第五章電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化主講人：齊鄭qizheng319@126.com一、配電網(wǎng)自動化配電網(wǎng)劃分：1、低壓配電網(wǎng)--220V、380V2、中壓配電網(wǎng)--3-35kV3、高壓配電網(wǎng)--66kV、110kV10/9/20252NorthChinaElectricPowerUniversity一、配電網(wǎng)自動化一個簡化配電系統(tǒng)單線圖10kV母線聯(lián)絡開關降壓變配電變主饋線分支線聯(lián)絡開關出線開關補償電容110kV母線10/9/20253NorthChinaElectricPowerUniversity一、配電網(wǎng)自動化CB2CB14CB13CB12CB11CB10CB9CB8CB7CB6CB5CB4CB3ST1ST2CB1CB15Bus3Bus1Bus2CB16FEEDER1FEEDER2FEEDER3ND1ND2ND3ND4ND5ND6ND7ND8ND9ND10ND11ND12ND13ND14ND15ND16ND17ND18ND0ND19ND20ND21ND22CB16CB17ND23ND24CB18一個簡單的配電系統(tǒng)接線圖10/9/20254NorthChinaElectricPowerUniversity一、配電網(wǎng)自動化配電系統(tǒng)的特點(2)配電系統(tǒng)具有環(huán)形網(wǎng)絡，但為了故障定位和繼電保護整定方便，通常處于開環(huán)運行狀態(tài)；而輸電系統(tǒng)通常是閉環(huán)運行的。配電系統(tǒng)的支路電阻ｒ和電抗ｘ之比ｒ/ｘ一般比較大。配電系統(tǒng)常處于不平衡多相運行狀態(tài)，負荷和網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)皆不平衡：各相負荷大小不等，可能單相或兩相運行。10/9/20256NorthChinaElectricPowerUniversity一、配電網(wǎng)自動化我國電網(wǎng)自動化水平狀況近20年，我國的發(fā)輸電自動化水平得到大幅度提高；長期以來，“重發(fā)、輕供、不管用”，絕大部分電力投資用于發(fā)輸電系統(tǒng)的建設；配電自動化水平處于相對落后狀態(tài)。1998年開始，情況發(fā)生巨大變化。10/9/20257NorthChinaElectricPowerUniversity一、配電網(wǎng)自動化我國配電自動化熱潮的背景國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展電力需求的日益增長對供電可靠性和供電質(zhì)量的要求越來越高部頒指標99.9%（年停電8.76小時），99.99%（年停電52.6分鐘），沒有自動化達不到投入巨資（3000億元）搞城網(wǎng)/農(nóng)網(wǎng)改造，拉動國民經(jīng)濟增長10/9/20258NorthChinaElectricPowerUniversity一、配電網(wǎng)自動化通常把利用現(xiàn)代電子技術、通信技術、計算機及網(wǎng)絡技術，實現(xiàn)對配電網(wǎng)系統(tǒng)正常運行及事故情況下的監(jiān)測、保護、控制、用電和配電管理的綜合自動化系統(tǒng)，稱為“配電管理系統(tǒng)”（DistributionManagementSystem，簡稱DMS）。DMS是和電網(wǎng)調(diào)度自動化的能量管理系統(tǒng)（EMS）處于同一層次。二者不同之處在于EMS涉及發(fā)、輸電系統(tǒng)，DMS是配電管理系統(tǒng)。10/9/20259NorthChinaElectricPowerUniversity一、配電網(wǎng)自動化配電自動化的目的提高供電可靠性改善電能質(zhì)量更好地為用戶服務為供電企業(yè)自身獲取更大的經(jīng)濟效益帶動國民經(jīng)濟發(fā)展10/9/202510NorthChinaElectricPowerUniversity一、配電網(wǎng)自動化配電管理系統(tǒng)的主要功能1、配電網(wǎng)的SCADA功能——通過監(jiān)測裝置來收集配電網(wǎng)的實時數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)處理以及對配電網(wǎng)進行監(jiān)視和控制。RTUTTUFTU一次集結(jié)區(qū)域站二次集結(jié)區(qū)域站10/9/202511NorthChinaElectricPowerUniversity一、配電網(wǎng)自動化配電管理系統(tǒng)的主要功能2、配電變電站自動化——對配電所實施數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視和控制，與控制中心和調(diào)度自動化系統(tǒng)（SCADA）通信。3、饋線自動化——在正常情況下，實時監(jiān)視饋線分段開關與聯(lián)絡開關的狀態(tài)和饋線電流、電壓，實現(xiàn)線路開關的遠方或就地分、合閘操作。在故障情況下，獲得故障記錄，自動判斷和隔離饋線故障區(qū)段，迅速對非故障區(qū)域恢復供電。10/9/202512NorthChinaElectricPowerUniversity一、配電網(wǎng)自動化配電管理系統(tǒng)的主要功能4、自動制圖/設備管理/地理信息系統(tǒng)AM/FM/GIS

功能包括：與SCADA系統(tǒng)的動態(tài)著色功能接口；在地理圖上顯示配電網(wǎng)帶電狀態(tài)和潮流、電壓分布；自動動態(tài)連接電路接線圖和圖形數(shù)據(jù)庫，使電路接線圖改變時，圖形數(shù)據(jù)庫和拓撲網(wǎng)絡著色隨之更新；當電網(wǎng)發(fā)生跳閘事故時，自動提供受其影響的用戶、變壓器和線路清單。5、配電工作管理系統(tǒng)——配電網(wǎng)運行管理，工程設計，施工計劃，檔案和統(tǒng)計等工作管理。6、用電管理系統(tǒng)——客戶信息系統(tǒng)，負荷管理系統(tǒng)，計量計費系統(tǒng)，用電營業(yè)管理系統(tǒng)，用戶故障報修系統(tǒng)。10/9/202513NorthChinaElectricPowerUniversity一、配電網(wǎng)自動化配電管理系統(tǒng)的主要功能7、配電網(wǎng)分析軟件——主要是對配電網(wǎng)絡進行分析和計算，包括：負荷預測、網(wǎng)絡拓撲分析、狀態(tài)估計、潮流計算、線損計算分析、電壓/無功優(yōu)化等。在配電網(wǎng)中不涉及系統(tǒng)穩(wěn)定和調(diào)頻等大系統(tǒng)問題。10/9/202514NorthChinaElectricPowerUniversity一、配電網(wǎng)自動化配電自動化的幾個熱點設備更新改造：變電站改造，線路改造，開關改造數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控/地理圖形信息系統(tǒng)/配電應用軟件(SCADA/GIS/PAS)故障選線故障定位、隔離與恢復電能質(zhì)量：提高電壓合格率，減少諧波配網(wǎng)規(guī)劃10/9/202515NorthChinaElectricPowerUniversity一、配電網(wǎng)自動化DMS與EMS的相似點1、SCADA功能。2、圖形用戶界面GUI。3、自動控制功能，如VQC。4、高級應用軟件。5、存儲歷史數(shù)據(jù)。6、信息共享和信息發(fā)布。10/9/202516NorthChinaElectricPowerUniversity一、配電網(wǎng)自動化DMS與EMS的不同點1、輻射型網(wǎng)絡。2、配電設備很多安裝在電桿上。3、全部RTU(站+網(wǎng))數(shù)量眾多。4、站設備數(shù)量少。5、數(shù)據(jù)庫存儲量大。6、多數(shù)設備人工操作。7、存在大量的需方(用戶設備)。10/9/202517NorthChinaElectricPowerUniversity二、饋線自動化技術饋線自動化設備——重合器、分段器和饋線FTU1、自動重合器

——一種能夠檢測故障電流、在給定時間內(nèi)斷開故障電流并能夠進行給定次數(shù)重合的具有“自具”能力的控制開關。現(xiàn)有的重合器通?？梢灾睾先剿拇?。所謂“自具”——就是本身具有故障電流檢測和操作順序控制與執(zhí)行的能力，無需附加繼電保護裝置和另外的操作電源，也不需要與外界通信。重合器在開斷性能上與普通斷路器相似，但比普通斷路器具有多次重合閘的功能。在保護控制方面具有“智能”，能自身完成故障檢測、判斷電流性質(zhì)，執(zhí)行開合功能；記憶動作次數(shù)、恢復初始狀態(tài)、完成合閘閉鎖。只有通過手動復位才能解除閉鎖。10/9/202518NorthChinaElectricPowerUniversity二、饋線自動化技術2、分段器

——一種與電源側(cè)前級開關配合，在失壓或者無電流的情況下自動分閘的開關設備。它不能斷開短路故障電流。分段器的關鍵部件是故障檢測繼電器。形式有——電壓—時間型分段器，過流脈沖計數(shù)型分段器。10/9/202519NorthChinaElectricPowerUniversity二、饋線自動化技術3、饋線FTU

——安裝于配電室或饋線上的智能終端設備。可以與遠方的配電之站通信，將配電設備的運行數(shù)據(jù)發(fā)送到配電子站，還接收配電子站的控制命令，對配電設備進行控制和調(diào)節(jié)。10/9/202520NorthChinaElectricPowerUniversity二、饋線自動化技術饋線自動化的實現(xiàn)方式有兩種1、當?shù)乜刂品绞健揽筐伨€上安裝的重合器和分段器自身的功能來消除瞬時性故障和隔離永久性故障。

它不需要和控制中心通信就可以完成故障隔離和恢復供電。2、遠方控制方式——通過負荷開關、FTU加主站系統(tǒng)來實現(xiàn)。由FTU采集到故障前后的各種信息并傳送到主站，由主站確定故障區(qū)段，然后由主站系統(tǒng)發(fā)出遙控命令控制開關動作，完成故障隔離并恢復非故障區(qū)的供電。10/9/202521NorthChinaElectricPowerUniversity二、饋線自動化技術饋線自動化的電源問題1、操作電源和工作電源取自饋線。方式：單相變壓器(兼作PT)缺點：線路停電導致失電2、操作電源和工作電源取自蓄電池方式：鋰電池缺點：蓄電池容量小3、操作電源取自饋線、工作電源取自蓄電池10/9/202522NorthChinaElectricPowerUniversity三、配電SCADA系統(tǒng)配電自動化可以用到的通信方式1、配電線路載波2、低壓配線路載波3、電話專線4、撥號電話5、CATV通道6、RS-4857、多模光纖8、單模光纖9、無線擴頻通信10、VHFUHF電臺11、對址微波12、調(diào)幅、調(diào)頻廣播13、衛(wèi)星14、GPRSCDMA10/9/202523NorthChinaElectricPowerUniversity四、配電網(wǎng)圖資系統(tǒng)AM/FM/GIS配電圖形管理(AM)10/9/202524NorthChinaElectricPowerUniversity四、配電網(wǎng)圖資系統(tǒng)AM/FM/GIS地理圖形信息系統(tǒng)(GIS)為配電系統(tǒng)各部門的管理與決策提供可視化的圖形操作平臺（Arc/Infor，SmallWorld，InterGraph，MapInfor）配電圖形管理故障投訴及搶修管理配電工作管理接口管理系統(tǒng)管理配電地理信息系統(tǒng)10/9/202525NorthChinaElectricPowerUniversity一、配電網(wǎng)自動化10/9/202526NorthChinaElectricPowerUniversity五、需方用電管理DSM1、負荷控制和管理（1）負荷控制（2）遠方監(jiān)視（3）歷史記錄2、遠方抄表與電能計費3、廣義需方用電管理分時電價、