现阶段配电网自动化建设

现阶段配电网自动化建设第1页，课件共70页，创作于2023年2月现阶段配电自动化建设讨论3配电自动化终端解决方案4配网自动化工程案例分享6公司介绍1智能电网及配电自动化建设背景2配电自动化通信解决方案5第2页，课件共70页，创作于2023年2月配电自动化实现方式我国配网自动化实施回顾基于实用的配电网自动化综合讨论从实用角度讨论配电自动化终端关注要点现阶段配电自动化建设讨论3第3页，课件共70页，创作于2023年2月配电自动化实现方式简易型可不需要通信系统和主站而独立工作，结构简单，成本低、易于实施实用型结构简单、以监测为主、具备简单控制功能，对通信系统要求不高，投资比较节约、实用性强。标准型系统结构完整、自动化程度较高，成本较高集成型系统结构完整、自动化程度高、管理功能完善、运行方式灵活，投资较大。系统结构完整、功能完善、智能化程度高、运行方式灵活，管理相对复杂、投资大，建成后综合效益好智能型第4页，课件共70页，创作于2023年2月配电自动化系统的五种建设模式（1）简易型1）系统简介简易型配电自动化系统是基于就地检测和控制技术的一种系统。它采用故障指示器获取配电线路上的故障信息，由人工现场巡视故障指示器翻牌信号获得故障定位，也可利用GSM等无线通信方式将故障指示信号上传到相关的主站，由主站来判断故障区段；在一次设备具备条件的情况下，采用重合器或配电自动开关，通过开关之间的时序配合就地实现故障的隔离和恢复供电。2）主要特点可不需要通信系统和主站而独立工作，结构简单，成本低、易于实施。3）适用范围适用于农村单辐射配电线路和城市中无专门通信条件区域的配电线路。第5页，课件共70页，创作于2023年2月第6页，课件共70页，创作于2023年2月R3R2R1F2R4F1

多级重合器自动化方案F33RRS1S2S3F1S4F2重合器和分段器配合的自动化方案BRS1RS2RS3RS4重合分段器自动化方案F第7页，课件共70页，创作于2023年2月配电自动化系统的五种建设模式（2）实用型1）系统简介实用型配电自动化系统是利用多种通信手段（如光纤、载波、无线公网/专网等），以两遥（遥信、遥测）为主，并具备简单遥控功能的实时监测系统。它的主站具备基本的SCADA功能，对配电线路、开闭所、环网柜等的开关、断路器以及重要的配变等实现数据采集和监测，对部分具备条件的一次设备可实行遥控。根据配电终端数量或通信方式的需要，该系统可以增加配电子站（或通信汇接站）。在一些没有条件或没有必要实时监测的线路，依然可以采用简易型的配电自动化模式。该系统既可以是独立的配电监控系统，在有配调机构情况下也可做成调度和配电监控一体化的系统。2）主要特点结构比较简单、以监测为主、具备简单的控制功能，对通信系统要求不高，投资比较节约、实用性强。它主要为配电运行管理部门和配网调度服务。3）适用范围适用于中等规模配电网且已设立或准备设立配网调度机构的供电企业。第8页，课件共70页，创作于2023年2月光端设备FTUFTUFTUFTUFTUDTUDTUDTUDTUDTUD-SCADA主站系统光端机光端机光端机

光端机光端机GPRSTTUTTU2MSDH光纤网中压载波子站自愈式光纤环网自愈式光纤环网GPRS网络第9页，课件共70页，创作于2023年2月配电自动化系统的五种建设模式（3）标准型1）系统简介标准型配电自动化系统是在实用型的基础上增加基于主站控制的馈线自动化功能（即FA：故障定位、隔离、恢复非故障区供电），有条件区域还可实现网络重构。它对通信系统要求较高，一般需要采用光纤通信，它还需要比较完善的配电一次网架且相关的配电设备具备电动操作机构和受控功能。该类型系统的主站具备完整的SCADA功能和FA功能，当配电线路发生故障时，通过主站和终端的配合实现故障区段的快速切除与自动恢复供电。它与上级调度自动化系统和配电GIS应用系统的实现互连，具备完整的配网模型和丰富的配电数据，因此可以支持基于全网拓扑的配电应用功能。它主要为配网调度服务，同时兼顾配电生产和运行管理部门的应用。2）主要特点系统结构完整、自动化程度较高，成本较高。3）适用范围适用于多电源、多分段的城市配网自动化建设，其中馈线自动化建议在新区或电缆化程度较高的区域里实施。第10页，课件共70页，创作于2023年2月第11页，课件共70页，创作于2023年2月第12页，课件共70页，创作于2023年2月第13页，课件共70页，创作于2023年2月第14页，课件共70页，创作于2023年2月配电自动化系统的五种建设模式（4）集成型1）系统简介集成型是在标准型的基础上扩展配电管理功能和综合应用功能，通过基于IEC61968标准的信息集成总线实现与各类相关实时系统和管理系统（如：生产管理系统、营销管理系统以及ERP系统）的接口，并具有配电网的高级应用分析软件功能。

2）主要特点系统结构完整、自动化程度高、管理功能完善、运行方式灵活，投资较大。。3）适用范围适用于大中型城市较大规模、结构复杂的配网自动化建设；供电企业内部各类相关系统已经建立且应用比较成熟。第15页，课件共70页，创作于2023年2月

属性录入数据录入导入设备台帐

GIS系统DB

图形文件图形文件DAS

DBA-StadtB-DorfC-Hausen配网自动化系统图形编辑

数据接口

监控显示GISERPGISOMSPMS数据中心第16页，课件共70页，创作于2023年2月配电自动化系统的五种建设模式（5）智能型1）系统简介智能型是在集成型配电自动化系统基础上扩展对于分布式电源、微网以及储能装置等设备的接入功能，实现智能自愈的馈线自动化功能以及与智能用电系统的互动功能，并具有与输电网的协同调度功能，以及多能源互补的智能能量管理网分析软件功能。2）主要特点系统结构完整、功能完善、智能化程度高、运行方式灵活，管理相对复杂、投资大，建成后综合效益好。3）适用范围适用于配电一次网架结构完善、已完成集成型配电自动化系统建设的供电企业，且已开展分布式电源或微电网及储能建设、智能化用电营销系统建设等。第17页，课件共70页，创作于2023年2月第18页，课件共70页，创作于2023年2月可再生能源接入储能技术用户互动停电管理电动汽车充电站并网调度智能决策分布式发电微网运行控制负荷管理/需求侧响应第19页，课件共70页，创作于2023年2月实用型配电自动化系统结构图简易型配电自动化区域第20页，课件共70页，创作于2023年2月标准型配电自动化系统结构图上级调度自动化系统简易型配电自动化区域配电GIS应用系统安全隔离馈线自动化区域第21页，课件共70页，创作于2023年2月集成型配电自动化系统结构图

上级调度自动化系统简易型配电自动化区域负控系统安全隔离基于IEC61968的信息交换总线或综合数据平台（安全I和II区）基于IEC61968的信息交换总线或综合数据平台（安全III和IV区）企业GIS应用系统配变采集与监测系统…生产管理系统PMS营销管理系统CIS企业资源计划ERP…馈线自动化区域第22页，课件共70页，创作于2023年2月智能型配电自动化系统示意图分布式电源接入微网及储能装置接入与智能用电系统互动高级配电自动化集成型配电自动化系统…

第23页，课件共70页，创作于2023年2月配电自动化系统五种模式的关系智能型集成型标准型实用型简易型第24页，课件共70页，创作于2023年2月配电自动化实现方式我国配网自动化实施回顾基于实用的配电网自动化综合讨论从实用角度讨论配电自动化终端关注要点现阶段配电自动化建设讨论3第25页，课件共70页，创作于2023年2月2000年前后，全国的许多地区都启动了配网自动化系统项目建设。

（1）对配网自动化系统的定位不够准确：两个极端。把基于地理信息系统（GIS）的包罗万象的管理功能作为配网自动化系统基本功能定位单纯地把通过逻辑配合实现故障隔离和恢复供电理解为配网自动化系统（2）实施配网自动化的目的不明确，无法体现经济和社会效益：只选择一条或者几条条件优越的线路进行，同时又过于迷信配网自动化系统的功能，配网自动化变成了一项形象工程。（3）没有找到一种合适的通信手段。选择光纤通信方式，技术先进，但是投资巨大，无法大面积推广应用。而其他通信方式则存在技术上的缺陷。

前阶段配电自动化建设情况第26页，课件共70页，创作于2023年2月前阶段配电自动化应用存在的问题

对配网自动化的认识和定位不清楚，应用主体不明确，导致后期的应用没有具体的受益者。对配电自动化系统缺乏统一细致的规划，存在“盲人摸象”的现象，提不出完整而准确的需求。简单地将馈线自动化等同于配电自动化，只关注于局部区域的馈线自动化试点而没有立足对整个配电网实现科学管理，导致投入产出比很不明显。容易套用调度自动化的建设思路，过分强调实时应用，而没有针对配电信息量大面广的特点，忽视了对其它系统的相关数据利用和整合，造成配电系统的信息缺口很大，模型不完整，后期的应用无法实用化。

GIS在配电建模上缺乏深入的研究，只满足了静态应用（即图资管理）而不能满足动态应用（如实时应用和分析计算）。第27页，课件共70页，创作于2023年2月

配电网架比较薄弱，一次设备存在缺陷，配电自动化应用基础不牢固。配电终端的稳定性、可控性、可维护性不够，尤其是抗恶劣环境和装置电源的性能有待提高。针对配电的通信技术不够成熟，通信手段和方式应用不恰当。配电自动相应的技术政策、标准、规范等出台很少，满足不了应用的需要，企业缺乏有强有力的部署和协调。配电自动化涉及供电企业内部的生产管理环节较多，因此存在管理体制对自动化系统的不适应，或者说是自动化系统对不同的管理体制的适应性不强。造成工作职责界定不清楚，运行管理工作跟不上，系统应用和数据维护工作很薄弱。前阶段配电自动化应用存在的问题（续）第28页，课件共70页，创作于2023年2月配电自动化实现方式我国配网自动化实施回顾基于实用的配电网自动化综合讨论从实用角度讨论配电自动化终端关注要点现阶段配电自动化建设讨论3第29页，课件共70页，创作于2023年2月是否提高了经济效益？是否加强了安全生产？是否改善了客户服务？是否提升了管理水平？衡量配网自动化效果的四要素

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为什么要搞配网自动化？第30页，课件共70页，创作于2023年2月“停电”分为： 短期停电：持续时间为1秒至3分钟 长期停电：持续时间大于或等于3分钟结论一：对于居民用户、商业用户和小工业用户而言，瞬间停电（即以秒级计算的停电）的损失占停电总损失的比例相对很小，因此，对于以居民用户、商业用户和小工业用户为主要供电对象的地区，是能够承受短时停电的。结论二：对于停电时间要求小于1秒的重要用户（如芯片及半导体制造业），从理论上讲属于电能质量的研究范畴，通过目前建设的配电自动化是无法满足其可靠性要求的。结论三：投资的经济性与用户的恢复供电时间之间找到合理的经济平衡点。第31页，课件共70页，创作于2023年2月10kV配电网架设备维护和运行管理

10kV架空和电缆线路、环网柜、开闭所、柱上开关等，由配电工区专门负责设备维护和运行管理。规程要求：对10kV配电设备每一个月巡视一次。事故处理过程：95598电话→客服中心→下传工作单到配电工区→派人员到现场人工查找故障→找到故障后隔离故障、恢复供电。

隐蔽性故障的排查：通过多次试送电来查找故障点。处理流程复杂，需要调度室员、监控中心操作员、以及配电工区现场操作员协调配合。对线路上的用户造成多次冲击。DK3DK4DK2DK1CK第32页，课件共70页，创作于2023年2月实时信息：EMS、DSCADA、DA、PLMS……准实时信息：客户报修电话（TCM）、外勤巡视汇报（MC）非实时信息：

基础资料（电网模型、设备信息、客户信息、人员信息）、停电计划、操作票、气象数据等

SCADA配电调度外勤巡视配电数据库操作票客户报修工作计划排除故障恢复送电事故处理

DA（FA,SA）正常操作AM/FM/GIS配电自动化系统的信息来源第33页，课件共70页，创作于2023年2月客户来电接线员/自动电话系统故障分析系统报警/事件数据库抢修或生产任务派遣现场工作人员配电调度员故障数据库配电管理系统（DMS）能量管理系统EMS工作计划多媒体显示系统配电图形数据库用户信息数据库配电生产管理D-PMS统计报表客服CIS系统

AM/FM/GIS

-电网模型负荷管理系统LMS操作票配电自动化系统的信息流程第34页，课件共70页，创作于2023年2月终端配电房的维护和运行管理终端配电房：10kV高压开关室、变压器室、低压开关室箱式变电站：呈箱式结构，是一种特殊的配电房。配电房的维护和运行管理由二级供电所（如区供电所、乡镇供电所）负责，二级供电所又设有专门的检修班和操作班。规程要求：对公变、箱变和配电房每一个星期巡视一次。数量庞大，乡镇供电所无法承担日常的维护和运行管理工作，委托专业公司代为维护，社会专业化分工，配电设备安全稳定运行要求的提高。第35页，课件共70页，创作于2023年2月配网自动化系统的用户对象为供电公司的生产运行人员；其基本功能是配网SCADA功能，实时监测配电系统的运行，通过YX、YC数据采集，将整个配电网实时的状态完整地显示在调度面前，为配电网运行管理、监控和调度提供技术手段配网自动化的用户对象第36页，课件共70页，创作于2023年2月配电网和配电一次设备：

配电网架设备：10kV架空线路、电缆线路、各种控制开关、环网柜、开闭所和开关站

终端配电房：公用配电变压器、专用配电变压器、配电室、箱式变

配网自动化的监控对象第37页，课件共70页，创作于2023年2月配电站综合自动化系统没有当地自动化功能或者只有简单的表计测量功能在当地实现了测量控制功能，但是没有实现远程测控功能只有测控功能，没有保护功能配网自动化监控终端是集保护、测量、控制、远程通信等功能于一体的配电站综合自动化设备

第38页，课件共70页，创作于2023年2月集成配电房事故和安全预警功能

预防事故发生，把配电防的事故和安全预警功能作为配网自动化的功能之一。环境监测：烟雾，明火，电器火花，人员进入，环境温度、浸水、小动物入侵。电缆温度监测：针对动力电缆、电缆接头的温度进行在线监测，比较环境温度分析预警事件，提前发出对电缆的故障预警。

第39页，课件共70页，创作于2023年2月基于实用的配电网自动化的定位

概念：配电网自动化表现为一种集成化自动化系统，它在在线(实时)状态下，能够监控、协调、管理配电网各环节设备与整个配电网优化运行。

目的：提高处理故障的能力(故障处理时间)、减轻配电设备运行、维护、管理工作量、提高技术和管理水平，提高客户服务质量。

范围：10kV配电网在线运行设备（包括10kV馈线、开闭所、配电变压器和电容器组等），覆盖了220/380V低压配电台区自动化。

基本功能：配网SCADA功能、10kV馈线自动化FA、配电房综合自动化。

扩展功能：配电网分析应用(网络拓扑、状态估计、潮流计算、负荷预测、网络重构、模拟操作)、配电网智能化（分布式电源接入与应用、配电网快速仿真、智能预警、配电网自愈控制）第40页，课件共70页，创作于2023年2月基于多种通信方式的实用型配电自动化第41页，课件共70页，创作于2023年2月配电自动化实现方式我国配网自动化实施回顾基于实用的配电网自动化综合讨论从实用角度讨论配电自动化终端关注要点现阶段配电自动化建设讨论3第42页，课件共70页，创作于2023年2月基本原则和建设目标配电自动化终端分类和技术要求配电线路自动化终端配置模式配电自动化对一次网架的要求对一次设备的要求与基本目标单元的构成现阶段配电自动化建设讨论--配电终端关注要点3第43页，课件共70页，创作于2023年2月适用性。与地区配电网规模及应用需求相符合，与配电网调度运行管理体制相适应。标准化设计，灵活配置，良好的可维护性、可扩展性.功能方面的灵活配置、可扩展性容量方面的灵活配置、可扩展性功能上，配电自动化终端是监控和保护的综合结构设计满足特殊性和多样性要求电源系统满足特殊要求支持光纤、载波、GPRS等各种通信方式,并满足GPRS通信的对终端的特殊要求运行稳定、质量可靠配电自动化建设原则第44页，课件共70页，创作于2023年2月制订合理的供电可靠性规划目标，因地制宜、分阶段开展；以提高供电可靠性和改善供电质量为目的，避免仅为实施配电自动化而对配电一次网架进行大规模改造；合理规划设计实施区域的配电一次设备、通信方式、主站、子站及终端的功能和配置要求；合理选择简易型、实用型、标准型、集成型和智能型等不同类型的配电自动化实现方式；配电网规划应考虑配电自动化建设和改造需求，实施馈线自动化的线路应具备负荷转供路径和足够的备用容量；分步实现配电自动化系统的主要应用功能，充分利用原有一次设备、配电主站、配电终端、配电子站和通信通道等资源；满足开放性、兼容性、可靠性和扩展性要求；合理选择监控对象；根据实施区域具体情况选择适宜的通信方式。配电自动化建设原则第45页，课件共70页，创作于2023年2月配电自动化建设目标（1）实现配电监控（D-SCADA）功能，通过对配电网的实时监控，提升配网调度安全性，避免由于支撑信息不足造成的“盲调”现象；（2）实现配电自动化(DA/FA)功能，进行故障隔离、恢复非故障区供电，缩短故障停电时间，减小停电面积，提高供电可靠性；（3）降低线损失，提高电能质量，极其重要的一些点负荷供电电压合格率达100%；第46页，课件共70页，创作于2023年2月基本原则和建设目标配电自动化终端分类和技术要求配电线路自动化终端配置模式配电自动化对一次网架的要求对一次设备的要求与基本目标单元的构成现阶段配电自动化建设讨论--配电终端关注要点3第47页，课件共70页，创作于2023年2月配电自动化终端分类：（1）站所终端（DTU）：应用于配电室、环网柜、箱式变电站（2）馈线终端（FTU）：应用于柱上开关（3）配变终端（TTU）：应用于配电变压器监测（4）综自或远动装置（RTU）：应用于以断路器为主的开关站，保护与测控合一分散（分布）式综自装置，或者集中方式RTU。（5）故障指示器：检测故障电流形成虚拟遥信，应用于架空线路或不能安装电流互感器的电缆线路。配电自动化终端基本技术要求：（1）采用模块化、可扩展、低功耗的产品（2）电源可采用系统供电和蓄电池相结合的供电模式（3）结构形式应满足现场安装的规范性和安全性要求（4）支持以太网或标准串行接口配电自动化终端分类及技术要求第48页，课件共70页，创作于2023年2月（1）结构上采用模块/插件式设计系统电源模块主控模块（CPU板和DSP数据处理板）遥信模块（数字输入接口YX板）交流采样模块(交采YC板)遥控模块(遥控YK板)（2）可以根据用户的实际需要配置各种通信设备光纤、载波、GPRS等（3）配置方式灵活，在基本配置的基础上，能够根据实际需要扩展监测功能及监测容量。功能上如一遥、二遥、三遥容量上对应1条线路、2条线路、4条线路、6条线路、8条线路、10条线路、12条线路、18条线路等第49页，课件共70页，创作于2023年2月配电终端关键技术配电自动化终端是监控和保护的综合（综合自动化）远动RTU，必须满足测量范围内（1.2倍标称电流）内的测量精度要求故障电流检测（保护功能），保证故障电流采集范围（20倍标称电流）内的数据采集负控概念的引入配电终端的当地数据存储功能和历史数据补召功能断电以后的继续通信功能配电自动化终端对电源系统的特殊要求支持220V/100V交流电源和PT取电，具有双路电源切换功能能提供500W遥控操作电源第50页，课件共70页，创作于2023年2月预装式配电终端在预装式配电房，环网柜前期设计、组装时把配电智能监控装置（DTU）作为其有机组成部分统一考虑，也就是说DTU将成为配电房、环网柜的一个标配设备，由成套制造厂预先设计、安装成套制造厂可以根据配电房、环网柜的大小、形状合理设计DTU的大小和安装位置；由于DTU是由成套制造厂在出厂前预先安装、调试完成，现场投运快速、简单；DTU和一次设备统一设计，软件和硬件的配合程度高，保证自动化功能的完整和运行的稳定可靠；实现同样的配电监控功能，投资费用相对较低。第51页，课件共70页，创作于2023年2月DTU装置1100mm600-800mm580mm航空插头连接，一体化密封配电柜（一次设备）DTU（二次设备）航空插头连接第52页，课件共70页，创作于2023年2月配电柜（一次设备）DTU（二次设备）航空插头连接立式设计DTU航空插头连接，一体化密封第53页，课件共70页，创作于2023年2月基本原则和建设目标配电自动化终端分类和技术要求配电线路自动化终端配置模式配电自动化对一次网架的要求对一次设备的要求与基本目标单元的构成现阶段配电自动化建设讨论--配电终端关注要点3第54页，课件共70页，创作于2023年2月配电线路自动化终端配置模式就地故障处理模式一遥功能处理模式两遥功能处理模式三遥功能处理模式第55页，课件共70页，创作于2023年2月当地故障处理模式的配网自动化

适用于安装了电压型开关的配电线路，通过变电站出线开关两次重合闸实现线路故障区段的隔离。

配电自动化终端不配置通信设备，配电自动化主站系统可以通过计算变电站出口开关的重合闸时间推算故障区段，提供给配电调度人员参考。R3R2R1F2R4F1

多级重合器自动化方案第56页，课件共70页，创作于2023年2月一遥功能配网自动化功能设计一遥功能处理模式适用于采用故障指示器进行故障检测的配电线路；发生故障时，配电主站系统接收现场配电终端发送的故障指示器故障指示信息；配置3个单相线路故障指示器和一套故障信号采集回传配电终端；故障指示器除具有当地故障指示外，具备无线通信模块，能够通过无线通道将故障信号发送给配电终端。第57页，课件共70页，创作于2023年2月二遥功能配网自动化功能设计适用于配置了遥测(YC)和遥信(YX)功能的配电线路进行故障隔离和恢复供电时，需要采用工作票的方式，派维修人员到现场进行开关分合操作第58页，课件共70页，创作于2023年2月三遥功能配网自动化功能设计负荷开关配置了三遥功能，带CT和辅助触点,安装配电终端（DTU/FTU），能够实时采集开关电流、开关状态，有电动操作机构，能够进行远方遥控主站故障处理程序自动确定故障类型和故障发生的位置主站根据线路负荷状况列出所有故障隔离和恢复方案，故障处理和恢复供电操作可人工监督执行，也可在线自动执行第59页，课件共70页，创作于2023年2月基本原则和建设目标配电自动化终端分类和技术要求配电线路自动化终端配置模式配电自动化对一次网架的要求对一次设备的要求与基本目标单元的构成现阶段配电自动化建设讨论--配电终端关注要点3第60页，课件共70页，创作于2023年2月对配电网一次网架的要求（1）配电自动化实施区域的网架结构应布局合理、成熟稳定。网架结构不具备条件的，配电自动化宜结合配电网的建设与改造实施；（2）确需实施馈线自动化，但线路不具备负荷转供条件的区域，可对线路进行供电方式改造；（3）配电网建设和与改造时应考虑通信网络建设与改造，预留通信通道。

可靠配电网络电缆网混合网多分段联络方式单/双环网方式双射网方式第三电源方式多电源方式第61页，课件共70页，创作于2023年2月多电源供电方式，满足N-3对于特级用户，采用多电源供电方式，电源满足N-3。A1A2B2B1变电站A变电站B2042012032452