清华电力系统调度自动化15配电自动化33059.pptx

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1、配电自动化及其管理系统(DA/DMS)吴文传配电系统在电力系统中的位置配电网的构成n高压配电网:110kV/66kVn中压配电网:35kV/10kVn低压配电网:380V/220V2DL负荷6负荷1负荷2负荷3负荷4负荷51DL环式网辐射网背景介绍（二）-配电自动化及管理系统z投资比例投资比例z用户的观点用户的观点用电质量低廉的价格良好的服务z电力系统的变革趋势电力系统的变革趋势传统的配网结构与投资方式需要改变提高劳动生产率降低损耗z实施效果实施效果v减少停电时间，提高供电可靠性,提高供电质量v降低电能损耗，减少配电检修维护费用v改善用户服务质量采用高质量、大容量的设备采用高质量、大容量的设备

2、采用高质量、大容量的设备采用高质量、大容量的设备预防事故发生预防事故发生提高供电可靠性的提高供电可靠性的个对策个对策缩小事故区间缩小事故区间迅速进行负荷转移迅速进行负荷转移小区間化小区間化小区間化小区間化预防事故发生预防事故发生缩小事故区间缩小事故区间迅速进行负荷转移迅速进行负荷转移提高供电可靠性的提高供电可靠性的3 3个对策个对策通过区间分割来提高供电可靠性（区间分割的优点）通过区间分割来提高供电可靠性（区间分割的优点）（1 1）缩小故障停电范围）缩小故障停电范围区间分割后区间分割后用户用户SWSWSWSW 用户用户SWSWSWSW停电范围停电范围停电范围停电范围停电范围停电范围停电范围停电

3、范围SWSW通过区间分割来提高供电可靠性（区间分割的优点）通过区间分割来提高供电可靠性（区间分割的优点）（2 2）搜索故障点的快速化（搜索范围的缩小）搜索故障点的快速化（搜索范围的缩小）区间分割后区间分割后搜搜搜搜索索索索范围范围范围范围SWSW事故点事故点搜搜搜搜索索索索范围范围范围范围事故点事故点对停电时间和停电户数范围进行判断对停电时间和停电户数范围进行判断现状：现状：5050分分/年年户户 期望值：期望值：2525分分/年年户户增设开关总数增设开关总数=总区间数总区间数*50%*50%制约条件：计划投资额制约条件：计划投资额/开关单价开关单价 =资金方面允许增设的开关台数资金方面允许增

4、设的开关台数实际增设台数实际增设台数要分割的区间的选定（区间分割工程）要分割的区间的选定（区间分割工程）（1 1）区间选定）区间选定 从全区间从全区间 根据区间负荷根据区间负荷根据区间负荷根据区间负荷*K1+*K1+*K1+*K1+区间总长区间总长区间总长区间总长 *K2*K2*K2*K2的大原则来选定的大原则来选定的大原则来选定的大原则来选定N N N N区间区间区间区间 综合考虑综合考虑N N区间和其他的条件来最后决定区间和其他的条件来最后决定出要分割的区间数出要分割的区间数（2 2）增设开关的工程）增设开关的工程 小区間化小区間化的实施步骤的实施步骤年度予算年度予算配电设备投资与如何进一

5、步提高可靠性配电设备投资与如何进一步提高可靠性投投资资费费用用可靠性可靠性投资与效果的界限投资与效果的界限100%100%用用用用DASDASDASDAS进一步提高可靠性进一步提高可靠性进一步提高可靠性进一步提高可靠性？在在在在多分割多接结的前多分割多接结的前多分割多接结的前多分割多接结的前提下增设提下增设提下增设提下增设FDRFDRFDRFDR、DASDASDASDAS预防事故发生预防事故发生缩小事故区间缩小事故区间迅速进行负荷转移迅速进行负荷转移提高供电可靠性的提高供电可靠性的3 3个对策个对策0015150(分)36090(分)53002555停电停电户数户数事故区间停电户数事故区间停电

6、户数非事故非事故区间停电户数区间停电户数配电线事故配电线事故变电站事故变电站事故自动控制后自动控制后自动控制后自动控制后自动控制前自动控制前自动控制前自动控制前自动控制前自动控制前实施配电自动化前后的效果对比实施配电自动化前后的效果对比提高供电可靠性的提高供电可靠性的3 3个对策总结个对策总结预防预防事故发生事故发生缩小停电范围缩小停电范围分割分割区間区間中长期投资计划中长期投资计划城市基础建设城市基础建设改进设备改进设备系统构成复杂化系统构成复杂化应用应用经济经济性性设备利用率设备利用率迅速恢复事故迅速恢复事故构筑多分割构筑多分割多连接网络多连接网络DA/DMS简介-典型结构典型结构配电自动

7、化及管理系统的实施步骤v观点提出很早；v80-90年代真正实施v计算机技术的飞速发展；v通信技术与网络的发展；v变电站综合自动化技术首先实施。v馈线自动化v就地保护式（设备）v远方遥控式（测控二次设备，通信系统）v配电管理系统全面实施日本九大电力公司日本九大电力公司北海道北海道东北东北东京东京北陆北陆中部中部关西关西 中国中国四国四国九州九州日本电力公司概要日本电力公司概要500500600600（亿（亿KwhKwh）89899 97 79 96 69 95 59 94 49 98 89 93 3年度年度700700510510596596643643667667690690699699720

8、720九州电力公司总销售电量变化九州电力公司总销售电量变化日本日本DASDAS开发的历开发的历史史7777年日本最早的配电自动化系统年日本最早的配电自动化系统(九州电力九州电力)8585年采用年采用GISGIS、真正意义、真正意义的大規模配电自动化系统完成的大規模配电自动化系统完成(获产业技术大奖获产业技术大奖)8686年北陆电力、关西电力引入年北陆电力、关西电力引入8787年四国电力、东北电力引入年四国电力、东北电力引入8989年中部电力引入年中部电力引入9090年北海道电力引入年北海道电力引入9494年九州电力实现年九州电力实现100%100%开关的远动化开关的远动化9696年开发功能分散

9、型的年开发功能分散型的DASDAS系统系统(UNIXUNIX服务器服务器)9797年多服务器型开放型系统年多服务器型开放型系统0101年在九州电力已有年在九州电力已有8080个系统投运个系统投运 配电自动化系统配电自动化系统（日本东京电力为例（日本东京电力为例 ）银座支店银座支店 管辖区域状况管辖区域状况電力負荷密度：電力負荷密度：148,000148,000kWkWkmkm2 2 東京電力銀座支店東京電力銀座支店 配電自動化系統配電自動化系統日本国内第一个配电自动化系统工程日本国内第一个配电自动化系统工程19分分/年年.户户(年年年年)九州停电时间九州停电时间九州电力提高供电可靠性的历程九州

10、电力提高供电可靠性的历程开始建设配电主站开始建设配电主站实现开关实现开关100%100%遥控遥控DMS主要功能馈线自动化馈线自动化系统系统(FA)(FA)配电调度配电调度SCADA系统系统地理信息系统（地理信息系统（GIS）配电网络高级分析系统配电网络高级分析系统（DPAS）配电工作管理系统配电工作管理系统（DMSWork）配电配电SCADA系统系统系统功能系统功能系统监控系统监控数据采集与转发数据采集与转发数据处理数据处理报警处理报警处理历史库管理历史库管理实时库管理实时库管理系统安全管理系统安全管理TH-DMS主要功能馈线自动化系统馈线自动化系统(FA)的初级阶段的初级阶段 配电自动化设备

11、相互配合实现馈线自动化(1)当故障发生在c段,站内的断路器CB1跳闸,LS1、LS2、LS3因失压而断开。随后CB1一次重合闸,LS1、LS2按预定的延时顺序关合,当合至故障段c时,若当时发生的故障为瞬时故障,因为此时线路已恢复正常,所以所有线路恢复供电。(2)若故障是永久性故障时,LS2顺序关合至短路时再次引起站内CB1跳闸,这时,LS2因感受短路故障、LS3因检测到前端异常低电压而记忆故障锁扣。(3)CB1送电,使区段a、b恢复正常。(4)由于d段掉电,环网点上的开关LS4在感受到其一端掉电后开始延时,经过一段时间后,LS4合闸,将CB2电源供给d段。(5)线路停电时间最长的区段为d段,时

12、间为45s,系统实现了故障区间的隔离和非故障区间的供电恢复优点:处理事故当地完成,不依赖于通信和主机,故障处理速度快,可以大胆提高消除瞬时故障缺点:存在保护配合问题,对于复杂和多电源网络,难于取得较好的处理结果馈线自动化系统实例馈线自动化系统实例 上海浦东电缆系统环网系统馈线自动化系统馈线自动化系统(FA)的高级阶段的高级阶段 计算机控制配电自动化计算机控制配电自动化n数据采集与监控数据采集与监控n遥测遥测n遥控遥控n遥信遥信n故障定位、隔离及自动恢复供电：线路故障段的定位与隔离，故障定位、隔离及自动恢复供电：线路故障段的定位与隔离，无故障段供电的自动恢复无故障段供电的自动恢复n减少停电，提高

13、供电的可靠性减少停电，提高供电的可靠性n减少电网运行和检修费用减少电网运行和检修费用优点优点:不存在保护配合问题不存在保护配合问题,不对系统造成冲击不对系统造成冲击,可应用于可应用于复杂复杂 网络,可优化网络缺点:对通信和主站软件的过分依赖,故障处理速度较慢配电配电SCADA系统系统n系统功能系统功能n系统监控系统监控n数据采集与转发数据采集与转发n数据处理数据处理n报警处理报警处理n历史库管理历史库管理n实时库管理实时库管理n系统安全管理系统安全管理地理信息系统（地理信息系统（GIS）n高压、中压、低压一体化建模n基本功能n图层控制n图形维护n设备参数维护n图形显示n图形无级缩放图形无级缩放

14、n图形平滑漫游图形平滑漫游n概貌窗口概貌窗口n图形信息疏密效果协同矫正功能图形信息疏密效果协同矫正功能DMS主要功能地理信息系统（地理信息系统（GIS）n设备查询、统计n点击查询点击查询n区域查询区域查询n基于设备树的设备与地理图双向查询基于设备树的设备与地理图双向查询n模糊查询模糊查询n按线路、变电站统计按线路、变电站统计n线路条图线路条图n图形及设备参数打印n对地理图、选定线路图、选定范围施工图打印。对地理图、选定线路图、选定范围施工图打印。n对于设备参数等的统计与查询结果打印输出。对于设备参数等的统计与查询结果打印输出。DMS主要功能地理信息系统（地理信息系统（GIS）n系统高级功能n实

15、时信息动态显示、空间查询n实时显示和查询变电站的供电范围。实时显示和查询变电站的供电范围。n实时显示和查询变电站的主变与开关状态与遥测信实时显示和查询变电站的主变与开关状态与遥测信息。息。n对馈线、低压台区进行动态拓扑着色。对馈线、低压台区进行动态拓扑着色。n实时获取环网柜或配电变电站的主接线图与遥测信实时获取环网柜或配电变电站的主接线图与遥测信息。息。n通过负控系统实时监控电力负荷。通过负控系统实时监控电力负荷。n遥控操作n沿线追踪DMS主要功能故障投诉及抢修管理(TCM)DMS主要功能配电网络建模配电网络建模配电网络编辑编辑过程UNDO/REDO基于设备对象的并发编辑控制编辑日志高、中、低

16、压网络编辑同杆双架GIS图与系统图的同步更新GIS图与设备树、设备列表的同步修改设备参数编辑自定义编辑设备参数 输入变电亭内部接线图配电网络高级分析系统配电网络高级分析系统（DPAS）配电网络拓扑分析配电网络拓扑分析追踪操作追踪操作操作校核操作校核状态估计状态估计充分使用变电所出口和环网柜的实时量测，充分使用变电所出口和环网柜的实时量测，结合负控系统、营业抄表系统数据结合负控系统、营业抄表系统数据配电网潮流计算配电网潮流计算短路电流计算短路电流计算DMS主要功能配电潮流的简单算法 拓扑分析1234配电潮流的简单算法 算法流程n(1)拓扑、打开环网点形成Thevinin等值矩阵Z。n(2)初始化

17、所母线电压n(3)回推计算：计算各负荷的注入，计算各支路的潮流。n(4)前推计算：利用前面所得的支路潮流，计算各母线电压。n(5)计算各断点的等值注入潮流。计算环路上的电流，并修正环路上的电压降。n(6)判断各母线的电压叠代压差和各断点的电压差是否小于e,若是输出结果，否返回(3)。配电网络高级分析系统配电网络高级分析系统（DPAS）n短路电流计算n统计线损n理论线损n无功优化n网络重构DMS主要功能配电网络高级分析系统配电网络高级分析系统（DPAS)n停电隔离和转供电分析停电隔离和转供电分析n人工模拟设置故障或者检修的区段人工模拟设置故障或者检修的区段n软件计算最小的停电隔离范围、隔软件计算

18、最小的停电隔离范围、隔离开关、受影响的用户和负荷离开关、受影响的用户和负荷n转供电方案的生成转供电方案的生成n负荷分析负荷分析n全系统负荷密度分析全系统负荷密度分析n区域负荷密度分析区域负荷密度分析n线路负荷密度分析线路负荷密度分析n设备负载率分析设备负载率分析DMS主要功能配电工作管理系统配电工作管理系统(DMSWORK)n运行监视n线路潮流线路潮流n开关状态开关状态n线路负荷带电状态线路负荷带电状态n系统停电范围系统停电范围n系统挂牌、摘牌操作系统挂牌、摘牌操作n操作模拟n记录模拟的一系列开关开合操作记录模拟的一系列开关开合操作n双电源用户供电路径切换双电源用户供电路径切换n单个或成组负荷

19、调整单个或成组负荷调整n支持支持“开始开始”、“前进前进”、“后退后退”、“最后最后”等重放操作。等重放操作。n操作步骤可以编辑。操作步骤可以编辑。DMS主要功能配电工作管理系统配电工作管理系统(DMSWORK)n用户报装管理n报装方案生成报装方案生成n报装记录生成、删除、维护报装记录生成、删除、维护n用户报装查询：系统用户可以在系统中查询申用户报装查询：系统用户可以在系统中查询申请用电客户的报装进展情况请用电客户的报装进展情况n低压报装低压报装n故障报修管理n报修记录登记、查询报修记录登记、查询n修理票打印修理票打印n修理票向供电局传递修理票向供电局传递n报修位置在报修位置在GISGIS上的

20、定位和显示上的定位和显示n根根据据线线路路实实时时带带电电状状态态和和挂挂牌牌信信息息，确确定定停停电电的类型的类型n用户定位用户定位DMS主要功能配电工作管理系统配电工作管理系统(DMSWORK)n 系统配置和安全管理nGISGIS系统配置数据系统配置数据n营业数据库、负控数据库、关口表数据库等的访问设置营业数据库、负控数据库、关口表数据库等的访问设置n线路设备的颜色和图符形式，设备标注设置等等。线路设备的颜色和图符形式，设备标注设置等等。n不同的用户指定不同的权限。不同的用户指定不同的权限。n用户权限信息经过加密之后，集中保存在数据库中。用户权限信息经过加密之后，集中保存在数据库中。n系统只准许用户使用允许的功能，禁止不被允许的功能系统只准许用户使用允许的功能，禁止不被允许的功能。DMS主要功能配电系统特性设备量大、面广、分布分散设备量大、面广、分布分散实时运行和离线管理相结合实时运行和离线管理相结合配电网络、设备数据和用户数据相融合配电网络、设备数据和用户数据相融合n实时数据和历史数据结合实时数据和历史数据结合n电网图形和地理图形共同表现电网图形和地理图形共同表现n图形和数据的结合图形和数据的结合扩展灵活、变化快扩展灵活、变化快配电自动化二次通信方式选择DMS软件体系结构