电力行业高级量测体系介绍(ppt 36页).ppt

1、高级量测体系Advanced Metering Infrastructure,栾文鹏 2009年6月27日 第一届智能电网研究论坛 中国天津大学,日程安排,高级量测体系 (AMI) 简介 背景 驱动力 主要组成部分 智能电表 通讯网络 计量数据管理系统 (MDMS) 用户户内网络(HAN) AMI论证 成本 收益 例证 AMI和智能电网 问题解答,Time For Change,亚力山大.贝尔,来源: 美国能源部报告, “智能电网介绍”,电力行业亟需变革,托马思.爱迪生,高级量测体系,智能和控制功能,1985 1995,AMR,AMI 连接用户并加强了资源和资产优化管理 AMM 提高了信息质量

2、 AMR 提高了运行效益,AMM,AMI,量测系统的演变,用户通讯,数据管理,运行效益,1996 2005,2006,AMI 相对于 AMR,AMR:自动抄表方案 从远程读一个累积的计量值 单向通讯 以月为计量周期 AMI: 高级量测体系 完整的体系可远程读取多个间隔计量值 双向通讯 提供详细的数据以能支持分时电价（ TOU pricing） 远程系统或软件升级 支持用户户内网络 和很多其它功能,AMI 实施的驱动力,7,竞争激烈的电力市场 电力公司降低成本和增加收入的目标 日益增多的复杂计费方式 用户服务的要求,供求关系和电网的制约 电网可靠性 / 停电的制约 / 供电不足 日益增加的分布式

3、电源 多向潮流,环境保护和政治压力 立法的要求 (如, EPACT 2005) 对能效的追求 为应对温室效应而寻求矿物燃料的替代品 公众对邻近电力设施的抵触,技术的进步 、电子和通讯技术的进步 成本降低而同时功能提高 用于数据管理的信息系统日益完善,世界范围内电力公司实施变革和产业升级的动力,AMI 效益,节能和能效,运行效率,用户服务,电网运行和优化: 电压和无功优化, 运行, 规划，等,电表更换,现金流,读表: 自动, 频繁, 准确,呼叫中心: 减少费用估计, 提高询问应答,故障管理: 即时, 定位, 检测,收费: 各种计费选择,表计准确度: 提高,负荷研究; 提高数据质量,窃电检测:提高

4、检测率,DSM: 电价, 需求响应, 用户信息,智能电表,双向间隔量测数据,智能电表 每一个用户处 记录双向间隔消费信息 小时、 30 分钟、 15 分钟 或 5 分钟等 KWh、 KVARh、 V、 KW,等 其它功能如远程断开和重接、 即时读表、 断电报警、 表计干扰检测、 远程设定和软件升级 变压器表计 记录双向间隔消费信息和电压信息 数据可用于变压器负荷管理和负荷研究 馈线表计 记录双向间隔消费信息和电压信息 15分钟、 5分钟、 或更短 支持系统实时运行、电压优化、系统分析和规划、负荷研究和预测等,多层次的通讯网络,广域通讯网络 (WAN),IP 网络：开放式的、安全的 专用的或公众

5、的网络 有些使用通讯公司的托管服务 WiMAX, 数字无线通信 2.5G, 3G, 3G+, MPLS 问题: 公共网络生命周期短，难于满足AMI 的期望 很多地方很难有一个公共网络覆盖整个电力公司的服务范围 通常是混合网络(电力公司专用网 + 第三方网络),局域通讯网络 (LAN),大部分是私网协议 电力线载波 (PLC，DLC) 基于高塔的点对多点的无线射频系统 无线射频网状系统（Mesh） 电力线宽带 (BPL) 趋势是缓慢移向开放式标准 TCP/IP, ANSI C12.22 主要考量是低成本,发展趋势：集成的通讯网络,数据采集流程,自动数据采集系统 (ADCS) 按照预定时间收集电表

6、测量值（通常是午夜之后）或即时读取 把数据传回网络运行中心 (NOC) 把数据放在企业服务总线 (ESB) 上 ESB 原始数据转送站 把数据分送给 计量数据管理系统（MDMS）和其它信息系统 MDMS 处理数据并把数据传给其它信息系统, 如: 计费系统 用户网站 (以便用户在每天 早晨6点查看前一天的用电),计量数据管理系统(MDMS),一个用于获取、处理和存储计费表计测量值，并具有分析工具以便和其它信息系统交互使用的数据库系统 AMI系统表计管理 (增加修改消除） AMI表计控制 接通断开 重新设定 日程管理 计费之外的数据转发 表计和网络设备的资产管理 接通断开的过程管理 干扰检测 故障

7、及故障恢复数据管理 数据分析和自动现场工作票的生成和处理,自助帐单分析 支持客户服务人员 需求响应,批发市场Wholesale 大 C&I用户 分时电价 特殊计费,规划 运行 GIS & OMS 集成,供应聚合 未计能量的分配,MDMS 功能,预测,数据验证、估计和编辑（VEE）和数据存储,负荷研究和定价,收入保护Revenue Protection,结算Settlement,配电效率,复杂的计费,用户服务,负荷曲线 市场分类 服务成本 高峰期电价,短期 中期 长期 未计量的收入,窃电检测 非正常电表检测,数据分类和负荷建模Segmentation and Load Modeling,费用计算

8、Configurable Calculation Logic & Billing,多维聚合 Multi-Dimensional Aggregation,用户费用分析 Customer Bill Integration & Analytics,系统应用,计量数据管理系统,负荷研究 预测管理,故障管理 配网运行,客户服务 帐户管理,CIS,计费,复杂计费,SCADA 数据等,间隔数据 采集系统,AMI 采集系统,手持移动 采集系统,资产分析,收入保护,客户支持,企业服务总线,企业服务总线,MDMS 和其它系统的集成,运行系统,采集系统,其它应用,系统范围的系统能观性,减少设备过负荷和损坏 提高固定

9、资产投资时机和针对性 提高相间平衡和线路利用率 改善电压调节，提高电容器安放选择 提高资产容量选择和一致性 识别异常线损和窃电 有选择地对用户实施负荷控制,“虚拟表计” 可提供系统任何一点的以小时计的历史的和预测的负荷信息,用户信息网站,把用户帐单和用电信息集成在一起 可读到前一天的用电 为用户提供详细用电曲线和费用信息 分析TOU 或 CPP 对帐单的影响 推荐策略以助其减少费用 减少用户服务成本 网上自助服务减少高额帐单抱怨电话 呼叫中心的显示有助于一次解答用户的疑问,输电系统控制,企业范围内的信息系统集成,系统管理,资产管理,资产管理,维护,系统规划,馈线自动化,资源管理,规划&预测,工

10、作安排,结算,交易&合约,资源调度,SCADA,DMS,系统运行,用户服务,企业信息系统,发电控制,变电站自动化,EMS,通讯网络,用户户内网络 (HAN),配合用户门户网站、连接智能电表和户内可控的设备 室内显示器 (IHD) 可编程通讯温控器 (PCT) 混合动力电动汽车 (PHEV) 、电动汽车 (EV）或其它储电装置 其它智能家用电器, 等 主要技术和标准 通讯：WiFi, RF, 电力线载波, 光纤等 标准：ZigBee, HomePlug, 6LowPAN等，处于快速整合阶段,Smart,用户户内网络,HAN 的效益,使得用户更好地管理用电 被动的: 理解用电 IHDs 提供了详细

11、的用电信息和计费信息 主动的: 参与需求响应或允许电力公司直接负荷控制 使得电力公司提高用户服务 对用户发送信息 用户可以直接查看用电信息 实施需求响应以消除峰荷 每年最高峰的 100 个小时,用电信息,直接负荷控制,电价响应,需求响应和节电,能量管理,终端用户直接参与电力市场,混合动力汽车 (PHEV)或电力汽车,集成分布式发电并提供双向量测,储能装置,集成分布式电源,Source: SCE,智能用户户内网络,AMI 实例,Source: IBM,AMI在北美,AMI 成本,成本（每表）,来源：Capgemini,AMI 20年全部拥有成本,包括智能电表，双向通讯，遥控开关，用户户内网络,平均收益,*没包括负荷控制，需求响应，和智能电网功能,成本和成本回收年限,意大利ENEL的AMI项目,3千万电表 2002年-2005年 21亿欧元成本，每年节省费用亿欧元 3000MW 高峰期负荷削减能力 (5%) 成本回收期为5年 基于运行费用的节省,用户故障检测,需求响应,窃电检测,远程接通断开,远程电表设定,负荷控制,为用户提供电价信号,灵活电价,AMR,自动抄表,AMR 功能+,AMI,智能电网,AMI 功能+,远程检测 集中和分布式分析 系统故障恢复,优化系统资产管理 配电自动化