配网自动化系统概述

1、配网自动化系统概述电力系统和电力网o电力系统n由各种设施、设备组成的电能生产和消费系统n将自然界的一次能源通过发电转化为电能，经过输电和配电将电能供应到用户n发电、输电、变电、配电、用电o电力网（电网）n电力系统中，各级电压的电力线路及其联系的变电所组成的统一体n输电、变电、配电电力系统一般过程民用民用工业工业电力系统的基本组成o发电n将其他形式的能量转化为电能o输电n将电能量从发电厂传输到使用电能的地区o配电n将电能量逐步传送到使用电能量的用户o用电n用户将电能量转化为其它形式的能量o变电n为了便于电能的传输与使用，进行电压等级的变换配电自动化概述o 配电是电力系统发电、输电、供电和用电中直

2、接 面向电力用户的环节o 配电网一般是指110kV及110kV以下电压等级的电网o 配电系统由馈线、降压变压器、断路器、继电保 护装置、测量和计量仪表以及通信和控制设备等 构成电力系统、配电网发电厂升压升压变电站变电站变电站变电站变电站变电站变电站变电站220kV220kV220kV220kV变电站变电站变电站变电站变电站变电站110kV110kV110kV35kV变电站变电站10kV馈线馈线配网自动化系统o针对配电线路（馈线）的自动化o基本功能nSCADA监控nFA自动隔离故障与恢复供电n地理信息系统（GIS）应用n配电工作管理配电自动化系统的定义 利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技

3、术，将配电网实时信息、离线信息、用户信息、电网实时信息、离线信息、用户信息、电网结构参数、地理信息结构参数、地理信息进行集成，构成完整的自动化管理系统，实现配电系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制和配电管理。它是实时的配电自动化与配电管理系统集成为一体的系统。摘自：摘自：DL/T 814-2002DL/T 814-2002配电自动化系统功能规范配电自动化系统功能规范管理范围o配电自动化系统涉及的范围一般是从变电站的主变低压侧和低压母线开始，直至电力用户为止的配电网络。 主变主变低压侧开关出线开关刀闸刀闸馈线段分段开关母线侧刀闸主变侧刀闸10KV母线配变涉及对象、名称1）一次设备： 出线开

4、关、柱上开关、环网柜、开闭所（开关站）、配电变压器；2）自动化系统： 主站/计算机系统（DAS）、馈线监控终端（FTU、DTU）、配变监测终端（TTU）、通讯设备（光M）等主变主变低压侧开关出线开关母线侧刀闸出线刀闸馈线段馈线分段开关母线侧刀闸主变侧刀闸10KV母线调度自动化与配网自动化的区别o一般以监控的对象来划分界限n配网自动化负责从变电站出来到用户的线路n调度自动化主要负责变电站和变电站间的线路n调度自动化覆盖了配电网的一部分o功能上n调度自动化主要着眼于为调度生产服务，提高调度的自动化水平和工作效率，生产监控方面的多，管理方面的内容少n配网自动化主要着眼于为配电生产管理服务、提高配电管

5、理的水平和工作效率，不仅生产监控方面多，管理方面的内容也多配网自动化系统的两个方面o实时的配电自动化系统n配电SCADA监控n馈线自动化FA故障的自动隔离与非故障区自动恢复o配电管理自动化系统nAM/FM/GISnDWM工作管理如何理解配网自动化o配网自动化是一个比较大的范畴n可以是一个大的集成系统；n也可以是若干个系统的总称；oDMS = DMA + DA = DMA + SCADA + FA nDMS：配电管理系统pDMA：配电管理自动化nAM/FM/GIS：自动成图、设施管理、地理信息系统nDWM：配电工作管理pDA：配电自动化nSCADA：监视控制nFA：馈线自动化配网自动化的SCAD

6、A功能o是最基本的功能之一o和调度自动化的SCADA功能基本类似n只是监控的对象不同o通常称为配电SCADA馈线自动化功能（FA）o网络拓扑与带电分析n运行状态、方式、供电路径与方向o故障定位o故障区域的自动隔离o非故障区域的自动恢复供电地理信息系统在电力系统的应用oAM：直观反映电气设备的图形特征及整个电力网络的实际布设oFM：对电气设备进行台帐、资产管理，进行双向查询oGIS：充分利用GIS的系统分析功能，利用GIS拓扑分析模型结合设备实际状态进行运行方式分析，各种专题分析等o配电网直接面向用户，尤其是城市电网，布局、走线与地理关系密切，GIS技术应用十分必要配电工作管理o工作票管理o操作

7、票管理o用户业扩与报装o停电管理o故障投诉、电话报修o。实施配电系统自动化的效益o提高供电可靠性，缩短故障判别、隔离及恢复供电时间(可从原来的几十分钟到几个小时减少到平均10分钟以内)；减少了因电网故障造成的巨大损失。o 改善电能质量，把最优质的电能提供给用户。o 提高配电网运行的经济性，提高设备利用率（减少备用容量）；降低配电网运行维护费用，降低线损，最大限度地提高企业经济效益。实施配电系统自动化的效益o 提高整个和计算机应用水平，提高工作效率。o 用先进技术手段来，建立良好的供需人机界面。迅速处理用户申诉，为用户查询及电费计量提供方便，提高供电企业的信誉。o 配电系统自动化技术的飞速发展，

8、推动了配电网，保证了配电系统的长期最优可持续发展。配电系统自动化实施前提o需要强壮的配电网结构n合理分配负荷，按照线路供电半径合理规划，避免供电区域重叠；n线路留有适当的，满足故障情况下的要求。n根据配电系统自动化的要求，对配电网进行改造，并根据，规划设计新线路。o基础数据的收集和整理n需收集较详细的一次设备属性。n统计配电线路内负荷，预测用户用电需求。n收集配电线路相关数据（电压、电流、保护配置及定值等）。n较完善的配电网一次线路图（现状）。配电系统自动化实施前提o其他约束条件n实施的范围及资金计划n人员的技术能力n建立相应的管理制度n运行维护能力n对实施难度的充分估计n配网功能的合理选择配

9、电系统自动化实施前提1.资源利用、信息共享的原则。2.可扩充原则。上层应是一个开放式平台，终端应是一个积木式结构。3.可靠性原则。软、硬件都要相对成熟、稳定、可靠。4.安全性原则。实时、管理、网际间要有安全保护措施和防病毒措施。5.可维护性原则。 6.简化原则。在不影响功能需求的前提下，一、二次设备应尽量简化，以减少投资，提高可靠性。7.信息就地处理的原则。8.因地、因网制宜的原则。配电系统自动化的实施原则配电系统自动化的实施原则配网自动化系统的组成o系统组成层次：n主站系统n区域主站n配电子站n远方终端FTU、TTU等n通信网络配电主站配电主站配电子站配电子站配电子站配电子站FTUFTUFT

10、URTUTTUTTU配电区域主站配电区域主站FTU/RTUTTUFTU/RTUTTU配网自动化系统示意配调中心变电站/开闭所10kV馈线FTUFTUFTUFTUFTUFTUFTUFTUFTUFTU配网主站层配网子站层配网终端层o自顶及下n先建设主站系统，逐步建设子站、终端系统o自底向上n先建设子站、终端等系统，后建设主站o同步建立n同时建设各级系统配电系统自动化的实施方式配电系统自动化的实施方式配电自动化主站系统o配电自动化系统的控制与管理中心 o配电自动化系统功能的集中体现o在整个配电自动化系统结构的最高层o一般由一组计算机和其它设备组成o包含配电自动化的各种功能软件配网自动化主站系统基本组

11、成o通道柜：通道柜：主要完成分站信号的接入功能，o前置机前置机CCM：提供数据采集、规约解释、规约转换等通信服务o管理机管理机ADM（服务器）：（服务器）：提供数据存储，访问服务oMMI（人机交互）：（人机交互）：提供系统监控和维护oGIS服务器：服务器：提供地理信息系统服务及其应用支持配网自动化终端设备o是用于中低压电网的各种远方监测、控制单元的总称。o馈线终端单元 FTUn配电柱上开关监控终端FTUn开闭所（开关站）、环网柜监控终端DTUo配电变压器监控终端TTUn配电变压器的监测与控制FTU与RTU的异同o相同点n都具备基本的监控功能o差别：nFTU一般比RTU监测量少，体积小nFTU除

12、了基本的监控功能外，还具备故障检测功能n所处环境不同，FTU的环境更为恶劣p温度、湿度、电源等配网自动化的通信产品o光猫n光信号和电信号的转换装置n数据接口类型pRS-232p以太网o以太网桥n通信设备，扩展以太网连接（长距离）国外配电自动化发展概况 国外配电技术的现代化是建立在一定的工业基础之上的，是社会技术经济发展到一定程度的产物。配电自动化是上世纪70年代首先从美国等几个工业发达国家逐步发展起来的，其内容也在不断变化。 美国在80年代就实现了一定程度的配电自动化。美国纽约曼哈顿地区1992年供电可靠性高达99.9983。1994年美国长岛电力公司(LILCO)配电自动化系统采用850台F

13、TU和无线电台，达到故障快速隔离和负荷转移，在4年内避免了59万个用户的停电故障。 法国电力公司在1995年提出对中压或低压用户一年内停电次数及时间不超过以下指标：6次长时间停电(1m以上)，30次短时间停电(1530s) 累计停电时不超过3h。 该公司已实现SCADA系统、电压控制、故障定位、自动恢复供电、负荷管理、动态计算、表计控制、质量监视等全面控制功能。 日本在70年代开始进行高电压大容量的配电方式，以解决大城市配电问题，并着手开发依靠配电设备及继电保护进行配电网络运行自动化的方法。80年代到现在完成了计算机系统与配电设备配合的配电自动化系统，在主要城市的配电网络上投入运行。配电自动化

14、覆盖率：九州80%，福冈100%，北海道50%，东京69.8% 韩国电力公司自1984年以来就一直从事于22.9 kV配电网的系统自动化的研究,90年代完成了局部配电系统的自动化，并建立了自己的配网自动化实验网络 。 1998-2001年有174个供电局实施了小规模配电自动化系统。 2000-2001年建立了3个大型配电自动化系统。 2002年建立了9个大型配电自动化系统。 2003年建立了7个大型配电自动化系统。 配电自动化开关覆盖率22.5%。 国外发达国家的配电自动化系统建设模式国外发达国家的配电自动化系统建设模式 ： 七十年代智能当地控制，以日本、美国为主。功能七十年代智能当地控制，以

15、日本、美国为主。功能为查找、隔离故障区间、恢复非故障区间的供电。为查找、隔离故障区间、恢复非故障区间的供电。 八十年代以后开始建设集中式配网监控系统，信道八十年代以后开始建设集中式配网监控系统，信道为电力线载波和双绞线。为电力线载波和双绞线。 九十年代随着通信系统的迅猛发展，各国普遍建设九十年代随着通信系统的迅猛发展，各国普遍建设集中式配网自动化监控系统，信道以光缆为主，多种信集中式配网自动化监控系统，信道以光缆为主，多种信道混合使用道混合使用, 故障查找、处理时间由分钟级提高为秒级。故障查找、处理时间由分钟级提高为秒级。美国、欧洲各国、日本、韩国等均采用此建设模式。美国、欧洲各国、日本、韩国

16、等均采用此建设模式。l 九十年代中期，少部分城市开始尝试建设配电自动化系统，系统的建设局限于两三条线路，没有整体规划，甚至没有监控主站，只有部分监控终端。小范围试点探索阶段。l 98年下半年，随着大规模的城乡电网建设与改造工作的启动，试点范围逐步扩大，逐步进行小规模建设。在这个阶段，部分用户追求配电线路故障处理的自动化（DA），轻视了配电SCADA、及配电管理功能的重要性。国内配电自动化发展概况国内配电自动化发展概况l 2000年以后，随着农网改造的深入发展，供电企业配网结构逐渐完善起来，规模逐步扩大，同时，配网自动化技术也趋于成熟，功能应用软件越来越丰富。国内部分城市进行了一定区域规模的配网

17、自动化系统建设。其中，部分用户的配电自动化系统通过了省市一级的验收，并获得所在省市的科技进步奖。l 2002年，在纵多成功运行现场的基础上，国内推出第一个配网自动化系统行业标准配电自动化系统功能规范。大部分用户重视配电自动化系统的实用性，重视SCADA、DA、GIS的同步发展，重视配电自动化系统的整体规划工作。l 基于通信的电流型/集中控制方式成为主流建设模式，大部分用户采用电流型开关设备，采用配电主站、（子站）、配电终端分层体系结构。l ArcInfo、MapInfo成为配电管理系统的主要开发平台，基于以上平台的配电管理信息系统应用软件达到实用化。配电管理信息系统由单纯的静态管理功能向实时管理功能发展，实现与SCADA/DA一体化。l 通信系统多样化：光纤/双绞线/载波/无线/GPRS等多种方式。光纤成为城区配电自动化通信的主要介质。供电企业配网网络结构的发展 幅射形配电网络手拉手环行配电网络网格式配电网络10KV10KVCB1CB2ABCE环网柜环网柜环网柜环网柜环网柜D电电缆缆环环网网建设一次设备时考虑到与配电自动化终端接口国电公司为推动配网自动化技术的健康开展，组织制定了一系列标准国电公司为推动配网自动化技术的健康开展，组织制定了一系列标准和相关技术文件和相关技术文件 配电自动化系统功能规范配电自动化系统功能规范