电力系统自动化9第六章配网管理自动化.ppt

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1、配电网管理自动化配电网管理自动化6.1 配电管理系统（配电管理系统（DMS）概述）概述管理系统（DMS）概述 一、能量管理系统（EMS）与配电管理系统（DMS） 图6-1 能量管理系统与配电管理系统配电管理系统和能量管理系统之间存在一定的差异：（1）配电网络多为辐射形或少环网，输电系统为多环网；（2）配电设备（如分段器、重合开关和电容器等）沿线分散配置，输电设备多集中在变电站；（3）配电系统远程终端数量大，每个远程终端采集量少，但总的采集量大，输电系统相反；（4）配电系统中的许多野外设备需要人工进行操作，而输电设备多为远程操作；（5）配电系统的非预想接线变化要多于输电系统，配电系统设备扩展频繁

2、，检修工作量大。杆变杆变杆变变电所变电所箱变开闭所调度中心中心站中心站从变电、配电到用电过程的监视、控制和管理的综合自动化系统，称为配电管理系统DMS （Distribution Management System ）。 配电网数据采集和监控（SCADA） 配电变电站自动化 馈线自动化 配变巡检及低压无功补偿 地理信息系统、网络分析和优化 需方管理（包括负荷监控及管理和远方抄表及计费自动化）一、配电管理系统的特点一、配电管理系统的特点配电网配电网输电输电电压等级电压等级环节环节网络结线方式网络结线方式配电设备分布配电设备分布远方终端远方终端设备操作设备操作较低（较低（110kV）配电配电-用户

3、用户辐射网辐射网沿线分散配置沿线分散配置终端数量多终端数量多每个终端采集量少每个终端采集量少野外设备野外设备-人工人工较高较高220kV）发电发电-输电输电环网环网集中在变电所集中在变电所终端数量少；终端数量少；每个终端采集量多每个终端采集量多远程远程二、配电管理系统（二、配电管理系统（DMS）的概念）的概念 实现配电网控制中心的各种监视、控制和实现配电网控制中心的各种监视、控制和管理功能的自动化系统为管理功能的自动化系统为配电管理系统配电管理系统nSCADA：配电网数据采集与监控配电网数据采集与监控nPAS ： 核心计算、分析软件核心计算、分析软件nDSM ： 需方管理系统需方管理系统nGI

4、S ： 地理信息系统地理信息系统nDA ： 馈线自动化馈线自动化+变电所自动化变电所自动化三、三、配电网配电网SCADA系统简介系统简介 1 软件特点软件特点 配电网输电数据量通信系统要求数据实时性要求系统对称性系统维护工作量开放性极大极大极高极高强强不对称不对称强强大大高高较强较强对称对称较大较大较强较强大大2 配电配电SCADA系统基本组织模式系统基本组织模式nDMS多次集结，分层模式多次集结，分层模式nEMS点对点点对点配电SCADA的特点（1）基本监控对象为变电站10kV出线开关及以下配电网的环网开关、分段开关、开闭所、公用配电变压器和电力用户，数据量通常要比输电系统多一个数量级。（2

5、）系统要求比输电SCADA系统对数据实时性的要求更高。（3）系统对远动通信规约具有特殊的要求。（4）配电网为三相不平衡网络。（5）配电网直接面向用户，对可维护性的要求也更高。（6）集成了管理信息系统（MIS）的许多功能，对系统互连性的要求更高，配电SCADA系统必须具有更好的开放性。（7）必须和配电地理信息系统（AM/FM/GIS）紧密集成配电SCADA的基本组织模式n配电网的SCADA系统是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等功能。馈线自动化馈线自动化（FA）的概念的概念馈线自动化是配电线路的自动化。馈线自动化是配电线路的自动化。n正常：正常： 监视馈

6、线开关的状态、电流、电压监视馈线开关的状态、电流、电压 线路开关的合闸、分闸操作线路开关的合闸、分闸操作n故障：故障： 隔离故障区隔离故障区 对非故障区恢复供电对非故障区恢复供电二、馈线终端二、馈线终端1 类型类型n馈线远方终端馈线远方终端FTU （Feeder Terminal Unit）户外柱上FTU，环网柜FTU和开闭所FTU.所谓DTU，实际上就是开闭所FTU。n配电变压器远方终端配电变压器远方终端TTU （Transformer Terminal Unit）n变电所内远方终端变电所内远方终端RTU （Remote Terminal Unit）2 特点特点n功能功能 ：智能化程度高，实

7、时性要求高：智能化程度高，实时性要求高n性能性能 ：适应户外恶劣环境（地震、雷击、高温）：适应户外恶劣环境（地震、雷击、高温）户外柱上户外柱上环网柜环网柜开闭所开闭所三、馈线自动化的实现方式三、馈线自动化的实现方式1 就地控制就地控制n依靠馈线上安装的重合器和分段器自身的功能依靠馈线上安装的重合器和分段器自身的功能来消除瞬时性故障，隔离永久性故障来消除瞬时性故障，隔离永久性故障2 远方控制远方控制nFTU采集故障前后的信息并传送至控制中心，采集故障前后的信息并传送至控制中心，以遥控方式隔离故障区，对非故障区恢复供电以遥控方式隔离故障区，对非故障区恢复供电三、两种实现方式的特点三、两种实现方式的

8、特点就地控制就地控制远方控制远方控制由由重合器重合器自身完成自身完成对通信系统无要求对通信系统无要求投资省，见效快投资省，见效快使用简单系统使用简单系统开关性能要求高开关性能要求高由主站控制完成由主站控制完成对通信系统要求高对通信系统要求高投资大，见效慢投资大，见效慢使用复杂接线系统使用复杂接线系统开关性能要求不高开关性能要求不高四、常用馈线自动装置四、常用馈线自动装置重合器重合器分段器分段器性能与普通断路性能与普通断路器相似，但具有器相似，但具有多次重合功能多次重合功能不能开断短路电不能开断短路电流，不能单独作流，不能单独作为主保护开关为主保护开关1 重合器重合器reclose（1）功能：）

9、功能： 检测并断开故障电流，能进行给定次数重合的开关。检测并断开故障电流，能进行给定次数重合的开关。（2）工作状态）工作状态正常：闭合正常：闭合瞬时性故障：若干次重合后闭合瞬时性故障：若干次重合后闭合永久性故障：若干次重合后断开，闭锁永久性故障：若干次重合后断开，闭锁（3）操作顺序）操作顺序 t1 t2 t3 分分 合分合分 合分合分 合分合分 15s 5s 5s自动重合器是一种能够检测故障电流、在给定时间内断开故障电流并能进行给定次数重合的一种有“自具”能力的控制开关。所谓自具（Self Contained），即本身具有故障电流检测和操作顺序控制与执行的能力，无需附加继电保护装置和另外的操作

10、电源，也不需要与外界通信。典型的四次分段三次重合的操作顺序为：2 分段器分段器sectionalizer（1）功能）功能 与电源侧前级主保护开关配合，在无压情况下自动分闸。与电源侧前级主保护开关配合，在无压情况下自动分闸。（2）工作状态）工作状态正常：闭合正常：闭合瞬时性故障：若干次重合后闭合瞬时性故障：若干次重合后闭合永久性故障：若干次重合后断开，闭锁永久性故障：若干次重合后断开，闭锁（3）电压）电压时间型分段器的参数时间型分段器的参数时限时限X：合闸时间：合闸时间时限时限Y：故障检测时间：故障检测时间分段器n分段器必须与电源侧前级主保护开关（断路器或重合器）配合，在无压的情况下自动分闸。n

11、电压时间型分段器有两个重要参数需要整定：时限X和时限Y。n时限X指合闸时间。时限Y称为故障检测时间n时限X时限Yt1（为从分段器源端断路器或重合器检测到故障起到跳闸的时间）。辐射网故障隔离辐射网故障隔离EDCBAA：t1=15s, t2=5sB：X=7s, Y=5sC：X=14s, Y=5sD：X=7s, Y=5sE：X=14s, Y=5s配合配合EDCBAA：t1=15s, t2=5s B/ D：X=7s, Y=5s C/ E：X=14s, Y=5s负荷控制技术和需方用电管理负荷控制技术和需方用电管理负荷控制技术及需方用电管理（DSM）一、电力负荷控制的必要性及其经济效益n通过负荷控制，使日

12、负荷曲线变得比较平坦，就能够使现有电力设备得到充分利用，从而推迟扩建资金的投入；并可减少发电机组的起停次数，延长设备的使用寿命，降低能源消耗；同时对稳定系统的运行方式，提高供电可靠性也大有益处。n对用户来说，如果让峰用电，也可以减少电费支出。n因此，建立一种市场机制下用户自愿参与的负荷控制系统，会形成双赢或多赢的局面。一、电力负荷控制的必要性一、电力负荷控制的必要性及其经济效益及其经济效益实现计划用电、节约用电和安全用电的技术手段。实现计划用电、节约用电和安全用电的技术手段。“削峰填谷削峰填谷”n削峰：削峰： 避免供电不足避免供电不足n填谷：填谷： 避免浪费避免浪费二、电力负荷控制种类二、电力

13、负荷控制种类1 分散控制装置分散控制装置2 远方集中负荷控制远方集中负荷控制二、电力负荷控制种类n目前，电力系统中运行的有分散负荷控制装置和远方集中负荷控制系统两种。n电力负荷控制系统由负荷控制中心和负荷控制终端组成。三、负荷控制系统的基本层次图6-11 负荷控制系统的基本层次四、无线电负荷控制系统n在配电控制中心内装有计算机控制的发送器。当系统出现尖峰负荷时，按事先安排好的计划发出规定频带（目前为特高频段）的无线电信号，分别控制一大批可控负荷。n在参加负荷控制的负荷处装有接收器，当收到配电控制中心发出的控制信号时将负荷开关跳开。n这用控制方式适合于控制范围不大、负荷比较密集的配电系统。图6-

14、12 一种无线电负荷控制码的单元结构（a）码元为“1”；（b）码元为“0”；（c）一组信息码五、音频负荷控制系统将167360Hz的音频电压信号叠加到工频电力波形上直接传送到用户进行负荷控制的系统。这种方式利用配电线作为信息传输的媒体，是最经济的传送控制信号的方法，适合于范围很广的配电系统。1音频控制系统的基本原理音频负荷控制系统的构成如图6-13所示，主要由中央控制机、当地站控机、音频信号发生器、耦合设备、注入互感器和音频信号接收器等几部分组成。图6-13 音频负载控制系统示意图1信道匹配器； 2传输信道设备；3音频信号接收器2中央控制机及音频编码方式n中央控制机可以是一台独立工作的微型计算

15、机，并配有显示、打印和人机联系等外部设备；也可以是配电网自动化系统的一个组成部分。图6-14是某电力公司采用的脉冲间隔指令码结构图。图6-14 音频负荷控制信号六、负荷管理（LM）与需方用电管理n负荷管理（LM）的直观目标，就是通过前锋填合使负荷曲线尽可能变得平坦。n需方用电管理（DSM）通过发布一系列经济政策以及应用一些先进的技术来影响用户的电力需求，以达到减少电能消耗推迟甚至少建新电厂的效果。是一项充分调动用户参与的积极性，充分利用电能，进而改善环境的一项系统工程。配电网络重构配电网络重构可分为二种过程。一种是对正常运行的辐射型配电网的负荷进行供电调整，在保证供电安全性可靠性的前提下，针对

16、负荷的不断变动，从网络运行经济性出发，通过线路开关切换，改变负荷的供电电源，减少网损，达到优化运行的目的。第二种是线路故障后的网络重构，主要考虑恢复用户供电，兼顾网损。 配电网络重构1。优化调整配电网络重构2。线路故障重构恢复用户供电兼顾网损6.4 配电图地理信息系统配电图地理信息系统（AM、FM、GIS）配电图资地理信息系统（AM/FM/GIS） 一、概述n配电图资地理信息系统是自动绘图AM（Automated Mapping）、设备管理FM（Facilities Management）和地理信息系统GIS（Geographic Information System）的总称，是配电系统各种自动化功能的公共基础。二、地理信息系统（GIS）n地理信息系统是计算机软硬件技术支持下采集、存储、管理、检索和综合分析各种地理空间信息，以多种形式输出数据与图形产品的计算机系统。三、自动绘图和设备管理系统（AM/FM）n标明有各种电力设备和线路的街道地理位置图，是配电网管理维修电力设备以及寻找和排除设备故障的有利工具。四、AM/FM/GIS系统在配电网中的实际应用（一）AM/FM/GIS系统在离线方