(本科)配电自动化(第一讲)

配电自动化系统主讲人：黄伟教授Email:huangwei_48@126.comTel考书目目王明俊，，配电系系统自动动化及其其发展，，电科院院，中国国电力出出版社1998年方富淇，，配电网网自动化化,华华南理工工大学。。中国电电力出版版社2000年年陈堂等，，配电系系统及其其自动化化技术，，中国电电力出版版社，2002年刘健等，，配电自自动化系系统中中国电电力出版版社，1998年徐腊元，，配电王王自动化化设备优优选指南南，中国国机械出出版社，，1998年谷水清，，配电系系统自动动化，中中国电力力出版社社，2004年年刘健等，，复杂配配电网简简化分析析与优化化，中国国电力出出版社，，2002年陈文高，，配电系系统可靠靠性实用用基础，，中国电电力出版版社，1998年苑瞬等，，配电网网无功优优化及无无功补偿偿装置，，中国电电力出版版社，2003年倪建立，，电力地地理信息息系统，，中国电电力出版版社，2004年黄伟等，，配电自自动化技技术，教教材配电自动动化系统统一、配电电自动化化的问题题的提出出二、配电电网的概概念和特特点三、配电电网的评评价和相相关问题题四、配电电自动化化的基本本概念五、配电电自动化化的发展展现状六、配电电自动化化包含的的内容七、配电电自动化化注意的的难点一、配电电自动化化问题的的提出发、输、、配、供供、用国内、国国外投资资比例二、配电电自动化化的基本本概念2、配电电网的基基本概念念在现代电电力系统统中，大大型的发发电厂往往往远离离负荷中中心，发发电厂发发出的电电能，一一般要通通过高压压或超高高压输电电网络送送到负荷荷中心，，然后在在负荷中中心由电电压等级级较低的的网络把把电能分分配到不不同电压压等级的的用户，，这种以以各级电电压的电电力线路路及其联联系的变变电站组组成的统统一体称称为配电电网络(DistributionNetwork))，配电区域域内的配配电线及及其配电电设施的的总称叫叫配电系系统。按电压等等级分：：高压输电电网（220kV,,500kV,,750kV,,1000kV)高压配电电网（66kV,110kV)中压配电电网（10kV,35kV)低压配电电网（220～～380V)按地域分分：城市市配电网网和农村村配电网网起分配电电能作用用的网络络称为配配电网城市配电电网和农农村配电电网的特特点1.城市配电电网的主主要特点点（1）深入城城市中心心地区和和居民密密集点，，负载相相对集中中，发展展速度快快，因此此在规划划时应留留有发展展余地。。（2）用户对对供电质质量要求求高。（3）配电网网的设计计标准较较高，在在安全与与经济合合理平衡衡下，要要求供电电有较高高的可靠靠性。（4）配电网网的接线线较复杂杂，要保保证调度度上的灵灵活性、、运行上上的供电电连续性性和经济济性。（5）随着配配电网自自动化水水平的提提高，对对供电管管理水平平的要求求越来越越高。（6）对配电电设施要要求较高高。因为为城市配配电网的的线路和和变电站站要考虑虑占地面面积小、、容量大大、安全全可靠、、维护量量小及城城市景观观等诸多多因素。。2.农村配电电网的主主要特点点（1）供电线线路长，，分布面面积广，，负载小小而分散散；用电电季节性性强，设设备利用用率低。。（2）发展速速度快，，存在建建设无规规划，布布局不合合理，施施工无设设计，设设备质量量差等先先天不足足。（3）农电队队伍不稳稳定，专专业水平平不理想想。（4）农电用用户多数数是乡镇镇企业、、农业排排灌和农农民生活活用电，，用户安安全用电电知识贫贫乏，严严重影响响安全供供用电。。电网结构构的布局局形式1）城网基本本接线方方式放射型（（Radial)：只只从一端端供电的的电路树枝状：：环型(loop)：构构成一个个完整的的单电源源的环形形电路网孔型((Meshed)：多多数是多多电源供供电单电源供供电的网网络运行行方式多电源供供电的网网络运行行方式2DL负荷6负荷1负荷2负荷3负荷4负荷51DL环式网辐射网配电网的的构成变电站1变电站4变电站3环网柜1环网柜2环网柜3环网柜柜4变电站2典型多电电源电缆缆系统示示意图常开开关关常闭开关关正常情况况下环网柜1由变电站1供电,环网柜2由变电站2供电,环网柜3由变电站3供电,环网柜4由变电站4供电.下面以环网柜4为例介绍绍故障的的隔离与与转供电电。线路负荷荷三、配配电网供供电几个个基本概概念电压偏差差网损率负载率负荷矩容载比用户平均均停电时时间AIHC1供电可靠靠率RS1(1)评评价价指标——电压偏偏差电压偏差差我国《35--110KV变电所设设计规范范》GB50059--92第一章《总则》第一条规规定：35-110KV电压允许许变化范范围为额额定电压压的±5%10KV电压允许许变化范范围为额额定电压压的±5%400V电压允许许变化范范围为额额定电压压的+3%～-7%(2)评评价指指标—网网损率网损率我国国家家标准《《评价企企业合理理用电技技术导则则》（GB3485--83））中规定定：降低低企业受受电端至至用电设设备间的的线损，，线损率率应达到到下列指指标：一次变压压：3.5%%以下；二次变压压：5.5%%以下；三次变压压：7%以下。(3)评评价价指标——负载率率负载率负载率越越大，越越接近线线路的热热稳定极极限和动动稳定极极限，线线路承受受负载的的能力越越低，安安全性能能越差；；负载率率越小，，经济性性能越差差。(4)评评价价指标——负荷矩矩负荷矩《电力工程程电气设设计手册册》规定：35kV输电线路路的供电电半径为为20-50km；110kV为50-150km；220kV为100--300km。并给出了了电压损损耗为10%时各电压压等级线线路在使使用不同同型号导导线时，，对应不不同功率率因数的的负荷矩矩。(下表表功率因因数为0.95)导线型号35kV架空线路负荷矩110kV架空线路负荷矩LGJ-1203062980LGJ-1503623510LGJ-1854154010LGJ-240/4630返回(5)评评价价指标——容载比比容载比我国《城市电力力网规划划设计导导则》规定：各各地区城城市电网网规划设设计中应应根据现现有统计计资料和和电网结结构形式式确定合合理的容容载比，，并推荐荐220kV变电所可可取1.8～2.35；35～110kV变电所可可取1.6～1.9。(6）评评价指指标—用户平均均停电时时间AIHC1用户平均均停电时时间供电用户户在统计计期间的的平均停停电小时时数。（7）评评价价指标——供电可可靠率RS1供电可靠靠性供电可靠靠率反映映了一个个供电企企业的电电网状况况，供电电水平和和管理水水平的高高低。目前，国国内供电电企业宣宣布的供供电可靠靠性一般般能达到到99.9%，即每年年中对用用户停电电时间不不超过9小时。供电电能能质量1电压压幅值2频频率3波形形4波动动和闪变变5三三相系系统不平平衡_++_pui1）供电可可靠性RS1==有效供电电时间/统计时间间（8760小时）**100%%(计算计划划检修时时间)RS3==有效供电电时间/统计时间间（8760小时）**100%%中国RS3==99..96%%日本RS3==99..998%日本每户户年停电电时间为为：6min；法国每户户年停电电时间为为：69min；英国每户户年停电电时间为为：80min；美国每户户年停电电时间为为：98min；2)电力负荷荷密度负负荷（KW)//平方公里里（KM2）北京10000～12000KW/KM2上海14000～15000KW/KM2伦敦18000～20000KW/KM2东京19000～21000KW/KM2四、配电电自动化化的概念念配电自动动化：是对配电电网上的的设备进进行远方方实时监监视、协协调及控控制的一一个集成成系统。。手段：利用通信信技术和和计算机机技术对对配电网网进行智智能化监监控管理理。目的：提高供电电可靠性性和供电电电能质质量，始始终处于于安全、、经济的的最优运运行状态态1、简单单电力系系统结构构图配电网可可分为：：辐射网网、树状状网和环环状网EMS和和DMS在电力力系统中中的关系系发电厂输电线高压变电电站配电网用户AGC调度自动动化SCADA需方管理理能量管理理系统配电管理理系统电网调度度自动化化配电自动动化系统统配电系统统自动化化1）搞好好配电自自动化的的意义好好处（1）扩扩大系统统监控范范围，保保证有效效管理（2）提提高配电电网运行行管理水水平（3）减减少事故故和操作作引起的的停电时时间，提提高供电电可靠性性（4）改改善电能能质量，，提高用用户服务务水平（5）提提高劳动动生产率率（6）达达到电网网经济运运行的目目的（7）合合理推迟迟电网建建设，有有效里弄弄有限的的资金（8）树树立良好好的供电电企业形形象采用高质量、大容量的设备１．预防事故发生提高供电电可靠性性的３个对策２．缩小事故区间３．迅速速进行负荷荷转移小区間化１．预防事故发生２．缩小事故区间３．迅速速进行负荷荷转移提高供电电可靠性性的3个对策通过区间间分割来来提高供供电可靠靠性（区区间分割割的优点点）（1）缩小故故障停电电范围区间分割割后用户SWSW用户SWSW停电范围停电范围SWSW通过区间间分割来来提高供供电可靠靠性（区区间分割割的优点点）（2）搜索故故障点的的快速化化（搜索索范围的的缩小））区间分割割后搜索范围SWSW事故点搜索范围事故点提高供电电可靠性性的3个对策总总结预防事故发生缩小停电范围分割区間中长期投资计划城市基础建设改进设备系统构成成复杂化化应用ＤＡＳ经济性设备利用用率迅速恢复复事故构筑多分分割多连连接网络络配电设备投资资与如何何进一步步提高可可靠性投资费用可靠性投资与效效果的界界限100%%用DAS进一步提提高可靠靠性？五、配电电自动化化的发展展国外自动动化的发发展分为为三个阶阶段第一阶段段：大约在70年代代主要目标标：在重要的的线段实实现故障障自动隔隔离，自自动抄表，，试点工工作。第二阶段段：80年代代初期主要目标标：配电自动动化设备备投入，，促进负负荷控制制的发展。。第三阶段段：80年代代后期主要目标标：微机和通通讯技术术的发展展，分布布式实时时网络的出出现。日本九大电力力公司・北海道道・东北・东京・北北陆・中部・・关西･中中国・・四国・・九州州・日本电力公司概要500600（亿Kwh）89979695949893年度700≈●●●●●●●≈510596643667690699720九州电力公司司总销售售电量变变化≈・日本DAS开发的历历史77年日日本最早的配电自动化系统(九州电力)85年采用GIS、真正意义义的大規模模配电自动化系系统完成(获产业技术大奖)86年北北陆电力、关西电力引入ＤＡＳ87年四四国电力、东北电力引入ＤＡＳ89年中中部电力引入ＤＡＳ90年北北海道道电力引入ＤＡＳ94年九九州电力实现100%%开关的远远动化96年开发功能能分散型型的DAS系统(UNIX服务器)97年多服务器型型开放型型系统01年在九州电力已有80个ＤＡＳ系统投运运配电自动化系统（日本东京电力为例）银座支店管辖区域状况電力負荷密度：148,000kW／km2

東京電力銀座支店配電自動化系統日本国内内第一个个配电自自动化系系统工程程37分/年..户(年)九州停电电时间九州电力力提高供供电可靠靠性的历历程开始建设配电主站实现开关100%遥控我国配电电网自动动化的发发展工作作起步于于20世纪80年代末，，其标志志是石家家庄和南南通各引引进了一一套日本本户上制制作所赠赠送的配配电网自自动化环环路设备备，该设设备相当当于日本本70年代装备备水平，，我国真真正开展展工作是是在90年代1990年沈阳局局开始制制定配电电线路自自动化方方案1993年邢台局局和电科科院制定定自动化化规划方方案1994年广州和和大连开开始配电电自动化化试验1996年上海市市东供电电开始配配电自动动化工作作国内配电电自动化化发展概概况1998年推进进城市建建设和改改造工作作会议1999年10KV配网自动动化发展展规划要要点2000年配电电自动化化终端设设备通用用技术条条件特点：1）一期期试点多多为小规规模2）控制制方式绝绝大多数数为集中中式，部部分采用用就地式式（电压压型）3）架空线线路为主主4）通信方方式的多多样化国内配电电自动化化发展特特点六、配电电自动化化的内容容一、配