级高新技术开发区，供电可靠性目标为国际先进水平（停电时间可靠性目标为国际先进水平（停电时间5252分钟）。分钟）。网架结构：高压网主要采用链式结构，中压网采用双

10、环、单环结构网架结构：高压网主要采用链式结构，中压网采用双环、单环结构；设备配置：变压器采用大容量或中容量，中压线路采用电缆型式；设备配置：变压器采用大容量或中容量，中压线路采用电缆型式；自动化配置：采用集中式、智能分布式建设模式，具备网络重构和自动化配置：采用集中式、智能分布式建设模式，具备网络重构和自愈能力；自愈能力；通信配置：光纤通信方式；通信配置：光纤通信方式；用电信息采集系统：实现用电信息采集系统：实现“全覆盖、全采集全覆盖、全采集”；分布式电源接纳能力：完全消纳。分布式电源接纳能力：完全消纳。A A类供电类供电(n (n din)din)区域区域第8页/共62页第九页，共62页。区

11、域特征：负荷集中（区域特征：负荷集中（6 615MW/km215MW/km2），主要为地级市的），主要为地级市的市中心区、重点城市的市区、省级高新技术开发区，供电可靠性市中心区、重点城市的市区、省级高新技术开发区，供电可靠性目标为国际平均水平（停电时间目标为国际平均水平（停电时间3 3小时）。小时）。网架结构：高压网主要采用网架结构：高压网主要采用(ciyng)(ciyng)链式、环网结构，中链式、环网结构，中压网采用压网采用(ciyng)(ciyng)单环结构；单环结构；设备配置：变压器采用设备配置：变压器采用(ciyng)(ciyng)大容量或中容量，中压线大容量或中容量，中压线路采用路采

12、用(ciyng)(ciyng)架空型式；架空型式；自动化配置：采用自动化配置：采用(ciyng)(ciyng)集中式、智能分布式建设模式集中式、智能分布式建设模式；通信配置：光纤与无线公网相结合的通信方式；通信配置：光纤与无线公网相结合的通信方式；用电信息采集系统：实现用电信息采集系统：实现“全覆盖、全采集全覆盖、全采集”；分布式电源接纳能力：完全消纳。分布式电源接纳能力：完全消纳。B B类供电类供电(n (n din)din)区域区域第9页/共62页第十页，共62页。区域特征：负荷较为集中（区域特征：负荷较为集中（1 16MW/km26MW/km2），主要为地级市的市），主要为地级市的市区、

13、较为发达的城镇，电网建设目标主要为满足城镇化发展需求，采用区、较为发达的城镇，电网建设目标主要为满足城镇化发展需求，采用小城镇典型供电模式。小城镇典型供电模式。网架结构网架结构(jigu)(jigu)：高压网主要采用链式、环网结构：高压网主要采用链式、环网结构(jigu)(jigu)，中，中压网采用单环结构压网采用单环结构(jigu)(jigu)；设备配置：变压器采用中容量或小容量，中压线路采用架空型式设备配置：变压器采用中容量或小容量，中压线路采用架空型式；自动化配置：采用集中式、就地型重合器建设模式；自动化配置：采用集中式、就地型重合器建设模式；通信配置：光纤与无线公网相结合的通信方式；通

14、信配置：光纤与无线公网相结合的通信方式；用电信息采集系统：实现用电信息采集系统：实现“全覆盖、全采集全覆盖、全采集”；分布式电源接纳能力：基本消纳。分布式电源接纳能力：基本消纳。C C类供电类供电(n (n din)din)区域区域第10页/共62页第十一页，共62页。第11页/共62页第十二页，共62页。第12页/共62页第十三页，共62页。第13页/共62页第十四页，共62页。第14页/共62页第十五页，共62页。提高(t go)供电可靠性减少计划减少计划(jhu)(jhu)停电时间停电时间网络运行优化分析，提高转供能力；网络运行优化分析，提高转供能力；开展带电作业；开展带电作业；优化停电

15、计划优化停电计划(jhu)(jhu)管理，减少重复停电；管理，减少重复停电；优化抢修资源配置，提高工作效率。优化抢修资源配置，提高工作效率。配电自动化系统建设(jinsh)目的减少故障停电时间减少故障停电时间通过故障自动定位，减少故障查找时间；通过遥控操作，减少故障隔离操作时间；通过标准化抢修，减少故障修复时间。第15页/共62页第十六页，共62页。配电(pi din)自动化系统建设目的 提高供电提高供电(n din)可靠性：城区可靠性：城区 99.9% 市中心：市中心：99.99% 提高电能质量：城市电压合格率大于提高电能质量：城市电压合格率大于98 经济化运行经济化运行 提高为用户服务水平

16、和用户的满意程度提高为用户服务水平和用户的满意程度 提高供电提高供电(n din)企业管理水平和劳动生产率企业管理水平和劳动生产率第16页/共62页第十七页，共62页。通过自动化开关设备相互配合实现故障隔离和健全区域恢复供电,不需要(xyo)建设通信网络和主站计算机系统。第一阶段：馈线(ku xin)自动化系统（FA）基于通信网络、馈线终端单元和后台计算机网络的实时应用系统(xtng),兼备正常情况下的运行状况监视及故障时的故障处理功能。第二阶段：配电自动化系统（DAS）结合配电GIS、OMS、TCM、WMS，并与需求侧负荷管理（DSM）相结合，覆盖配网调度、运行、生产的全过程，支持客户服务，

17、实现配用电综合应用。第三阶段：配电管理系统（DMS）配电自动化发展历程第17页/共62页第十八页，共62页。国外配电(pi din)自动化发展历程研究阶段试点阶段推广阶段系统现状日 本研究开发就地控制方式和配电线开关的远方监视装置着手开发依靠配电设备及继电保护进行配电网运行自动化方法1986年起在9个电力公司开展自动化建设86.5%的配电线路实现了故障自动顺序送电，6.7%线路实现远方监控。法 国开展配电自动化的相关关键技术研究，并取得成功97年投运的配电SCADA系统对于2000个配电开关全部可以远方遥控，开关遥控覆盖率30%20kV馈线发生故障在配电中心可以看到故障发生的部位，转移负荷一般

18、3min可以完成。韩 国1998年开始配电自动化研究1998-2001年在174个公司开展小规模自动化建设2003年建立了7个大型配电自动化系统，自动化开关覆盖率22.5%电源变电站平均电流供应恢复时间由1小时缩短至几分钟。第18页/共62页第十九页，共62页。配电自动化是提高供电可靠性的必要手段。配电自动化对于提高成熟电网供电可靠性具有(jyu)投资少、见效快等显著优势，供电可靠性从99.9%至99.99%的提升主要依靠网架改造，从99.99%至99.999%的提升则必须依靠配电自动化建设。国外配电(pi din)自动化系统建设经验第19页/共62页第二十页，共62页。第20页/共62页第二

19、十一页，共62页。第21页/共62页第二十二页，共62页。1.实用性，针对不同区域供电可靠性需求，采取差异化技术策略，不一味追求高标准建设,充分考虑街区成熟度，避免因配网频繁改造而造成重复建设，杜绝浪费体现投资效益。2. 可靠性，进一步提高终端及通信设备运行可靠性；优化、简化主站功能，广泛采用分布式部署方式，有效降低网络结构频繁变化、通信不稳定(wndng)等因素对系统主要功能的影响。3. 先进性，准确定位配电自动化与配网管理系统之间关系。4. 安全性，严格按公司信息系统安全防护要求，加强生产控制大区和管理信息大区之间信息安全管理；落实公司中低压配网安全防护规定，规范接入配电终端等设备，确保系

20、统运行控制和数据采集信息安全。配电自动化建设应遵循配电自动化建设应遵循(zn xn)(zn xn)的原则的原则第22页/共62页第二十三页，共62页。 配电配电(pi din)(pi din)自动化建设改造原则自动化建设改造原则第23页/共62页第二十四页，共62页。网架中的关键性节点(ji din)，如架空线路联络开关,进出线较多的开关站、配电室和环网单元采用(ciyng)“三遥”配置网架中的一般性节点，如分支开关(kigun)、无联络的末端站室采用“两遥”配置避免盲目追求配电自动化“三遥”率。25馈线自动化方式。馈线自动化方式。明确配电自化系统要根据实际网架结构、设备状况和应用需求合理选用

21、“三遥”自动化终端。 配电自动化建设改造原则配电自动化建设改造原则第24页/共62页第二十五页，共62页。具备遥控功能的区域(qy)宜优先采用专网通信方式依赖通信实现故障自动隔离的区域(qy)宜采用光纤专网通信方式不具备电力光纤通信条件的配电终端可采用无线通信方式配电通信光纤专网电力载波无线公网26 配电自动化建设改造配电自动化建设改造(gizo)(gizo)原则原则第25页/共62页第二十六页，共62页。第26页/共62页第二十七页，共62页。第27页/共62页第二十八页，共62页。第28页/共62页第二十九页，共62页。第29页/共62页第三十页，共62页。第30页/共62页第三十一页，共

22、62页。第31页/共62页第三十二页，共62页。第32页/共62页第三十三页，共62页。第33页/共62页第三十四页，共62页。第34页/共62页第三十五页，共62页。第35页/共62页第三十六页，共62页。第36页/共62页第三十七页，共62页。第37页/共62页第三十八页，共62页。第38页/共62页第三十九页，共62页。2022-7-1第40页配电配电(pi din)终端终端 配电终端FTU实现对环网柜、开关站及柱上开关的监视控制，包含对配电故障的检测功能。 包含对10kV电压(diny)、电流及开关状态监测 对配电故障进行检测（包含短路、小电流接地等故障） 基于交流采样 计算功能因数、

23、有功、无功等计算量 TTU主要实现对配电变压器的监控功能 包含对配变的电压(diny) 、电流进行采样。 对配电变压器进行无功补偿 第39页/共62页第四十页，共62页。2022-7-1第41页配电配电(pi din)终端终端 开关站和公用及用户配电所的监控(jin kn)终端，即DTU，站所终端。第40页/共62页第四十一页，共62页。第41页/共62页第四十二页，共62页。2022-7-1第43页第42页/共62页第四十三页，共62页。第43页/共62页第四十四页，共62页。2022-7-1第45页第44页/共62页第四十五页，共62页。第45页/共62页第四十六页，共62页。2022-7

24、-1第47页第46页/共62页第四十七页，共62页。第47页/共62页第四十八页，共62页。第48页/共62页第四十九页，共62页。馈线自动化实现(shxin)方式第49页/共62页第五十页，共62页。典型基于典型基于FTU的馈线的馈线(ku xin)自动化的组成自动化的组成 配电自动化控制系统配电自动化控制系统SCADASCADAFAFA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(linlu(linlu)开关开关分段分段(fn (fn dun)dun)开关开关控制线控制线通信线通信线第一层：一次设备（负第一层：一次设备（负荷开关、分段器等

25、）荷开关、分段器等）第二层：第二层：FTU控制箱主要由开关操作控制电路、不间断供电控制箱主要由开关操作控制电路、不间断供电电源电源 、控制箱体等部件组成。、控制箱体等部件组成。各各FTU分别采集相应柱上开关的运行情况，如负荷、电压、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，并将上述信息由通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控制中心。各信网络发向远方配电网自动化控制中心。各FTU还可以接受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。操作。 第三层：通

26、信子系统第三层：通信子系统第四层：第四层：FA控制主站控制主站FA控制主站的功能主要是提供人机接口，自动处理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来自线路的FTU的数据，对故障点进行定位的数据，对故障点进行定位，并遥控线路开关，实现故障点的自动隔，并遥控线路开关，实现故障点的自动隔离及恢复供电。离及恢复供电。 FTU应满足的基本要求是：数据传输的完整性；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；不同的数据传输的优先级和时间响应的快速性；不同的数据传输的优先级和不同响应时间不同响应时间。 第五层：第五层：SCADADMS主站主站 SCADADMS主站与馈线自动化控制主

27、站与馈线自动化控制主站相连，可完成配电线路的主站相连，可完成配电线路的SCADA监监控以及更高级的配电管理功能。控以及更高级的配电管理功能。 2022-7-151第50页/共62页第五十一页，共62页。2022-7-1第52页第51页/共62页第五十二页，共62页。电压、电流形成部分电压、电流形成部分来自线路来自线路(xinl)的电压、电流的电压、电流主控制器部分主控制器部分开关量输入开关量输入/输出输出(shch)（I/O）部分）部分开关开关(kigun)量引入量引入控制开关控制开关MODEM与主站通信与主站通信FTU内部结构内部结构2022-7-153第52页/共62页第五十三页，共62页。2022-7-1第54页第53页/共62页第五十四页，共62页。2022-7-1第55页态量发生变化的时刻和先后顺序。第54页/共62页第五十五页，共62页。2022-7-1第56页第55页/共62页第五十六页，共62页。2022-7-1第57页第56页/共62页第五十七页，共62页。2022-7-1第58页第57页/共62页第五十八页，共62页。2022-7-1第59页第58页/共62页第五十九页，共62页。2022-7-