配网自动化系统概述

配网自动化系统概述电力系统统和电力力网电力系统统由各种设设施、设设备组成成的电能能生产和和消费系系统将自然界界的一次次能源通通过发电电转化为为电能，，经过输输电和配配电将电电能供应应到用户户发电、输输电、变变电、配配电、用用电电力网（（电网））电力系统统中，各各级电压压的电力力线路及及其联系系的变电电所组成成的统一一体输电、变变电、配配电电力系统统一般过过程民用配输用能量管理系统配电管理系统

发工业电力系统统的基本本组成发电将其他形形式的能能量转化化为电能能输电将电能量量从发电电厂传输输到使用用电能的的地区配电将电能量量逐步传传送到使使用电能能量的用用户用电用户将电电能量转转化为其其它形式式的能量量变电为了便于于电能的的传输与与使用，，进行电电压等级级的变换换配电自动动化概述述配电是电力系系统发电电、输电电、供电电和用电电中直接接面向电力力用户的的环节配电网一般是指指110kV及110kV以下电压压等级的的电网配电系统统由馈线、、降压变变压器、、断路器器、继电电保护装置、、测量和和计量仪仪表以及及通信和和控制设设备等构成电力系统统、配电电网发电厂升压变电站变电站变电站变电站220kV220kV220kV220kV变电站变电站变电站110kV110kV110kV35kV变电站10kV馈线配网自动动化系统统针对配电电线路（（馈线））的自动动化基本功能能SCADA监控FA自动隔离离故障与与恢复供供电地理信息息系统（（GIS）应用配电工作作管理配电自动动化系统统的定义义利用现代代电子技技术、通通信技术术、计算算机及网网络技术术，将配配电网实时信息息、离线线信息、、用户信信息、电电网结构构参数、、地理信信息进行集成成，构成成完整的的自动化化管理系系统，实实现配电电系统正正常运行行及事故故情况下下的监测测、保护护、控制制和配电电管理。。它是实实时的配电自动动化与配配电管理理系统集成为一一体的系系统。摘自：DL/T814-2002《配电自动动化系统统功能规规范》管理范围围配电自动动化系统统涉及的的范围一一般是从从变电站站的主变变低压侧侧和低压压母线开开始，直直至电力力用户为为止的配配电网络络。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母线配变涉及对象象、名称称1）一次设设备：出出线开开关、柱柱上开关关、环网网柜、开开闭所（（开关站站）、配配电变压压器；2）自动化化系统：：主站站/计算机系系统（DAS）、馈线线监控终终端（FTU、DTU）、配变变监测终终端（TTU）、通讯讯设备（（光M）等主变主变低压压侧开关关出线开关关母线侧刀刀闸出线刀闸闸馈线段馈线分段开关关母线侧刀刀闸主变侧刀刀闸10KV母线调度自动动化与配配网自动动化的区区别一般以监监控的对对象来划划分界限限配网自动动化负责责从变电电站出来来到用户户的线路路调度自动动化主要要负责变变电站和和变电站站间的线线路调度自动动化覆盖盖了配电电网的一一部分功能上调度自动动化主要要着眼于于为调度度生产服服务，提提高调度度的自动动化水平平和工作作效率，，生产监监控方面面的多，，管理方方面的内内容少配网自动动化主要要着眼于于为配电电生产管管理服务务、提高高配电管管理的水水平和工工作效率率，不仅仅生产监监控方面面多，管管理方面面的内容容也多配网自动动化系统统的两个个方面实时的配配电自动动化系统统配电SCADA监控馈线自动动化FA故障的自自动隔离离与非故故障区自自动恢复复配电管理理自动化化系统AM/FM/GISDWM工作管理理如何理解解配网自自动化配网自动动化是一一个比较较大的范范畴可以是一一个大的的集成系系统；也可以是是若干个个系统的的总称；；DMS==DMA++DA==DMA++SCADA+FADMS：配电管管理系统统DMA：配电管管理自动动化AM/FM/GIS：自动成成图、设设施管理理、地理理信息系系统DWM：配电工工作管理理DA：配电自自动化SCADA：监视控控制FA：馈线自自动化配网自动动化的SCADA功能是最基本本的功能能之一和调度自自动化的的SCADA功能基本本类似只是监控控的对象象不同通常称为为配电SCADA馈线自动动化功能能（FA）网络拓扑扑与带电电分析运行状态态、方式式、供电电路径与与方向故障定位位故障区域域的自动动隔离非故障区区域的自自动恢复复供电地理信息息系统在在电力系系统的应应用AM：直观反反映电气气设备的的图形特特征及整整个电力力网络的的实际布布设FM：对电气气设备进进行台帐帐、资产产管理，，进行双双向查询询GIS：充分利利用GIS的系统分分析功能能，利用用GIS拓扑分析析模型结结合设备备实际状状态进行行运行方方式分析析，各种种专题分分析等配电网直直接面向向用户，，尤其是是城市电电网，布布局、走走线与地地理关系系密切，，GIS技术应用用十分必必要配电工作作管理工作票管管理操作票管管理用户业扩扩与报装装停电管理理故障投诉诉、电话话报修。。。。。。。实施配电电系统自自动化的的效益提高供电电可靠性性，缩短短故障判判别、隔隔离及恢恢复供电电时间(可从原来来的几十十分钟到到几个小小时减少少到平均均10分钟以内内)；减少了因因电网故故障造成成的巨大大损失。改善电能质量量，把最优优质的电电能提供供给用户户。提高配电电网运行行的经济济性，提提高设备备利用率率（减少少备用容容量）；；降低配配电网运运行维护护费用，，降低线线损，最最大限度度地提高高企业经经济效益益。实施配电电系统自自动化的的效益提高整个个配网的管管理水平平和计算机机应用水水平，提提高工作作效率。。用先进技技术手段段来改善用户户服务水水平，建立良良好的供供需人机机界面。。迅速处处理用户户申诉，，为用户户查询及及电费计计量提供供方便，，提高供供电企业业的信誉誉。配电系统统自动化化技术的的飞速发发展，推推动了配配电网一次设施施的科学学合理规规划，保证了了配电系系统的长长期最优优可持续续发展。。配电系统统自动化化实施前前提需要强壮壮的配电电网结构构合理分配配负荷，，按照线线路供电电半径合合理规划划供电区域域，避免供供电区域域重叠；；线路留有有适当的的备用容量量，满足故故障情况况下负荷转移移的要求。。根据配电电系统自自动化的的要求，，对配电电网进行行改造，，并根据据负荷转移移的要求求，规划设设计新线线路。良好的一一次设备备。基础数据据的收集集和整理理需收集较较详细的的一次设设备属性性。统计配电电线路内内负荷，，预测用用户用电电需求。。收集配电电线路相相关数据据（电压压、电流流、保护护配置及及定值等等）。较完善的的配电网网一次线线路图（（现状））。配电系统统自动化化实施前前提其他约束束条件实施的范范围及资资金计划划人员的技技术能力力建立相应应的管理理制度运行维护护能力对实施难难度的充充分估计计配网功能能的合理理选择配电系统统自动化化实施前前提资源利用用、信息息共享的的原则。。可扩充原原则。上上层应是是一个开开放式平平台，终终端应是是一个积积木式结结构。可靠性原原则。软软、硬件件都要相相对成熟熟、稳定定、可靠靠。安全性原原则。实实时、管管理、网网际间要要有安全全保护措措施和防防病毒措措施。可维护性性原则。。简化原则则。在不不影响功功能需求求的前提提下，一一、二次次设备应应尽量简简化，以以减少投投资，提提高可靠靠性。信息就地地处理的的原则。。因地、因因网制宜宜的原则则。配电系统统自动化化的实施施原则配网自动动化系统统的组成成系统组成成层次：：主站系统统区域主站站配电子站站远方终端端FTU、TTU等通信网络络配电主站配电子站配电子站FTUFTUFTURTUTTUTTU配电区域主站FTU/RTUTTUFTU/RTUTTU配网自动动化系统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自顶及下下先建设主主站系统统，逐步步建设子子站、终终端系统统自底向上上先建设子子站、终终端等系系统，后后建设主主站同步建立立同时建设设各级系系统配电系统统自动化化的实施施方式配电自动动化主站站系统配电自动动化系统统的控制制与管理理中心配电自动动化系统统功能的的集中体体现在整个配配电自动动化系统统结构的的最高层层一般由一一组计算算机和其其它设备备组成包含配电电自动化化的各种种功能软软件配网自动动化主站站系统基基本组成成通道柜：：主要完成成分站信信号的接接入功能能，前置机CCM：提供数据据采集、、规约解解释、规规约转换换等通信信服务管理机ADM（服务器器）：提供数据据存储，，访问服服务MMI（人机交交互）：：提供系统统监控和和维护GIS服务器：：提供地理理信息系系统服务务及其应应用支持持配网自动动化终端端设备是用于中中低压电电网的各各种远方方监测、、控制单单元的总总称。馈线终端端单元FTU配电柱上上开关监监控终端端FTU开闭所（（开关站站）、环环网柜监监控终端端DTU配电变压压器监控控终端TTU配电变压压器的监监测与控控制FTU与RTU的异同相同点都具备基基本的监监控功能能差别：FTU一般比RTU监测量少少，体积积小FTU除了基本本的监控控功能外外，还具具备故障障检测功功能所处环境境不同，，FTU的环境更更为恶劣劣温度、湿湿度、电电源等配网自动动化的通通信产品品光猫光信号和和电信号号的转换换装置数据接口口类型RS-232以太网以太网桥桥通信设备备，扩展展以太网网连接（（长距离离）国外配电电自动化化发展概概况国外配电电技术的的现代化化是建立立在一定定的工业业基础之之上的，，是社会会技术经经济发展展到一定定程度的的产物。。配电自动动化是上上世纪70年代首先先从美国国等几个个工业发发达国家家逐步发发展起来来的，其内容容也在不不断变化化。美国在80年代就实实现了一一定程度度的配电电自动化化。美国国纽约曼曼哈顿地地区．1992年供电可可靠性高高达99.9983％。1994年美国长长岛电力力公司(LILCO))配电自动动化系统统采用850台FTU和无线电电台，达达到故障障快速隔隔离和负负荷转移移，在4年内避免免了59万个用户户的停电电故障。。法国电力力公司在在1995年提出对对中压或或低压用用户一年年内停电电次数及及时间不不超过以以下指标标：6次长时间间停电(1m以上)，30次短时间间停电(15—30s))．累计停停电时不不超过3h。该公司已已实现SCADA系统、电电压控制制、故障障定位、、自动恢恢复供电电、负荷荷管理、、动态计计算、表表计控制制、质量量监视等等全面控控制功能能。日本在70年代开始始进行高高电压大大容量的的配电方方式，以以解决大大城市配配电问题题，并着着手开发发依靠配配电设备备及继电电保护进进行配电电网络运运行自动动化的方方法。80年代到现现在完成成了计算算机系统统与配电电设备配配合的配配电自动动化系统统，在主主要城市市的配电电网络上上投入运运行。配配电自动动化覆盖盖率：九九州80%，福冈100%%，北海道道50%，东京69.8%韩国电力力公司自自1984年以来就就一直从从事于22.9kV配电网的的系统自自动化的的研究,90年代完成成了局部部配电系系统的自自动化，，并建立立了自己己的配网网自动化化实验网网络。。1998-2001年有174个供电局局实施了了小规模模配电自自动化系系统。2000-2001年建立了了3个大型配配电自动动化系统统。2002年建立了了9个大型配配电自动动化系统统。2003年建立了了7个大型配配电自动动化系统统。配电自动动化开关关覆盖率率22.5%。国外发达达国家的的配电自自动化系系统建设设模式：：七十年代代智能当当地控制制，以日日本、美美国为主主。功能能为查找找、隔离离故障区区间、恢恢复非故故障区间间的供电电。八十年代代以后开开始建设设集中式式配网监监控系统统，信道道为电力力线载波波和双绞绞线。九十年代代随着通通信系统统的迅猛猛发展，，各国普普遍建设设集中式式配网自自动化监监控系统统，信道道以光缆缆为主，，多种信信道混合合使用,故障查找找、处理理时间由由分钟级级提高为为秒级。。美国、、欧洲各各国、日日本、韩韩国等均均采用此此建设模模式。九十年代代中期，，少部分分城市开开始尝试试建设配配电自动动化系统统，系统统的建设设局限于于两三条条线路，，没有整整体规划划，甚至至没有监监控主站站，只有有部分监监控终端端。小范范围试点点探索阶阶段。98年下半年年，随着着大规模模的城乡乡电网建建设与改改造工作作的启动动，试点点范围逐逐步扩大大，逐步步进行小小规模建建设。在在这个阶阶段，部部分用户户追求配配电线路路故障处处理的自自动化（（DA），轻视视了配电电SCADA、及配电电管理功功能的重重要性。。国内配电电自动化化发展概概况2000年以后，，随着农农网改造造的深入入发展，，供电企企业配网网结构逐逐渐完善善起来，，规模逐逐步扩大大，同时时，配网网自动化化技术也也趋于成成熟，功功能应用用软件越越来越丰丰富。国国内部分分城市进进行了一一定区域域规模的的配网自自动化系系统建设设。其中中，部分分用户的的配电自自动化系系统通过过了省市市一级的的验收，，并获得得所在省省市的科科技进步步奖。2002年，在纵纵多成功功运行现现场的基基础上，，国内推推出第一一个配网网自动化化系统行行业标准准《配电自动动化系统统功能规规范》。大部分分用户重重视配电电自动化化系统的的实用性性，重视视SCADA、DA、GIS的同步发发展，重重视配电电自动化化系统的的整体规规划工作作。基于通信信的电流流型/集中