OPEN-3200配电网自动化管理系统(简)-新模版.ppt

1、1,敬请各位领导、专家给予指导!,2,OPEN-3200配电网自动化管理系统,ABB,NARI,国网电力科学研究院 国电南瑞科技股份有限公司,3,OPEN-3200成果鉴定 2006.12.16,鉴定委员会一致认为：系统遵循IEC 61970/61968国际标准，以SCADA为基础，以配电网调度作业管理为应用核心，采用信息集成与共享的设计理念，实现了与GIS模型和图形流程化数据交换，研发了配网数据采集与监控、配电自动化、配网分析计算、配网调度作业管理等多个应用子系统。 OPEN-3200配电网自动化管理系统遵循国际标准、设计合理、技术先进、运行稳定、实用方便，具有自主知识产权，整体技术达到国际

2、先进水平。其中，配电网络模型动态变化全过程管理机制、系统与异构环境下GIS模型流程化平滑数据交换、基于实时网络拓扑的配电网图形辅助操作计划管理、基于自由表单和流程驱动的配网调度作业管理等技术达到国际领先水平。 OPEN-3200配电网自动化管理系统获2007年国网公司科技进步一等奖,2007年中国电力科技进步二等奖 系统在南京配网、合肥配网、乌鲁木齐配网、秦皇岛配网、北京石景山配网、北京市天安门广场配网等大中城市获得广泛应用。,4,OPEN-3200配电网自动化管理系统,3、系统主要功能,2、系统总体结构,1、系统设计理念,5,OPEN-3200配电网自动化管理系统一 系统设计理念,当前DMS

3、系统发展的困惑 传统模式(SCADA+DA+GIS)的局限性 GIS系统的瓶颈 信息孤岛的无奈 管理功能的空白,6,OPEN-3200配电网自动化管理系统一 系统设计理念-配电网自动化管理系统？,DMS = SCADA + DPAS + DA + DWM 其中：DWM = AM/FM/GIS + OMS OMS（停电管理系统） = TCM（故障接警管理） + SWITCHING（操作票和工作票管理） + WFM（工作流程管理）+ MOBILE-COMPUTING（移动办公管理） 按照IEC 61968规范的描述，广义的DMS系统还可以包括CIS（客户服务管理）、LMS（负荷管理系统）等。,7,

4、全面遵循IEC61970/61968国际标准，以SCADA为基础，以配网调度作业管理为应用核心，覆盖全部配网设备，强调信息的共享集成及综合利用，涵盖整个配网调度指挥的全部业务流程，实现配网流程化的业务管理，全面提升配网调度管理水平，向科学化的管理要效益。,全新的设计理念,OPEN-3200配电网自动化管理系统一 系统设计理念,IEC 61970标准框架 关注的重点是电网模型的描述及数据访问的标准化，即CIM & CIS IEC 61968标准框架 关注的重点是各个系统之间的数据和信息共享以及相互之间的接口原则，解决信息“孤岛”问题 阐述了广义DMS系统的内涵和外延,8,OPEN-3200配电网

5、自动化管理系统一 系统设计理念,挑战：配网管理体制与模式众多？ 解决方案：体系结构上适应供电公司配网的不同管理模式，支持地配一体化管理模式，满足分散维护、集中调度管理/分散维护、分散调度管理，并支持管理体制间的平滑过渡 挑战 ： GIS应用瓶颈？模型维护的一致性？ 解决方案：基于CIM/XML/SVG的模型图形交换彻底解决不同接口模式下GIS系统和DMS系统的平滑数据交换 挑战 ：配电网络巨大的数据量和频繁的更新？ 解决方案：网络模型动态变化管理机制（红黑图）广域分布式数据采集网络SCADA,9,OPEN-3200配电网自动化管理系统一 系统设计理念,挑战：信息孤岛问题？ 解决方案：基于SOA

6、架构的信息交换总线IEB解决各配网信息孤岛的信息交互与共享 挑战：配网应用软件实用化程度低？ 解决方案：以拓扑类应用为中心，突出其实用价值，把应用软件贯穿在日常配网调度工作中。支持地配一体化系统的高级应用软件设计。 挑战：配网调度管理功能空白？ 解决方案：配网调度作业管理覆盖全部配网设备，涵盖整个配网调度指挥工作流程，提高配网管理水平,10,OPEN-3200配电网自动化管理系统,3、系统主要功能,2、系统总体结构,1、系统设计理念,11,OPEN-3200配电网自动化管理系统二 系统总体结构-软件总体结构,外部数据源接口,XML/GML/COM/DCOM/CORBA,CIM/CIS,Inte

7、rnet,DataETL,Mobile Radio Drivers, Pager/Fax, WAP, WAVE,应用层,工作管理,12,OPEN-3200配电网自动化管理系统二 系统总体结构数据流,13,OPEN-3200配电网自动化管理系统二 系统总体结构典型应用案例(南京配网),14,OPEN-3200配电网自动化管理系统二 总体设计思路典型应用案例(合肥配网),15,OPEN-3200配电网自动化管理系统二 总体设计思路典型应用案例(秦皇岛配网-奥运工程),16,OPEN-3200配电网自动化管理系统,3、系统主要功能,2、系统总体结构,1、系统设计理念,17,OPEN-3200配电网自

8、动化管理系统三 系统主要功能,1 信息集成与交换总线 2 GIS接口转换子系统 3 广域分布式数据采集 4 配网实时监控与操作 5 红黑图机制 6 配电网分析应用 7 配网综合仿真培训 8 配电自动化DA 9 配电网智能操作票 10 配网调度作业管理 11 故障电话管理,18,传统接口方案,OPEN-3200配电网自动化管理系统1 信息集成与交换总线,遵照IEC 61968的接口方案 ,19,系统A,系统C （客户）,C1,系统D （客户）,D1,数据仓库E （档案馆）,E1,D/D1,E/E1,C/C1,新系统,传统的请求/应答通信方式,20,系统A （投递）,系统C （客户）,C1,系统D

9、 （客户）,D1,数据仓库E （档案馆）,E1,D/D1,E/E1,C/C1,IEB（邮局）,系统B （客户）,C1发送(投递)给C D1发送(投递)给D E1发送(投递)给E,基于IEB总线的请求/应答通信方式,21,系统A,系统F （客户）,系统G （客户）,数据仓库H （档案馆）,A/A2,A/A3,A/A1,新系统,传统的服务端等待通信方式,22,IEB（邮局）,T1,A,C,系统 （客户）,系统 （客户）,系统 （客户）,数据仓库D （档案馆）,系统F （出版社）,订阅（订阅）,注册（征订杂志）,E,发布(发行第一期),T1第一期,T1/第一期,T1/第一期,基于IEB总线的发布/订

10、阅通信方式,23,配电自动化系统,配电网络 模型,输电网络 模型,客户信息系统,历史事件,EMS,IEB 信息交换总线,信息交换流程图,24,GIS接口主要任务： GIS接口的主要任务是从GIS系统中导入馈线单线图以及系统联络图的图形文件、设备数据以及电气拓扑信息。其中设备数据以增量的方式进行，而图形则是覆盖方式进行导入；实时数据和设备投运信息即时发送给GIS系统，从而形成一个完整的闭环。 实现GIS、配电MIS、DMS三大配电系统的信息的高度共享，保证配电网设备及运行数据的源头唯一 支持图形类型： 单线图 站所（开闭所、环网柜、分支箱）接线图 系统联络图,OPEN-3200配电网自动化管理系

11、统2 成熟的GIS接口转换子系统,25,OPEN-3200配电网自动化管理系统GIS接口案例-GIS图形导入,26,OPEN-3200配电网自动化管理系统GIS接口案例-GIS图形导入,27,OPEN-3200配电网自动化管理系统GIS接口转换工程实用化案例,南京配网管理系统（ARC INFO平台） 合肥配网自动化系统（Intergraph平台） 乌鲁木齐配网调度管理系统（ARC INFO平台） 秦皇岛配网自动化系统（ARC INFO平台） 金华配网自动化系统(GE SmallWorld平台） ,28,遵循IEC 61970 CIM/XML/SVG规范并扩展为可以适用于配电网的模型描述 基于系

12、统接线图和线路沿布图的图形转换 配电设备的增量转换 实时数据和设备投运信息即时发送给GIS系统 基于现实模型和未来模型（红黑图机制），自动形成不同的网络拓扑 基于单线图的接口转换实现了配电网模型和变电站模型的模型拼接,OPEN-3200配电网自动化管理系统GIS接口转换技术特点,29,OPEN-3200配电网自动化管理系统 3 广域分布式数据采集,30,OPEN-3200配电网自动化管理系统 3 广域分布式数据采集,广域分布式数据采集 数据采集应用可以部署在任意位置,集中或分布式布置，所有前置服务器按地理位置划分为多组，组内以按口值班、负载均衡的方式工作，各组前置服务器内部的运行互相独立，不受

13、其他组的影响，数据可共享至全网。 统一建模与数据共享 各区县配调可在当地进行所辖配网的建模，数据统一存储至主系统，同一个厂站只需在一侧一次建模，全网共享。同时，也支持在任意节点访问系统数据库中的任意数据。,31,OPEN-3200配电网自动化管理系统 3 广域分布式数据采集,广域责任分区 系统具备广域责任分区功能，可以将各厂站馈线或设备划分在不同的责任区域，市配调及各区县配调根据管辖范围的不同各自对应一个或多个责任区域。各节点的监控人员只能操作所辖范围内的设备，无关的数据将被有效隔离，监控人员可以高效、安全的使用系统；各节点的维护人员也只能对所辖范围的数据进行维护，系统的数据安全性、运行可靠性

14、可以得到有效保障。在管辖范围调整后，广域责任分区可以在线灵活调整。 在对信息进行了有效的分流和分层处理之后，网上的报文流量大大减轻，响应速度得到相应的提高，从而整个系统的性能和信息吞吐量也相应的得到了提高。,32,OPEN-3200配电网自动化管理系统3 广域分布式数据采集,大数据量处理方面的优势 系统具有至少80万点以上的系统设计容量。 在配网主站性能测试中，测试系统实际通讯厂站2000个，数据库容量81万点，其中遥测27万点、遥信54万点性能测试时所有2000个厂站每30s产生4个变位遥信，共8000个，即平均每秒产生267个变位遥信，同时，所有厂站上送变化遥测，在此情况下，系统性能良好，

15、变化遥测、变化遥信都能在2s内在画面上反应，且能进行画面遥控操作。,33,OPEN-3200配电网自动化管理系统4 配网实时监控与操作,完全继承EMS/集控系统SCADA的所有功能和特色 网络SCADA+多数据源+全景PDR 责任区管理软件实现信息分流、报警分流、权限分流等 实现了配网运行状态的智能监视与分析:电能质量的监视分析 配电网特有的一些操作和功能，如拆搭头、跳线、短接等，实现图形快速查询和设备定位功能 实现系统联络图（大图）和线路单线图（小图）的自动对应和同步操作 所有操作都可以在现实模型的实时态（SCADA）、现实模型的模拟态（SCADA_SIM）以及未来模型（SCADA_RED）

16、下进行 基于地理图的SCADA应用,34,OPEN-3200配电网自动化管理系统4 实时监控与操作-智能监视与分析,35,联络图上展现了主线的连接方式，忽略了很 多细节。设备和设备间用自然导线段来连接。,线路单线图上展现了所有的连接细节，包括杆塔 和架空线/电缆。设备和设备间用馈线段来连接。,根据拓扑连接，自动对应,OPEN-3200配电网自动化管理系统大小图,36,单线图上拆搭头操作,联络图上拆搭头同步,OPEN-3200配电网自动化管理系统拆搭头操作（引流线操作）,37,联络图上跳线,联络图上跳线 的另一种表现方式,北山门线跳线 同步,普德寺线跳线 同步,OPEN-3200配电网自动化管理

17、系统跳线操作（跨接）,38,OPEN-3200配电网自动化管理系统设备检索与定位,39,OPEN-3200配电网自动化管理系统基于地理图的SCADA应用,40,OPEN-3200配电网自动化管理系统5 红黑图机制,挑战: 配电网络巨大的数据量和频繁的更新 变化管理: 配电网络几乎每天都会发生改变 任何时候操作都需要准确的配置和网络状态 需要维护网络模型的最新工具,41,红黑图机制主要反映配电网模型的动态变化过程。 黑图反映现实模型，红图反映未来模型。 在SCADA下设立实时、黑图模拟操作和红图模拟操作三个模式，模式之间可以随意切换。 所有的设备都具有生命周期概念，分为投运、未投运和待退役三个状

18、态。 红图可以通过在线投运操作转化为黑图，设备运行状态也可以由未投运转化为投运。,OPEN-3200配电网自动化管理系统5 红黑图机制,红黑图机制主要反映配电网模型的动态变化过程， 实现了配网图形及设备生命周期管理,42,红图模拟操作,黑图模拟操作,黑图实时操作,未投运设备显示,OPEN-3200配电网自动化管理系统红黑图机制功能及操作,红黑图的切换以及设备运行状态,43,以拓扑类应用为中心 突出其实用价值，不在强调单列各个模块，而是把应用软件贯穿在日常配网调度工作中。 支持地配一体化系统的高级应用软件设计。 支持实时态和研究态。,OPEN-3200配电网自动化管理系统6 配电网分析应用,配网

19、分析应用-组件化及实用化的设计思想,44,接线分析（或称网络拓扑）根据实时数据库中的元件模型、连接关系以及开关的实时状态，确定配电网中各种设备的连接关系和带电状态，还可用来检测网络是否出现闭环现象，并根据其运行状态进行动态着色，将结果以醒目的颜色显示在地理图和接线图上，同时形成计算的母线模型,OPEN-3200配电网自动化管理系统拓扑分析及着色,45,OPEN-3200配电网自动化管理系统拓扑带电分析着色,全局带电着色,46,供电范围着色,线路着色,电源点追踪着色,负荷转供着色,OPEN-3200配电网自动化管理系统线路着色,47,带开关合刀闸,带接地合刀闸,OPEN-3200配电网自动化管理

20、系统网络拓扑防误,48,带电合接地刀闸,OPEN-3200配电网自动化管理系统网络拓扑防误,切开关导致失电母线提示,49,合环操作提醒,OPEN-3200配电网自动化管理系统网络拓扑防误,负荷失电提醒,50,OPEN-3200配电网自动化管理系统自动拉路序列控制,在有人工事先定义好的拉路顺序表中包含拉路出线的名称以及相应的操作开关，由自动拉路控制检验定义内容的合理性；在线控制时，根据当前最新量测数据，自动计算切除负荷目标数值所涉及到的拉路对象的最小集合，在人工选择确认后，将其中的操作开关全部输入到组合遥控操作序列中，再次确认后，进入并列遥控操作。极大提升了拉路控制的响应速度和安全准确性。,51

21、,OPEN-3200配电网自动化管理系统自动拉路序列控制,52,OPEN-3200配电网自动化管理系统配网运行区域联络图,根据实际配网拓扑以及当前运行方式自动绘制配网运行的区域联络图。,配网运行区域联络图,53,保 电 的 自 动 挂 牌 与 摘 牌,OPEN-3200配电网自动化管理系统重要用户管理（保电及双电源用户）,保电管理,54,根据网络拓扑和潮流计算，负荷转移决策系统的判断依据的条件：最大负载率、开关操作个数、转移级数等。 算法基于局部拓扑搜索，将拓扑搜索范围限定在配电网待恢复区及其周围区域，从而充分保证解的确定性以及实用性。 负荷转移区间有多个联络点时，系统根据配电网设备信息和实时

22、信息自动决策出容载最大的线路作负荷转移方案。 当有多个区间要进行负荷转移并且负荷转移区间有多个联络点时，负荷转移高级决策系统根据负荷容载分摊转移负荷。,OPEN-3200配电网自动化管理系统负荷转供决策,55,OPEN-3200配电网自动化管理系统负荷转供决策,56,OPEN-3200配电网自动化管理系统负荷建模与校准,负荷建模与校准是对目前配电网量测严重不足做出的一种数据补充。 可设置工业、居民等各种负荷类型模型 可以按恒定功率, 恒定电阻和恒定电流都是用来进行负荷建模校准计算 支持采集、存储管理四个季节、典型工作日和周末负荷情况 根据变电所或馈线量测按负荷建模分配到所连接比配变上,57,O

23、PEN-3200配电网自动化管理系统网络运行方式优化计算,潮流计算 在负荷建模与校准基础上，潮流计算主要是计算配网的运行状态。 潮流计算更多的是作为公共服务，为负荷转供决策、网络优化、DA等提供基础计算服务。 网络优化重构 在满足配网基本运行约束基础上，以减小网损为目标，给出负荷均衡、网损最小的开关操作策略。 可以给出运行方式改变前后，网损的变化,58,模拟计算合环后的稳态潮流结果，同时给出开关合闸时的最大冲击电流；为了保证计算精度，对高压输电网和中低压配电网采用不同的潮流计算方法，同时进行模型合并，自动拼接二者之间的边界部分设备的连接关系，实现交替迭代计算，最终获取精确的稳态合环潮流解、合闸

24、角度、等值阻抗以及最大冲击电流； 分析安全校验的结果（包括短中长三个时段的限额）；计算结果与实际操作结果的误差分析和计算。,OPEN-3200配电网自动化管理系统合环电流计算,59,OPEN-3200配电网自动化管理系统合环电流计算显示界面,60,实现配电自动化动作全过程的完全仿真。任意拉合开关进行模拟停电范围的分析，开关状态变化后线路和设备会根据供停电状态动态着色，直观反映模拟电网情况。仿真软件应能模拟任意地点的各类故障和系统的状态变化，以利于配网工程系统验收及配网系统大修，为实际运行模式提供方案。 控制操作仿真功能 变电站仿真功能 数据仿真功能 事故的预演、操作预演、反演仿真功能 设备现场

25、运行仿真状态 离线状态的模拟操作,OPEN-3200配电网自动化管理系统7 配网综合仿真培训,61,OPEN-3200配电网自动化管理系统故障模拟仿真,62,OPEN-3200配电网自动化管理系统操作预演,图票一体化,63,主站集中控制、子站集中控制和终端分散就地控制间的协调 基于实时网络拓扑适用于任何配网接线方式 多故障处理，对故障进行优先级划分，以便让重要的配电网故障可以优先进行处理，目标是最小操作动作和最小负荷损失 对合环运行、FTU故障、遥控失败、信息矛盾、设备挂牌等多种非正常状态能够进行正确判断并及时终止DA 模式选择(自动方式、交互方式)，按馈线配置控制模式,OPEN-3200配电网自动化管理系统8 配电自动化DA,DA技术特点,64,多种运行状态(在线、离线、仿真) 多种启动条件(开关分闸+事故总、断路器分-合-分、正常操作以外的分闸动作等) DA功能实用化的考虑:DA功能具有实时采集信号、人工指定信号等多种启动方式，可以适用于三遥、二遥、一遥、就地控制的各种场合 DA模拟及反演功能,OPEN-3200配电网自动化管理系统配电自动化DA,DA技术特点,65,OPEN-3200配电网自动化管理系统配电自动化DA界面,恢复区,66,图