调度自动化及配网自动化概述XXXX

调度自动化及配网自动化概述电网自动化事业部2008.7电力系统和电力网电力系统由各种设施、设备组成的电能生产和消费系统将自然界的一次能源通过发电转化为电能，经过输电和配电将电能供应到用户发电、输电、变电、配电、用电电力网（电网）电力系统中，各级电压的电力线路及其联系的变电所组成的统一体输电、变电、配电电力系统一般过程民用配输用能量管理系统配电管理系统

发工业电力系统的基本组成发电将其他形式的能量转化为电能输电将电能量从发电厂传输到使用电能的地区配电将电能量逐步传送到使用电能量的用户用电用户将电能量转化为其它形式的能量变电为了便于电能的传输与使用，进行电压等级的变换电力系统发电与负荷发电出力负荷负荷性质负荷曲线电力系统电压等级电压等级的意义我国常用电压等级750kV500kV330kV220kV110kV35kV10kV主要电气设备输配电线路母线变压器（主变）开断设备断路器、负荷开关、隔离开关熔断器互感器避雷器人机交互界面图形电气连接方式、运行方式电气连接方式无备用有备用运行方式运行热备用冷备用检修中性点运行方式直接接地不接地不直接接地电力系系统（（网络络）的的特点点电力的的传输输效率率高、、环境境污染染小、、电源源和负负荷可可放置置在适适合之之处。。电能不不易大大量存存储，，生产产和利利用同同时完完成，，协调调控制制重要要。规模巨巨大，，横跨跨几千千公里里，事事故影影响大大。发电机机同步步运转转，机机、电电、磁磁相互互关联联，分分析复复杂。。电力传传输的的特点点电能生生产的的瞬间间平衡衡发电＋＋输电电＋配配电＋＋用电电，多多环节节的连连续性性电能传传输的的快速速性地域分分布广广互联大大系统统电力系系统运运行控控制目标安全、、优质质、经经济、、环保保复杂性性电力系系统的的庞大大和复复杂电力系系统的的特点点（平平衡性性、瞬瞬时性性）电力负负荷随随时变变化、、随机机性运行控控制参参与人人员广广电力系系统的的调度度调度是是电力力系统统的重重要生生产部部门协调用用电和和发电电的平平衡确保输输、配配电网网安全全运行行（正正常、、事故故）合理运运行、、提高高经济济性和和电能能质量量我国现现行的的五级级调度度体制制国调、、网调调、（（省））中调调、地地调、、县调调电力系系统调调度基基本工工作预测负负荷编制发发电计计划运行方方式安安排指挥倒倒闸操操作事故处处理经济调调度电力系系统自自动化化电力系系统的的运行行控制制需要要自动动化大量的的自动动化装装置计算机机技术术和电电子技技术在在电力力系统统自动动化领领域的的应用用：调度自自动化化系统统SCADA（SupervisoryControlAndDataAcquisition））EMS（EnergyManagementSystem））变电站站自动动化系系统配网自自动化化系统统电能量量计费费与管管理系系统负荷控控制与与管理理系统统调度自自动化化系统统SCADA监视控控制与与数据据采集集PAS电力系系统分分析应应用软软件DTS调度员员仿真真培训训系统统调度自自动化化系统统的功功能发发展基本的的监视视功能能（遥遥测、、遥信信）使调度度员具具备了了“千千里眼眼”，，知道道现场场的情情况加上遥控与与遥调，构构成完整的的SCADA功能不仅具备““千里眼””，还具备备了“千里里手”PAS功能能，上升到到能量管理理系统（EMS）将电路理论论的知识运运用到电力力调度中从经验型调调度过渡到到分析型调调度调度员培训训系统（DTS）利用电路理理论来仿真真、培训调调度员电力系统的的表征量电压电流频率（周波波）功率有功功率、、无功功率率、视在功功率负荷、出力力功率因数相角、功率率因数各种状态量量开关位置、、保护信号号、辅助信信号等等电力系统运运行控制所所需的信息息遥测量：母线电压；；各线路的的有功、无无功功率或或电流；变压器有功功、无功功功率、分接接头档位；；发电机/电电厂所发有有功、无功功出力；电站/厂，，线路有功功电度；系统频率；；水库水位位；气象数数据。遥信量：断路器的合合、分状态态；隔离刀刀闸的合、、分状态；；各个元件保保护状态；；自动装置的的动作状态态；事故总信号号。电力监控系系统的基本本功能运行数据和和运行状态态监视遥测、遥信信基本的控制制功能遥控、遥调调基本的数据据统计分析析和存储功功能电网监控系系统的基本本组成主站系统：：安装在调度度中心的自自动化机房房，是由多多台计算机机组成的一一个网络系系统，主要要完成分站站采集的状状态和数据据的显示、、存储以及及电网的自自动监控和和自动控制制等功能。。分站系统：：主要由分布布在发电厂厂和变电站站的数据采采集和控制制设备单元元组成，主主要是RTU（远程程终端单元元），完成成安装地点点的电网运运行状态和和数据的采采集以及设设备的远程程控制功能能通信系统：：由各种通信信通道和通通信设备组组成，主要要完成分站站和主站系系统的远程程通信功能能。能量管理系系统（EMS）网络计算分分析状态估计、、潮流计算算、最优潮潮流自动监视安全分析、、事故预警警负荷计划负荷预报（（测）、日日开停机计计划、日发发电计划电网自动优优化控制自动发电控控制（AGC）、自自动电压控控制（AVC）、经经济调度度（EDC）、电力力市场交易易系统调度员培训训仿真系统统（DTS）从经验型调调度到分析析型调度调度自动化化主站系统统基本组成成通道柜：主要完成分分站信号的的接入功能能，前置机CCM：提供数据采采集、规约约解释、规规约转换等等通信服务务管理机ADM（服务务器）：提供数据存存储，访问问服务计算分析服服务器：提供电网计计算分析和和优化控制制MMI（人人机交互））：提供系统监监控和维护护主站系统的的基本功能能模块前置通讯接接收数据处理数据库系统统人机界面数据发布报表处理系统互联与其他系统统接口等主站系统数数据流向一次设备RTU控制机构变换装置前置通讯测量量、状状态量、电电度量YCYXDD控制量YK、YT采集控制数据处理服务器通讯讯通通道道软总线人机界面MMI接收、处理理（还原实实际值）其它数据、、信号控制对象软总线主站系统的的基本功能能接受RTU或其他自自动设备传传送的信号号，主要包包括YC、、YX信号号，通过规规约解释，，得到信号号的数值或或状态。通过图形或或表格显示示电网的运运行状态，，供调度人人员监视电电网的运行行。通过YK，，YT下发发控制指令令，供调度度人员调控控电网的运运行。进行采集数数据的存储储，计算等等，提供基基本的统计计和报表。。与下级和上上级调度系系统进行互互联，完成成数据的交交换和远程程控制。进行电网的的计算分析析和优化控控制，提供供电网的自自动监控和和优化控制制。调度自动化化系统分站站远程终端单单元（RTU）信号采集（（YC、YX）控制功能（（YK、YT）遥测数据采采样方式（（DC、AC）变电站自动动化系统的的部分功能能从传统的RTU向微微机保护发发展变电站综合合自动化调度自动化化系统通信信通信方式串行通信网络通信通信规约CDTPOLLING配网自动化化系统针对配电线线路（馈线线）的自动动化基本功能SCADA监控FA自动隔隔离故障与与恢复供电电地理信息系系统（GIS）应用用配电工作管管理配电自动化化概述配电是电力系统统发电、输输电、供电电和用电中中直接面向电力用用户的环节节配电网一般是指110kV及110kV以下下电压等级级的电网配电系统由馈线、降降压变压器器、断路器器、继电保保护装置、测测量和计量量仪表以及及通信和控控制设备等等构成电力系统、、配电网发电厂升压变电站变电站变电站变电站220kV220kV220kV220kV变电站变电站变电站110kV110kV110kV35kV变电站10kV馈线调度自动化化与配网自自动化的区区别一般以监控控的对象来来划分界限限配网自动化化负责从变变电站出来来到用户的的线路调度自动化化主要负责责变电站和和变电站间间的线路调度自动化化覆盖了配配电网的一一部分功能上调度自动化化主要着眼眼于为调度度生产服务务，提高调调度的自动动化水平和和工作效率率，生产监监控方面的的多，管理理方面的内内容少配网自动化化主要着眼眼于为配电电生产管理理服务、提提高配电管管理的水平平和工作效效率，不仅仅生产监控控方面多，，管理方面面的内容也也多配电自动化化系统的概概念利用现代电电子技术、、通信技术术、计算机机及网络技技术，将配配电网实时信息、、离线信息息、用户信信息、电网网结构参数数、地理信信息进行集成，，构成完整整的自动化化管理系统统，实现配配电系统正正常运行及及事故情况况下的监测测、保护、、控制和配配电管理。。它是实时时的配电自动化化与配电管理系系统集成为一体体的系统。。摘自：DL/T814-2002《《配电自动动化系统功功能规范》》配电自动化化范围配电自动化化涉及的范范围主要是是指10kV中压系系统及0.4kV级级低压，一一般是从变变电站的主主变低压10KV侧侧和10KV母线开开始，直至至电力用户户为止。主变主变低压侧开关出线开关母线侧刀闸出线刀闸馈线段馈线分段开关母线侧刀闸主变侧刀闸10KV母线配网自动化化系统的两两个方面实时的配电电自动化系系统配电SCADA监控控馈线自动化化FA故故障的自动动隔离与非非故障区自自动恢复配电管理自自动化系统统AM/FM/GISDWM工作作管理如何理解配配网自动化化配网自动化化是一个比比较大的范范畴可以是一个个大的集成成系统；也可以是若若干个系统统的总称；；DMS=DMA+DA=DMA+SCADA+FADMS：配配电管理系系统DMA：配配电管理自自动化AM/FM/GIS：自动成成图、设施施管理、地地理信息系系统DWM：配配电工作管管理DA：配电电自动化SCADA：监视控控制FA：馈线线自动化配网自动化化的SCADA功能能是最基本的的功能之一一和调度自动动化的SCADA功功能基本类类似只是监控的的对象不同同通常称为配配电SCADA馈线自动化化功能（FA）网络拓扑与与带电分析析运行状态、、方式、供供电路径与与方向故障定位故障区域的的自动隔离离非故障区域域的自动恢恢复供电FA2FA3FA4FA5FA6FA7电压-时间间型就地模模式故障处处理原理（1）DL1#3#4#5#2#（3）1#3#4#5#2#DL（2）1#3#4#5#DL2#（4）1#3#4#5#DL2#（5）1#3#4#5#DL2#（6）1#3#4#5#DL2#（7）1#3#4#5#DL2#（8）1#3#4#5#DL2#（9）1#3#4#5#DL2#（3）DL1#3#4#5#2#主站与FTU配合模模式故障处处理原理（1）DL1#3#4#5#2#（3）1#3#4#5#2#DL（2）1#3#4#5#DL2#（4）1#3#4#5#DL2#（5）1#3#4#5#DL2#遥控（3）DL1#3#4#5#2#两种馈线自自动化方式式的比较与与合理选择择基于自动化开关设备相互配合方式基于FTU和主站配合方式主要优点结构简单，建设费用低，不需要建设通信网络，不存在电源提取问题故障时隔离故障区域，正常时监控配网运行，可以优化运行方式，实现安全经济运行适应灵活的运行方式恢复非故障区域时可采取安全和最佳措施主要缺点仅在故障时起作用，正常运行时不能起监控作用，因而不能优化运行方式调整运行方式后，需要重新修改定值恢复非故障区域时，无法采取安全和最佳措施需要经过多次重合，对设备的冲击大结构复杂，建设费用较高，需要通讯网络，存在电源提取问题所需主要设备重合器、分段器等FTU、通信网络、子站或主站系统等适用范围农网、负荷密度小的偏远地区、供电途径少于两条的网城网、负荷密度大的地区、重要工业园、供电途径多的网格状配电网、对其它供电可靠性要求高的区域地理信息系系统在电力力系统的应应用AM：直观反反映电气设备备的图形特征征及整个电力力网络的实际际布设FM：对电气气设备进行台台帐、资产管管理，进行双双向查询GIS：充分分利用GIS的系统分析析功能，利用用GIS拓扑扑分析模型结结合设备实际际状态进行运运行方式分析析，各种专题题分析等配电网直接面面向用户，尤尤其是城市电电网，布局、、走线与地理理关系密切，，GIS技术术应用十分必必要泉州GIS概概貌图配电工作管理理工作票管理操作票管理用户业扩与报报装停电管理故障投诉、电电话报修。。。。。。。配网自动化系系统的组成系统组成层次次：主站系统区域主站配电子站远方终端FTU、TTU等通信网络配电主站配电子站配电子站FTUFTUFTURTUTTUTTU配电区域主站FTU/RTUTTUFTU/RTUTTU配调中心变电站/开闭所10kV馈线FTUFTUFTUFTUFTUFTUFTUFTUFTUFTU配网主站层配网子站层配网终端层配网自动化系系统示意配电自动化主主站系统配电自动化系系统的控制与与管理中心配电自动化系系统功能的集集中体现在整个配电自自动化系统结结构的最高层层一般由一组计计算机和其它它设备组成包含配电自动动化的各种功功能软件配网自动化主主站系统基本本组成通道柜：主要完成分站站信号的接入入功能，前置机CCM：提供数据采集集、规约解释释、规约转换换等通信服务务管理机ADM（服务器））：提供数据存储储，访问服务务MMI（人机机交互）：提供系统监控控和维护GIS服务器器：提供地理信息息系统服务及及其应用支持持调配一体化主主站系统一体化设计实实施调度自动化主主站系统功能能配电自动化主主站系统功能能接收所有的RTU、FTU数据两套系统之间间无需接口功能一般只局局限于实时监监控功能应用模式县调：一套工工作站，调配配人员合一地调：一套系系统，调度、、配调工作站站分设配网自动化终终端设备是用于中低压压电网的各种种远方监测、、控制单元的的总称。馈线终端单元元FTU配电柱上开关关监控终端FTU开闭所（开关关站）、环网网柜监控终端端DTU配电变压器监监控终端TTU配电变压器的的监测与控制制FTU与RTU的异同相同点都具备基本的的监控功能差别：FTU一般比比RTU监测测量少，体积积小FTU除了基基本的监控功功能外，还具具备故障检测测功能所处环境不同同，FTU的的环境更为恶恶劣温度、湿度、、电源等配电自动化通通信的特点与与要求特点：