配电自动化国内外现状

配电自动化国内外现状2021年6月15日配电网及配网自动化配电网配电网是由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿电容以及一些附属设施等组成的，在电力网中起分配电能作用的网络。高压配电网（35—110KV），中压配电网（6—10KV），低压配电网（1KV以下）。配网自动化配电网自动化是运用计算机技术、自动控制技术、电子技术、通信技术及新的高性能的配电设备等技术手段，对配电网进行离线与在线的智能化监控管理，使配电网始终处于安全、可靠、优质、经济、高效的最优运行状态。3影响配电网供电可靠性的原因预安排停电是影响供电可靠性的主要因素，占总停电时间的73%，故障停电时间占27%。预安排停电中，检修停电和工程停电是主要因素，占预安排停电时间的98%；故障停电中，外力因素、设备原因和自然因素是主要因素，占故障停电时间的79%。其中，10千伏配电网是影响供电可靠性的主要因素，占总停电时间的77%4提高供电可靠性的手段提高供电可靠性的途径主要有三个：第一是网架坚强。通过增加线路投资，采用高质量、大容量的一次设备，优化配电线路结构和配电接线方式，合理分段、合理选择开关，缩小故障停电范围，有效提高供电可靠性、供电能力和供电经济型。第二是配电自动化系统。在合理接线方式的前提下增设配电自动化系统，自动隔离故障区段，实现非故障区域的快速恢复供电，提高供电可靠性。第三是配网生产抢修指挥平台。提高故障研判能力，强化配网生产抢修指挥，进一步提高配网抢修效率，持续提升供电可靠性和优质服务水平。5配电网发展面临的形势1、电力需求将持续快速增长党的“十八大”提出，到2020年全面建成小康社会，实现国内生产总值和城乡居民收入在2010年水平上的“双倍增”。预测2011～2020年，我国GDP平均增速达到7.2%～7.8%。预计到2020年，我国基本实现工业化，全社会用电量达到8.4万亿千瓦时，2011～2020年年均增速为7.2%，其中公司经营区6.8万亿千瓦时。全国最大负荷达到14.1亿千瓦，2011～2020年年均增速为7.9%，其中公司经营区达到11.4亿千瓦。6配电网发展面临的形势2、供电可靠性要求越来越高随着社会经济的发展和加快转变经济发展方式、产业结构调整，高新技术、高附加值产业、高精度制造企业等用户负荷越来越多，经济社会对电力的依赖度越来越高。同时，随着居民生活水平和社会文明程度的提高，用户对停电的容忍度越来越低，停电造成的经济损失和社会影响越来越大，甚至可能引发社会稳定问题。我国处于城镇化中期阶段，2012年城镇化率为52.6%。预计2015年我国城镇化率将达到55%，2020年达到60%左右（发达国家为80%）。城镇化建设将对配电网供电能力和供电质量提出更高要求。7配电网发展面临的形势3、分布式发电与多元化负荷快速发展分布式电源发展形势：预计到2015年、2020年，我国各类分布式电源总容量将分别达到7400万千瓦和18350万千瓦。其中，分布式光伏和分布式天然气增长最为迅速，分布式风电也将有较大幅度增长。8配电自动化的建设意义一是通过网络运行分析、提供转供能力，开展带电作业，优化停电计划管理、减少重复停电，优化抢修资源配置、提高工作效率，最终达到减少计划停电时间的目的。二是通过故障自动定位、减少故障查找时间，通过遥控操作、减少故障隔离时间，通过标准抢修、减少故障修复时间，最终达到减少故障停电时间的效果。三是通过对分布式电源的接入，最终达到配电网多元化管理。配电自动化的实施，对于提高成熟电网供电可靠性具有投资少、见效快等显著优势，供电可靠性从99.9%至99.99%的提升主要靠网架改造，从99.99%到99.999%的提升必须依靠配电自动化建设。输电网自动化配电网自动化工作环境室内户外恶劣环境：高低温，湿度、防雨、防雷、防风沙、防振动、抗电磁干扰等站点数量少，<100多，几百、几千甚至上万电源获取方便困难量测数据充足严重缺乏9配电自动化的难度10FADASDMS现状——国外配电自动化发展总体情况第一阶段是基于自动化开关设备相互配合的馈线自动化系统（FA），其主要设备为重合器和分段器，不需要建设通信网络和主站计算机系统；第二阶段是配电自动化系统（DAS）应运而生，它是一种基于通信网络、馈线终端单元和后台计算机网络的实时应用系统；第三阶段是覆盖整个配电网调度、运行、生产的全过程并且支持客户服务的配电管理系统（DMS）。国外自上世纪七十年代起就进行配电自动化技术的研究和应用，近四十年的发展经历了三个阶段11东京电力银座支店配电自动化系统（日本国内第一个）电力负荷密度148,000kW/km2现状——各国配电自动化发展1、日本东京配电自动化现状一是状态的监视和控制。监视变电站断路器，监视配电线和变压器电流的过负荷，控制变电站继电保护装置、开关（能够设定投入时限)。二是事故发生时的自动处理。事故自动隔离方式包括不依赖通信的电压时限型和依赖通信的电流速断型两种，日本架空、电缆网90%以上采用用户分界自动开关（“看门狗”），可自动切除用户支线的单相接地故障和自动隔离用户支线的相间短路故障。三是作业时的自动处理。根据工作计划，自动编制操作程序。四是设备计划的支持。12输电系统配电系统高压侧低压侧400kV，230kV，66kV22kV，6.6kV400/230kV新加坡在20世纪80年代中期投运大型配电网的SCADA系统，在90年代加以发展和完善，其规模最初覆盖其22kV配电网的1330个配电所，目前已将网络管理功能扩展到6.6kV配电网。现状——各国配电自动化发展2、新加坡配电自动化现状现状——各国配电自动化发展01.基本SCADA基本SCADA功能远方监测开关状态韩国配电网电压为22.9kV，接线形式为多分段多联络，如6分段3连接、4分段3连接。韩国配电线路较长、分段较多、输送容量大，客观上实施配电自动化的需求非常强烈。韩国配电管理系统的发展包括四个阶段故障定位隔离恢复馈线自动化功能02.DAS在SCADA和DAS功能的基础上，增加了故障诊断，电能质量监测等，并且可接入分布式电源03.IDMS智能配电管理系统的开发，如故障预警、微网等04.智能DMS3、韩国配电自动化现状14现状——各国配电自动化发展2012年，公司城网供电可靠率为99.94%，用户年均停电时间为5.2小时；公司农网供电可靠率为99.74%，用户年均停电时间23.2小时。停电时间与法国（1.2小时）等发达国家有较大差距。15现状——国内配电网发展情况A+类区域供电可靠率为99.993%，户均停电时间为38分钟，与东京（9分钟）、巴黎（15分钟）等国际大都市有一定差距；A类区域为99.968%，户均停电时间分别为2小时；B类区域为99.930%，户均停电时间分别为6小时；C、D类区域分别为99.855%、99.768%，户均停电时间分别为12和20小时；E类地区最低，为98.701%，户均停电时间为113小时。16为统筹各地配电网协调发展，在城农网口径基础上，按供电可靠性需求和负荷重要程度，辅以负荷密度将供电区域细分为六类。A+类供电区主要为直辖市的市中心区，以及省会城市（计划单列市）高负荷密度区；A类供电区主要为省会城市（计划单列市）的市中心区、直辖市的市区以及地级市的高负荷密度区；B类供电区主要为地级市的市中心区、省会城市（计划单列市）的市区，以及经济发达县的县城；C类供电区主要为县城、地级市的市区以及经济发达的中心城镇；D类供电区主要为县城、城镇以外的乡村、农林场；E类供电区主要为人烟稀少的农牧区。现状——国内配电网发展情况供电区域划分供电区域A+ABCDE行政级别直辖市市中心区或α≥30市区或15≤α＜30市区或6≤α＜15远郊区的区政府所在地或1≤α＜6农村或0.1≤α＜1—省会城市、计划单列市α≥30市中心区或15≤α＜30市区或6≤α＜15县城、中心城镇部或1≤α＜6农村或0.1≤α＜1—地级市（自治州、盟）—α≥15市中心区或6≤α＜15市区、城乡结合部或1≤α＜6城镇、农村或0.1≤α＜1农牧区α＜0.1县（县级市、旗）——α≥6县城、中心城镇部或1≤α＜6城镇、农村或0.1≤α＜1农牧区α＜0.1α为供电区域负荷密度（MW/km²）17现状——国内发展历程起步与探索阶段(80年代末~90年代中)大范围试点建设阶段(80年代末~2003年)沉寂与反思阶段(2004年~2008年)城市核心区试点阶段(2009年~2013年)建设应用提升阶段(2014年~至今)90年代初开始配网自动化的技术研究及建设探索在2000年前后经历了技术试点和应用的热潮效果不佳，随后便陷入反思和低谷随着智能电网建设启动，于2009年重新制定配网自动化的技术导则以及建设改造原则，并开始重点城市核心区的试点建设2013年李克强总理主持召开的国务院会议，国网公司年中工作会议，都明确提出要加强配电网建设，配电网发展迎来一个新时期18我国配电自动化发展工作起步于80年代末，石家庄、南通分别引进了日本赠送的重合器、分段器等设备（相当于日本70年代水平），进行馈线自动化试点。进入90年代后，厦门、石家庄、烟台、银川等地尝试建立配电自动化系统。现状——国内发展历程1、起步与探索阶段（2004年至2008年）典型案例1996年，在上海浦东金藤工业区建成基于全电缆线络的馈线自动化系统。这是国内第一套投入实际运行的配电自动化系统。191997年亚洲金融危机爆发后，国家为刺激经济投巨资进行城网改造，于1998年召开推进城网建设和改造工作会议，当时公司提出创一流供电企业，极力推进了配电自动化应用。到2003年，有一百多个地级以上城市开展了配电自动化试点工作，有点城市规模很大，如绍兴配电自动化系统，安装终端近5000套，基本覆盖了当时整个城区的配电网。现状——国内发展历程2、大范围试点建设阶段（90年代末至2003年）典型案例1999年，在江苏镇江和浙江绍兴试点以架空和电缆混合线路为主的配电自动化系统，并以此为主要应用实践起草了我国第一个配电自动化系统功能规范。2003年，当时国内规模最大的配电自动化应用项目青岛配电自动化系统通过国家电力公司验收，并在青岛召开了配网自动化实用化验收现场会。202003年后，不少已经建成的配电自动化系统暴露出运行不正常、管理维护困难等问题，或闲置或废弃，教训深刻；一方面一些地区配电网网架结构、一次设备薄弱，还不具备应用配电自动化的条件，出现“超前建设”；另一方面，有些系统的功能规划不合理，设备质量不过关，再加上企业对提高供电可靠性的认识不足，管理的维护工作没有跟上。随着全国缺电局面的出现，配电自动化应用进入了低谷时期。现状——国内发展历程3、沉寂与反思阶段（2004年~2008年）典型案例2005年，国网公司委托上海电力公司牵头研究适合于城市配电网自动化的建设模式和企业标准，该项目已于2008年通过验收；国网公司还委托中国电科院农电所牵头研究适合于县城配电网自动化的建设模式。这些都为今后配电自动化工作的开展作了有益的探讨和尝试。21随着国网公司提出建设坚强智能电网的目标，在总结之前的经验教训基础上，2009年国网公司重新制定配电自动化的发展战略、技术导则及建设改造原则，并开始新一轮的配电自动化建设。国网公司工完成三批共31个城市（第一批4个，第二批19个，第三批8个）的配电自动化试点建设。现状——国内发展历程4、试点阶段（2009年~2013年）典型案例第一批试点城市：杭州、银川、北京、厦门；第二批试点城市：西宁、天津、石家庄、太原、青岛、上海、南京、宁波、合肥、成都、大连、西安、兰州、郑州、唐山、重庆、福州、武汉、长沙；第三批试点城市：苏州、南昌、长春、哈尔滨、济南、沈阳、泉州、吉林。22现状——国内发展历程5、建设应用提升阶段（2014