第八章 配电网自动化

配电网自动化传统变电站的问题一、安全、稳定性不够二、难以保证供电质量三、占地面积大四、无法满足快速计算、实时控制的要求五、维护工作量大变电站自动化基本含义变电站自动化定义：变电站自动化是将变电站的二次设备经过功能的组合和优化设计，利用先进的计算机技术、通信技术、信号处理技术，实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、控制、保护、并与上级调度通信的综合性自动化功能。page42023/3/9集中式变电站自动化系统典型配置变电站综合自动化的特点1、功能综合化。2、结构分布、分层化。3、测量显示数字化。4、操作监视屏幕化。5、通信网络化、光纤化。6、运行管理智能化。变电站自动化的优越性（1）信息共享，简化系统，减少电缆；（2）提高自动化水平；（3）及时掌握电网运行状况；（4）提高变电站的可控性；（5）采用无人值班变电站，提高生产率；（6）提高可靠性和经济性；

变电站综合自动化与无人值班无人值班是管理模式，综合自动化是技术水平常规保护和常规控制的时代。两遥功能。四遥功能，无人值班初级阶段。综合自动化—真正意义的无人值班变电站自动化技术的发展ABB公司：SCS100、SCS200系统西门子公司：LSA678系统南瑞继保公司：RCS-9000系统四方公司：CSC2000系统国电南自公司：PS6000系统许继公司：CBZ8000系统page92023/3/9变电站自动化的发展过程2、微机化的智能元件阶段3、综合自动化阶段4、同步相量测量系统监测及事故记录状态估计参数辩识自适应保护各类广域稳控系统1、分立元件阶段page102023/3/9变电站自动化的设计原则和要求2、凡可以在间隔层就地完成的功能如保护、备用电源自投、电压控制等就地完成。4、微机保护的软硬件与监控系统既相对独立，又相互协调。要积极而慎重地推行保护、测量、控制一体化设计，确保保护功能的相对独立性和动作可靠性。3、应能全面替代常规二次设备。5、微机保护应有通信功能6、应能满足无人值班的要求，设计时应考虑远方与就地控制操作并存的模式。9、系统的标准化和开放性能要好,可扩展性好。7、有可靠的通信网络和通信协议。8、有良好的抗干扰能力,设备运行可靠性高。10、变电站自动化系统设计中应优先采用交流采样技术。取消光字牌屏和中央信号屏，简化控制屏，使任一信息做到一次采集、多次使用。11、在选择通信介质时可优先采用光纤通信方式。1、应满足电网安全、优质、经济运行以及信息分层传输、资源共享的原则。page112023/3/9变电站自动化的基本内容电气量的采集和电气设备(如断路器)的状态监视、控制和调节。实现变电站正常运行的监视和操作，保证变电站正常运行和安全。发生事故时，由继电保护、安全自动装置和故障录波器等完成瞬态电气量的采集、监视和控制，迅速切除故障设备和完成事故后的恢复操作。

高压电气设备本身的在线检测信息变电站自动化的内容变电站自动化的基本功能监控子系统功能微机保护子系统功能电压、无功控制子系统功能自动装置子系统功能远动及通信子系统功能变电站自动化的基本功能输电线路保护电力变压器保护母线保护电容器保护自动重合闸继电保护构成1、微机保护的功能变电站自动化的基本功能通信功能对时功能存储各种保护整定值功能故障自诊断、自闭锁和自恢复功能微机保护的要求变电站自动化的基本功能实时数据采集与处理：模拟量采集状态量的采集脉冲量的采集数字量采集运行监视功能：变电站的运行工况和设备状态进行自动监视，即对变电站各种状态量变位情况的监视和模拟量的数值监视

2、监视控制的功能变电站自动化的基本功能事故顺序记录与事故追忆功能控制与安全操作闭锁功能谐波的分析和监视功能2、监视控制的功能故障测距与录波功能变电站自动化的基本功能自动低频减载备用电源自投控制（BZT）小电流接地选线3、自动控制装置功能变电站自动化的基本功能4、电压无功综合控制功能

维持供电电压在规定范围内。各级供电母线电压的运行波动范围（以额定电压为基准）保持电力系统稳定和合适的无功平衡在电压合格的条件下实现使电能损耗最小page192023/3/9电压和无功控制装置调控目标

维持供电电压在规定范围内。各级供电母线电压的运行波动范围（以额定电压为基准）500(330)kv变电站的220kv母线，正常时0％～＋10％，事故时－5％～＋10％配电网10kv母线，10.0～10.7kv200kv变电站110kv母线，正常时－3％～＋7％，事故时±10％保持电力系统稳定和合适的无功平衡。在电压合格的条件下实现使电能损耗最小变电站自动化的基本功能变电站内部的现场级通信变电站与上级调度的通信5、远动及数据通信功能变电站自动化的基本功能变电站内部的现场级通信（一）232、485串口通信（二）现场总线通信（1）LonWorks总线（2）CAN总线（三）以太网通信page222023/3/9变电站自动化的结构形式集中式变电站自动化系统2023/3/9变电站自动化的结构形式分层分布式结构集中组屏page242023/3/9

间隔层按高压间隔划分，以每个电网元件为对象，集测量、控制、保护于一体，设计在同一个机箱中，将这种模块单元安装在一次主设备的开关柜中。各模块单元与监控主机通过网络联系。高压线路保护，变压器保护，自动装置（备自投、电压无功控制，低频减载）仍可安装在中央控制室内。间隔层＋变电站层page252023/3/9变电站自动化的结构形式分散分布式与集中相结合page262023/3/9分散分布式与集中相结合特点(1)10-35kV馈线保护采用分散式结构,就地安装,节约控制电缆,通过现场总线或以太网与保护管理机通信(2)高压线路保护和变压器保护采用集中组屏，保护屏安装在控制室或保护室中，同样通过现场总线或以太网与保护管理机通信。使这些重要的保护装置处于比较好的工作环境，有利于提高可靠性。(3)其他自动装置，备用电源自投和电压、无功自动控制装置采用集中组屏安装于控制室或保护室内。(4)电能量计量系统单独组网，这主要是考虑专业分工。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“配电管理系统”（DistributionManagementSystem，简称DMS）。DMS是和电网调度自动化的能量管理系统（EMS）处于同一层次。二者不同之处在于EMS涉及发、输电系统，DMS是配电管理系统。一、配电网自动化配电管理系统的主要功能1、配电网的SCADA功能——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。RTUTTUFTU一次集结区域站二次集结区域站一、配电网自动化配电管理系统的主要功能2、配电变电站自动化——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（SCADA）通信。3、馈线自动化——在正常情况下，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分、合闸操作。在故障情况下，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。4、用户自动化——包括负荷管理和用电管理。负荷管理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划。用户管理包括自动计量计费系统。一、配电网自动化配电管理系统的主要功能5、配电网高级应用软件——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、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和调频等大系统问题。6、配电网的地理信息系统——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。

功能包括：