1、配電自動化系統(tǒng)第1頁，共27頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)36分，星期三2022/9/13中國礦業(yè)大學(xué)智能電器與微機(jī)保護(hù)研究室7.1 負(fù)荷控制系統(tǒng)的概念和類型1. 負(fù)荷控制系統(tǒng)種類1）音頻電力負(fù)荷控制：利用高低壓配電線傳輸音頻控制信號，實(shí)現(xiàn)電力負(fù)荷控制。2）無線電電力負(fù)荷控制：利用無線電信道傳輸控制信號，實(shí)現(xiàn)電力負(fù)荷控制。3）配電線載波電力負(fù)荷控制：利用配電線傳輸載波控制信號，實(shí)現(xiàn)電力負(fù)荷控制。4）工頻電力負(fù)荷控制：利用輸電線傳輸?shù)墓ゎl電壓的畸變信號，實(shí)現(xiàn)電力負(fù)荷控制。5）混合負(fù)荷控制：利用兩種以上控制方式組成的電力負(fù)荷控制系統(tǒng)。第2頁，共27頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)36分，星期

2、三2022/9/13中國礦業(yè)大學(xué)智能電器與微機(jī)保護(hù)研究室2. 負(fù)荷控制系統(tǒng)組成組成：負(fù)荷控制中心（主控站）、負(fù)荷控制終端（被控端，在用戶端，受電力負(fù)荷控制中心監(jiān)視和控制）。負(fù)荷控制終端分類：單向終端、雙向終端。單向終端：可分為遙控開關(guān)、遙控定量器；只能接收負(fù)荷控制中心的遙控命令。雙向終端：可分為雙向控制終端、雙向三遙控制終端；可與負(fù)荷控制中心進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸、實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)乜刂啤５?頁，共27頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)36分，星期三2022/9/13中國礦業(yè)大學(xué)智能電器與微機(jī)保護(hù)研究室一種典型的雙向控制終端第4頁，共27頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)36分，星期三2022/9/13中國礦

3、業(yè)大學(xué)智能電器與微機(jī)保護(hù)研究室典型雙向控制終端的智能部分第5頁，共27頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)36分，星期三2022/9/13中國礦業(yè)大學(xué)智能電器與微機(jī)保護(hù)研究室典型雙向三遙終端組成框圖第6頁，共27頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)36分，星期三2022/9/13中國礦業(yè)大學(xué)智能電器與微機(jī)保護(hù)研究室3. 負(fù)荷控制方式(1)1）降壓減負(fù)荷根據(jù)P=U2/R，電壓的變化對負(fù)荷影響較大，若電壓降低5%，負(fù)荷將減少近10%；電網(wǎng)電壓允許在10%額定范圍內(nèi)變化，可通過暫時(shí)降低線路電壓減輕系統(tǒng)總負(fù)荷?？刹捎镁€路電壓調(diào)整器VRC（Voltage Reduction Controller）接收控制中

4、心命令調(diào)節(jié)分接頭動作，一般分5步調(diào)整：1.5%、3%、4.5%、6%、7.5%。這種負(fù)荷控制方式不涉及用戶負(fù)荷的拉閘限電問題，但投資較大。第7頁，共27頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)36分，星期三2022/9/13中國礦業(yè)大學(xué)智能電器與微機(jī)保護(hù)研究室3. 負(fù)荷控制方式(2)2）用戶可控負(fù)荷周期控制對用戶可控負(fù)荷(空調(diào)、熱水器、儲熱系統(tǒng)、冷藏庫、冷熱水泵等)靈活、有效的一負(fù)荷種控制方式。一般通過可尋址的智能電能表實(shí)現(xiàn)，根據(jù)其峰、平、谷三個(gè)不同時(shí)段的電能對負(fù)荷進(jìn)行控制。此電能表要求具雙向通信功能。3）切除用戶可控負(fù)荷最簡單的一種減負(fù)荷措施，由單向通信的負(fù)荷管理終端完成，通過簡單的“合閘”、“分

5、閘”命令控制負(fù)荷。根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際情況，將三種負(fù)荷控制方式有機(jī)組合起來，實(shí)現(xiàn)最佳負(fù)荷控制。 第8頁，共27頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)36分，星期三2022/9/13中國礦業(yè)大學(xué)智能電器與微機(jī)保護(hù)研究室7.2 負(fù)荷控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和功能1負(fù)荷控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)一般以市（地）為基礎(chǔ)構(gòu)建負(fù)荷控制系統(tǒng)，規(guī)模不大時(shí)，可省去縣（區(qū)）負(fù)荷控制中心。第9頁，共27頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)36分，星期三2022/9/13中國礦業(yè)大學(xué)智能電器與微機(jī)保護(hù)研究室2負(fù)荷控制系統(tǒng)的功能1）負(fù)荷控制中心主控機(jī)的功能管理功能（負(fù)荷控制方案、報(bào)表打?。?；負(fù)荷控制功能（各種控制命令發(fā)出）；數(shù)據(jù)處理功能（數(shù)據(jù)計(jì)算處

6、理、曲線繪制、畫面刷新、告警、密碼口令等）；系統(tǒng)自診斷自恢復(fù)功能；遙信功能（與上級調(diào)度中心、負(fù)荷控制中心、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信）；其它功能（調(diào)試時(shí)與終端的通話、配網(wǎng)中設(shè)備分合操作與運(yùn)行情況的監(jiān)視）。第10頁，共27頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)36分，星期三2022/9/13中國礦業(yè)大學(xué)智能電器與微機(jī)保護(hù)研究室2）負(fù)荷控制終端的功能 根據(jù)負(fù)荷控制終端分類（單向終端、雙向終端）采用相應(yīng)的功能。具體見表71。第11頁，共27頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)36分，星期三2022/9/13中國礦業(yè)大學(xué)智能電器與微機(jī)保護(hù)研究室7.3 無線電負(fù)荷控制系統(tǒng) 典型無線電負(fù)荷控制系統(tǒng)組成第12頁，共27頁，2

7、022年，5月20日，20點(diǎn)36分，星期三2022/9/13中國礦業(yè)大學(xué)智能電器與微機(jī)保護(hù)研究室負(fù)荷管理系統(tǒng)控制中心的構(gòu)成第13頁，共27頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)36分，星期三2022/9/13中國礦業(yè)大學(xué)智能電器與微機(jī)保護(hù)研究室7.4 音頻、載波混合負(fù)荷控制系統(tǒng)第14頁，共27頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)36分，星期三2022/9/13中國礦業(yè)大學(xué)智能電器與微機(jī)保護(hù)研究室7.5 配電網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)報(bào)負(fù)荷預(yù)報(bào)對電網(wǎng)安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行意義重大。配電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)報(bào)分類：1. 地區(qū)負(fù)荷預(yù)報(bào)：配電網(wǎng)一日至一周逐小時(shí)的總負(fù)荷或某一區(qū)域的負(fù)荷預(yù)報(bào)，主要用于購電計(jì)劃與供電計(jì)劃。2. 母線負(fù)荷預(yù)報(bào)：配電網(wǎng)

8、總的或某一區(qū)域各負(fù)荷點(diǎn)（母線）的負(fù)荷預(yù)報(bào)，主要用于狀態(tài)估計(jì)或潮流計(jì)算。第15頁，共27頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)36分，星期三2022/9/13中國礦業(yè)大學(xué)智能電器與微機(jī)保護(hù)研究室1. 地區(qū)負(fù)荷預(yù)報(bào)地區(qū)負(fù)荷預(yù)報(bào)可針對整個(gè)配電網(wǎng)，也可針對某些地區(qū)進(jìn)行。短期負(fù)荷預(yù)報(bào)：一般以日為周期，時(shí)間間隔為1h、0.5h或10min，對每周5天工作制，時(shí)間周期可定為1周，時(shí)間間隔可用不等間距（負(fù)荷快速變化時(shí)取小間距，平緩時(shí)取大間距）。預(yù)報(bào)的數(shù)學(xué)方法：最小二乘法（最常用）、線性外推法、時(shí)間序列法、卡爾曼濾波法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、灰色理論等。第16頁，共27頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)36分，星期三20

9、22/9/13中國礦業(yè)大學(xué)智能電器與微機(jī)保護(hù)研究室負(fù)荷預(yù)報(bào)步驟1）分析歷史數(shù)據(jù)：找出負(fù)荷變化規(guī)律，建立負(fù)荷預(yù)報(bào)模型。2）建立線性變化模型：將過去幾日平均負(fù)荷曲線按時(shí)序畫在一張圖上，按此曲線的延長段即可預(yù)報(bào)次日平均負(fù)荷。3）建立負(fù)荷周期變化模型：用一日平均負(fù)荷除以各時(shí)段負(fù)荷，得到過去幾日的日負(fù)荷周期變化曲線；取此曲線的各時(shí)段均值，即可得到次日負(fù)荷變化周期曲線。4）負(fù)荷預(yù)報(bào)：按線性模型預(yù)報(bào)次日負(fù)荷評價(jià)值，按周期變化模型預(yù)報(bào)次日負(fù)荷變化系數(shù)，兩者相乘即可得到次日負(fù)荷預(yù)報(bào)值。第17頁，共27頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)36分，星期三2022/9/13中國礦業(yè)大學(xué)智能電器與微機(jī)保護(hù)研究室負(fù)荷預(yù)報(bào)舉

10、例（按3天負(fù)荷數(shù)據(jù)為例）a)日實(shí)時(shí)負(fù)荷曲線；b)日平均負(fù)荷曲線；c)日負(fù)荷周期變化曲線第18頁，共27頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)36分，星期三2022/9/13中國礦業(yè)大學(xué)智能電器與微機(jī)保護(hù)研究室預(yù)報(bào)過程（1）假設(shè)前3天負(fù)荷資料：Z1,1 Z1,2 Z1.3 Z1,24 第1日每小時(shí)負(fù)荷；Z2,1 Z2,2 Z2,3 Z2,24 第2日每小時(shí)負(fù)荷；Z3,1 Z3,2 Z3,3 Z3,24 第3日每小時(shí)負(fù)荷。1）計(jì)算每天日負(fù)荷均值：2）將3個(gè)日平均負(fù)荷 Xi 擬合為直線，即：第19頁，共27頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)36分，星期三2022/9/13中國礦業(yè)大學(xué)智能電器與微機(jī)保護(hù)研

11、究室預(yù)報(bào)過程（2）采用最小二乘法求系數(shù)a、b，即：第20頁，共27頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)36分，星期三2022/9/13中國礦業(yè)大學(xué)智能電器與微機(jī)保護(hù)研究室預(yù)報(bào)過程（3）4）將第4天的負(fù)荷均值和周期變化系數(shù)相乘，即可得到第4天的負(fù)荷預(yù)報(bào)值：3）計(jì)算日負(fù)荷周期變化系數(shù)：將前3天的時(shí)段均值作為第4天的周期變化系數(shù)，即：第21頁，共27頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)36分，星期三2022/9/13中國礦業(yè)大學(xué)智能電器與微機(jī)保護(hù)研究室預(yù)報(bào)過程（4）按上述方法進(jìn)行負(fù)荷預(yù)報(bào)后，還應(yīng)考慮實(shí)際電網(wǎng)可能遇見的其他變化因素：1）氣象變化；2）臨時(shí)性社會事件。對于氣象變化因素，可采用下式修正均值：第

12、22頁，共27頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)36分，星期三2022/9/13中國礦業(yè)大學(xué)智能電器與微機(jī)保護(hù)研究室2.母線負(fù)荷預(yù)報(bào)在配電網(wǎng)不可能實(shí)時(shí)量測到每一母線上的負(fù)荷，一般采用預(yù)報(bào)方法將量測或預(yù)報(bào)得到的上一級地區(qū)負(fù)荷近似地分到各母線上。對每個(gè)母線給出一個(gè)負(fù)荷分配系數(shù)，將地區(qū)負(fù)荷乘此系數(shù)便可得到各母線上的負(fù)荷。各地區(qū)、各母線上的負(fù)荷性質(zhì)不同，變化規(guī)律不一致，實(shí)際中采用層次負(fù)荷模型。第23頁，共27頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)36分，星期三2022/9/13中國礦業(yè)大學(xué)智能電器與微機(jī)保護(hù)研究室負(fù)荷層次模型（四層）第24頁，共27頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)36分，星期三2022/9/13中國礦業(yè)大學(xué)智能電器與微機(jī)保護(hù)研究室負(fù)荷層次模型處理方法對應(yīng)各負(fù)荷層次間設(shè)定負(fù)荷分配系數(shù)，且分配系數(shù)周期變化，以表示上下不一致的負(fù)荷周期變化曲線。給定各負(fù)荷層的負(fù)荷分配系數(shù)后，只要給出上一層的負(fù)荷，便可則逐層分配、得到各母線負(fù)荷。負(fù)荷層次劃分原則：依據(jù)各層次負(fù)荷曲線形狀是否一致進(jìn)行，不一致者分層，一致者不分層。第25頁，共27頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)36分，星期三2022/9/13中國礦業(yè)大學(xué)智能電器與