配网自动化其他关键问题.ppt

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1、配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日1第第5 5章章 配网自动化其他关键问题配网自动化其他关键问题n5.1 5.1 一体化的配网一体化的配网SCADASCADA系统系统n5.2 5.2 电能表及抄表系统电能表及抄表系统n5.3 5.3 负荷控制和管理系统负荷控制和管理系统n5.4 5.4 配电自动化地理信息系统配电自动化地理信息系统配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日2n5.15.1一体化的配网一体化的配网SCADASCADA系统系统 总体框图：总体框图：调度MIS100M 以太网配网GIS/维护工作站主服务器备服务器WEB服务器通信

2、服务器通信服务器控制LAN网SPS打印服务器配网调度工作站配网管理工作站配电子站变电站智能型电缆分支箱智能环网柜监控终端智能变压器终端PVS配电线通信线RTU配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日3配电SCADA通信、服务器及工作站部分n配电SCADA系统-市区供电分局、计算机网络、通信网络区域站的设置：将分散的控制器集结成若干点-区域站按距离远近划成小区，区域站设在所有监控对象较近点；区域站设在供电的110kV变电站内。调度MIS100M 以太网配网GIS/维护工作站主服务器备服务器WEB服务器通信服务器通信服务器控制LAN网打印服务器配网调度工作站配网管理工作站

3、配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日4配电SCADA变电站部分：n配电SCADA系统测控对象：10kV线路上分段开关、联络开关-FTU；10kV配电变压器-TTU；10kV开闭所和重要配电变电站-RTU；供电的110kV变电站的10kV线路-地调或区调转发装置。SPS配电子站智能型电缆分支箱智能环网柜监控终端智能变压器终端PVS配电线通信线RTU配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日5配电SCADA系统组织的基本方式配电SCADA系统的体系结构图形站图形站数据处理机前置机A前置机B服务器通道切换ABBBCBBBBDA-二次集结区域站B-

4、一次集结区域站C-RTUD-FTU主干通道次主干通道配电SCADA LAN配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日6思考题1、配电网SCADA系统监控对象和内容包括哪些？2、什么是区域工作站？为什么设置？有哪些设置方式？配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日75.2 5.2 电能表及抄表系统电能表及抄表系统n电能表的发展和现状n抄表系统综述n采用IC卡电能表的预付费系统n自动抄表技术配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日85.2.1 5.2.1 电能表的发展和现状电能表的发展和现状n电能表的发展机械式电能表-感应

5、式电能表造价低、经久耐用对电源瞬变及各种频率的无线电干扰不敏感精度较低、功能单一机械电子式多功能电能表精度仍然同机械式相同水平功能不够丰富整体式、分体式电子式电能表全电子器件，又称为静止式或固态电能表测量精度高、性能稳定、功耗低、体积小、重量轻丰富的功能：复费率、各种记录等配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日95.2.1 5.2.1 电能表的发展和现状电能表的发展和现状性能性能机械式电能表电子式电能表准确度准确度0.53.0级0.012.0级频率范围频率范围4555Hz401000Hz外磁场影响外磁场影响较大较小安装要求安装要求3无特殊要求过载能力过载能力4倍51

6、0倍功率消耗功率消耗大小电磁兼容电磁兼容好差价格价格低高维护维护简单复杂功能扩展性功能扩展性差好配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日105.2.2 5.2.2 抄表技术综述抄表技术综述（1/2）n抄表计费的几种方式：手工抄表方式；本地自动抄表方式-便携式自动抄表设备（红外线就地抄表、无线电就地抄表、超声波就地抄表）；移动式自动抄表方式-车载收发装置（一定距离内）；预付费电能计费方式-磁卡、IC卡、预付费电能表；远程自动抄表方式-通信媒体、电表软件、局内计算机。n预付费电能计量方式：投币式预付费电能表；磁卡式预付费电能表；IC卡式预付费电能表。配电设备及配电自动化配

7、电设备及配电自动化2023年年4月月14日日115.2.2 5.2.2 抄表技术综述抄表技术综述（2/2）n预付费计费方式与远程自动抄表计费方式的比较：“预付费”不能使供电管理部门及时了解用户的实际情况和对电能的需求，难掌握用电规律、确定最佳供电方案；“预付费”需要改革供电部门的售电机构，广设售电网点；“预付费”对拖欠电费限电，对用户和供电企业都会造成损失，应该通过法律手段解决；“自动抄表”自动化程度高、先进，计算机网络与营业管理结合，是配电自动化的一部分。结合银行计算机联网，实行银行自动划拨，有效保护电力企业的合法权益。但需要通信网-建设投资。配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023

8、年年4月月14日日125.2.3 5.2.3 采用采用ICIC卡电能表预付费系统卡电能表预付费系统（1/2）IC预付费复费率电能表原理框图时钟芯片报警器电能测量读写卡微处理器IC卡LED显示漏电保安器用电负荷电流电压IC卡由5个功能模块组成：微处理器：CPU；工作缓冲器：用户中间数据RAM；程序存贮器：ROM；数据存贮器：用户数据EEPROM；通信单元：与外部装置的串行异步通信。内部串行总线CPUSIORAMROMEEPROMIC卡配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日13采用IC卡电能表预付费系统（2/2）预付费电能计费管理系统：售电终端：日常售电、用户查询、系统

9、管理、打印制表；售电管理计算机网络（一般采用多级结构）。典型的售电管理系统计算机网络的组成中央级售电管理网络地区级售电管理网络地区级售电管理网络地区级售电管理网络地区级售电管理网络售电终端售电终端售电终端售电终端售电终端售电终端售电终端售电终端售电终端售电终端日常售电售电终端用户查询系统管理打印制表售电反馈用户用电情况查询电价查询操作员授权操作员登记电价管理当天构电情况当月构电情况当年构电情况配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日145.2.45.2.4自动抄表技术自动抄表技术-远程自动抄表技术（1/6）n远程自动抄表（AMR-Automatic Meter Rea

10、ding）：一种不需要人员到达现场就能完成自动抄表的新型抄表方式。n远程自动抄表电能计费系统的发展：集中式脉冲(CCP)处理方式-分布式直接(DDT)传送方式CCP:不具备数字传输能力，无法实现管理可靠性差，故障情况下丢数据电磁干扰造成计量误差无法对电表配置进行远方更改，无法发挥智能性DDT：直接由多功能电子式电能表利用数据通信传送通信方式可以很灵活电表本身具有采集、存储和处理电表数据的功能可预先编程，主动上报配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日15自动抄表技术自动抄表技术-远程自动抄表技术（2/6）n远程自动抄表电能计费系统的组成：抄表集中器：将系统中电能表的数

11、据进行一次集中后上传；抄表交换机（抄表中继器）：系统中的二次集中设备；电能表：脉冲电能表、智能电能表；电能计费中心的计算机网络：管理层设备。n自动抄表系统的远程传输通道：利用电话线实现远方抄表；利用低压配电线载波实现远方抄表；利用负荷监控信道实现远方抄表。配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日16自动抄表技术-远程自动抄表技术（3/6）n远程自动抄表系统的典型方案-四级网络远程抄表计算机系统1号变台抄表交换机2号变台抄表交换机3号变台抄表交换机抄表集中器抄表集中器脉冲电能表智能电能表公用电话网低压配电线载波低压配电线载波低压配电线载波RS-485配电设备及配电自动化

12、配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日17自动抄表技术-远程自动抄表技术（4/6）n远程自动抄表系统的典型方案-三级网络远程抄表计算机系统集中器/交换机集中器/交换机集中器/交换机脉冲电能表智能电能表公用电话网低压配电线载波RS-485智能电能表配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日18自动抄表技术-远程自动抄表技术（5/6）n远程自动抄表系统的典型方案-采用无线电台远程抄表计算机系统1号变台抄表交换机2号变台抄表交换机3号变台抄表交换机低压配电线载波低压配电线载波低压配电线载波抄表集中器智能电能表RS-485抄表集中器智能电能表RS-485抄表集中器智能电

13、能表RS-485抄表集中器智能电能表RS-485主叫电台配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日19自动抄表技术-远程自动抄表技术（6/6）n利用远程自动抄表实现防窃电配电区域总电能表抄表交换机抄表集中器用户电能表RS-485抄表集中器用户电能表RS-485抄表集中器用户电能表RS-485低压配电线载波收发信机低压配电线载波收发信机配电变压器低压配电线载波收发信机低压配电线载波收发信机低压馈线总电能表低压馈线总电能表低压馈线总电能表配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日20思考题1、电能表发展经历了哪几个阶段？各种电能表有什么特点？2、抄表

14、计费方式有哪几种？各采用什么手段完成？3、远方自动抄表计费系统由哪几部分组成？各部分的作用或功能如何？4、自动抄表系统的远程传输通道有哪些？配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日215.35.3负荷控制和管理系统负荷控制和管理系统n5.3.1 5.3.1 负荷控制系统的概念和类型负荷控制系统的概念和类型n5.3.2 5.3.2 负荷控制系统的基本结构和功能负荷控制系统的基本结构和功能n5.3.3 5.3.3 无线负荷控制系统无线负荷控制系统n5.3.4 5.3.4 音频、载波混合负荷控制系统音频、载波混合负荷控制系统配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年

15、年4月月14日日225.3.1 5.3.1 负荷控制系统的概念和类型负荷控制系统的概念和类型n实现计划用电、节约用电、安全用电的技术手段。n电力负荷控制（Load Control）：按通信传输方式分类音频电力负荷控制；无线电电力负荷控制；配电线载波电力负荷控制；工频电力负荷控制；混合电力负荷控制。n电力负荷控制系统的组成：负荷控制中心（Load Control Centre）：主控站；负荷控制终端（Load Control Terminal Unit）：被控端；n电力负荷控制：对用户的用电负荷进行控制的技术措施。配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日23负荷控制终端

16、（1/3）单向终端（One Way Terminal Unit）：只能接收命令遥控开关（Remote Switch）：负荷开关分、合操作遥控定量器（Remote Load Control Limiter）：定值、遥控双向终端（Two Way Terminal Unit）：双向数据通信三遥控制终端：遥测、遥信、遥控；双向控制终端；配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日24负荷控制终端（2/3）典型双向控制终端组成框图收/发开关发射接收调制调制接口送话器8098微处理器I/O接口一次仪表配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日25负荷控制终端（

17、3/3）典型三遥控制终端组成框图配电 仪表 控制盘缓冲时钟信道STD总线CPU脉冲量匹配开关入打印机A/D开关出键盘/显示打印/通信缓冲缓冲缓冲键盘电 网配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日265.3.2 5.3.2 负荷控制系统的基本结构和功能负荷控制系统的基本结构和功能计划用电管理部门大用户市（地）调度中心市（地）负荷控制中心县（区）负荷控制中心中小用户变电站中小用户基本结构配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日27负荷控制系统的功能-主控机功能（1/3）管理功能编制负荷控制实施方案；日、月、年各种报表打印；负荷控制功能定时发送系统

18、分区、分组广播命令，进行跳、合闸操作；发送功率控制、电能量控制的投入和解除命令；峰、谷各时段的设定和调整；对终端功率、功率控制时段、电能量定值的设定和调整；分时计费电能表的切换；系统对时；发送电能表读数冻结命令；定时和随机远方抄表。配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日28负荷控制系统的功能-主控机功能（2/3）数据功能数据合理性检查；计算处理功能；画面数据自动刷新；异常、越限或事故告警；检查确认操作密码口令及操作命令检查、确认并打印记录；实时负荷曲线绘制，图表显示和拷贝；随机查询。系统自诊断自恢复功能主控机双机自动/手动切换；系统软件运行异常的显示告警，自动或手动

19、自恢复；主控站通信机长发告警和保护信道切换指示；显示整个系统硬件（包括信道）的工作状态。配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日29负荷控制系统的功能-主控机功能（3/3）通信功能与电力调度中心交换信息；与上级负荷控制中心或计划用电管理部门交换信息；与计算机网络通信。其他功能调试时与终端通话功能；对配电网中各种电气设备分、合闸操作及运行监视功能。配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日30负荷控制系统的功能-负荷控制终端功能-必须；-可选择；-不需要。当地报警远方控制远方设置定值当地设置定值SOE当地显示当地打印开关状态采集电压采集日月分时电

20、量记录最大需量记录电能脉冲记录功 能双向三遥终端 双向控制终端遥控定量器遥控开关CRT或数码数码数码灯光配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日315.3.3 5.3.3 无线电负荷控制系统无线电负荷控制系统负控中心计算机系统主电台备用电台单向负控终端双向负控终端双向负控终端双向负控终端双向负控终端中继站专用频率（国家无线电管委会）调制方式：移频键控中继站：无人值守；单向终端：只接收主控站命令-遥控；双向终端：接收主控站命令-遥控、向主控站发送被控信息-遥信；负控终端的2个重要技术参数：基准灵敏度：保证正确接收、最小射频信号输入电压值；特征频率：发信机对应逻辑“1”和

21、“0”的移频键控负载频率。配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日325.3.4 5.3.4 音频、载波混合负荷控制系统音频、载波混合负荷控制系统增音器：复杂配电网、信号衰减大的区域。市（地）调度中心Modem电台负控中心计算机网络电话网Modem当地控制器载波信号收发信机耦合设备电 台当地控制器载波信号收发信机耦合设备电 台当地控制器载波信号收发信机耦合设备双向终端单向终端双向终端单向终端双向终端单向终端变电站变电站变电站增音器配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日33思考题1、负荷控制和管理的意义是什么？包括哪些内容？2、负荷控制系统是

22、怎样组成的？各组成部分有什么功能？配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日345.4 5.4 配电自动化地理信息系统配电自动化地理信息系统n5.4.1 5.4.1 配电地理信息系统配电地理信息系统n5.4.2 5.4.2 地理信息系统的组成地理信息系统的组成n5.4.3 5.4.3 配电地理信息系统的功能配电地理信息系统的功能配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日355.4.1 5.4.1 配电自动化地理信息系统（配电自动化地理信息系统（GISGIS）地理信息系统（Geographic Information System)：用现代化方法，

23、采集、测量、分析、存贮、管理、显示、传播和应用与地理空间分布有关的数据的一门综合和集成的信息科学和技术。应用最早的领域：自然资源开发；环境保护和土地利用规划；城市建设规划。突出特点：数据可视化在电力系统的应用现状（存在问题）：总体规划或设计方案不全面：深度不到位、应用覆盖面不全；运行所需的基础数据不全：建立周期长、及时更新困难；未解决好GIS与EMS/SCADA、DAS等的数据图模共享问题。难点一：基础数据库的建立和更新；难点二：软件功能不全、深度不够（开发商缺乏电力知识、使用单位无二次开发能力）。配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日365.4.2 5.4.2 地

24、理信息系统的组成地理信息系统的组成硬件配置软件配置数字化仪解析绘图仪扫描仪测绘仪器计算机 屏幕键盘 Mouse硬盘光盘磁带机打印机绘图仪计算机网络操作系统数据库管理系统DBMSGIS开发平台及工具GIS应用软件操作系统：核心DBMS：资料数据、实时数据应用软件：ex.配电网GIS配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日375.4.3 5.4.3 配电网地理信息系统的功能配电网地理信息系统的功能n数据预处理功能图形数据的录入、转换和编辑：道路图、建筑物分布图、行政区规划图、地形图；配电网设备分布图；等；属性数据的录入、转换和编辑：配电线路的长度、电缆型号、线路编号、额定

25、电流；配变型号、编号、名称、安装位置、投运时间、检修情况、额定电流、实验报告；属性数据与图形数据的挂接：实现基于图形的查询和管理；与配电SCADA的实时数据接口及图形转换：从SCADA获取实时信息转换到GIS；将GIS地理图转换成SCADA配电网结构图。目标：站内自动化 馈线自动化 地理信息管理 负荷信息管理 用户抄表与自动计费配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日38配电网地理信息系统的功能n图形操作与制图输出设备分布图的显示：缩放、平移、全图、层图；设备运行图的数据及运行状态信息显示；网络沿线追踪显示；无缝图幅实时显示：无延时漫游显示；自动生成反映网络运行情况的

26、图表；工程图纸输出：系统网络设备分布图及其属性数据复合生成的工程图、工程图与属性表混合输出、全局图和局部图。配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日39配电网地理信息系统的功能n站内自动化子系统地理信息管理配电设备的信息查询：小区变、箱式变、10kV开闭所、柱上开关、电杆、台变等；站内运行方式分析：设备运行状态分析、设备运行状态实时显示、开关变位的追踪分析（事故重演）；配电站供电范围分析显示：供电区域图形显示、指标（用户数量、用电量、电压质量）统计分析；故障区域分析与显示：故障时快速推算受影响区域并显示地理图、停电区域显示、馈线停电分析、故障数据分析、最优化停电隔离点

27、决策；配电变电站优化选址决策。配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日40配电网地理信息系统的功能n馈线自动化子系统地理信息管理供电线路系统图的信息查询：架空线、地埋电缆、通信路由电缆沟、电杆走径等线路参数；配电线路供电范围的分析与显示：显示、指标统计分析；区域分析与显示：故障影响区域、过负荷线路；线路运行辅助管理：确定最合理的巡检路线、辅助故障抢修；沿线追踪显示：设备定位（地理位置、属性数据、图片挡案等）资源分配：目标是整个电网投资最小；设备缺陷管理：缺陷信息分类、安排处理方法和时间、缺陷统计、季度缺陷报表；实时信息处理：根据SCADA实时信息，反映运行状况、计算当

28、月累计电量、绘制负荷曲线；线损计算：理论线损和实际线损、统计、显示、打印报表和图；动态组编辑：不同层要素组成动态组、实现整组动态调整。配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日41配电网地理信息系统的功能n负荷控制与管理子系统地理信息管理信息元的创建和删除：负荷中心、负控终端的创建和删除；终端信息查询：显示地理位置、统计显示终端信息；实时数据显示：基本数据信息、实时数据信息；高负荷区域显示：大用户的负荷分布；负荷密度分析：区域密度、线路密度、负荷密度率，实现任意范围的负荷预测；负荷转移决策：故障停电、检修停电时的负荷转移；与用电部门接口：辅助负荷审批。n用户抄表与自动计费子系统地理信息管理显示抄表区域和区域负荷：用户地址、名称、用电负荷等。n辅助设计功能配电线路设计、用户接电方案设计等。配电设备及配电自动化配电设备及配电自动化2023年年4月月14日日42故障投诉及抢修管理(TCM)