清華電力系統(tǒng)調(diào)度自動化15配電自動化,配電系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的位置,配電網(wǎng)的構(gòu)成,高壓配電網(wǎng):110kV/66kV,中壓配電網(wǎng):35kV/10kV,低壓配電網(wǎng):380V/220V,2DL,負(fù)荷6,負(fù)荷1,負(fù)荷2,負(fù)荷3,負(fù)荷4,負(fù)荷5,1DL,環(huán)式網(wǎng),輻射網(wǎng),背景介紹（二）,-配電自動化及管理系統(tǒng),投資比例,用戶的觀點(diǎn),用電質(zhì)量,低廉的價(jià)格,良好的服務(wù),電力系統(tǒng)的變革趨勢,傳統(tǒng)的配網(wǎng)結(jié)構(gòu)與投資方式需要改變,提高勞動生產(chǎn)率,降低損耗,實(shí)施效果,減少停電時(shí)間，提高供電可靠性,提高供電質(zhì)量,降低電能損耗，減少配電檢修維護(hù)費(fèi)用,改善用戶服務(wù)質(zhì)量,采用高質(zhì)量、大容量的設(shè)備,預(yù)防事故發(fā)生,提高供電可靠性的個對策,縮小事故區(qū)間,迅速進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)移,小區(qū)間化,預(yù)防事故發(fā)生,縮小事故區(qū)間,迅速進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)移,提高供電可靠性的3個對策,通過區(qū)間分割來提高供電可靠性（區(qū)間分割的優(yōu)點(diǎn)）,（1）縮小故障停電范圍,區(qū)間分割后,用戶,SW,SW,用戶,SW,SW,停電范圍,停電范圍,SW,SW,通過區(qū)間分割來提高供電可靠性（區(qū)間分割的優(yōu)點(diǎn)）,（2）搜索故障點(diǎn)的快速化（搜索范圍的縮?。?區(qū)間分割后,搜,索,范圍,SW,SW,事故點(diǎn),搜,索,范圍,事故點(diǎn),對停電時(shí)間和停電戶數(shù)范圍進(jìn)行判斷,現(xiàn)狀：50分/年戶 期望值：25分/年戶,增設(shè)開關(guān)總數(shù)=總區(qū)間數(shù)*50%,制約條件：計(jì)劃投資額/開關(guān)單價(jià),=資金方面允許增設(shè)的開關(guān)臺數(shù),實(shí)際增設(shè)臺數(shù),要分割的區(qū)間的選定（區(qū)間分割工程）,（1）區(qū)間選定,從全區(qū)間,根據(jù)區(qū)間負(fù)荷*K1+區(qū)間總長,*K2的大原則來選定N區(qū)間,綜合考慮N區(qū)間和其他的條件來最后決定出要分割的區(qū)間數(shù),（2）增設(shè)開關(guān)的工程,小區(qū)間化,的實(shí)施步驟,年度予算,配電設(shè)備投資與如何進(jìn)一步提高可靠性,投資費(fèi)用,可靠性,投資與效果的界限,100%,用DAS進(jìn)一步提高可靠性,？,在多分割多接結(jié)的前提下增設(shè)FDR、DAS,預(yù)防事故發(fā)生,縮小事故區(qū)間,迅速進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)移,提高供電可靠性的3個對策,0,0,15,150(分),3,60,90(分),5,30,0,25,55,停電戶數(shù),事故區(qū)間停電戶數(shù),非事故,區(qū)間停電戶數(shù),配電線事故,變電站事故,自動控制后,自動控制后,自動控制前,自動控制前,實(shí)施配電自動化前后的效果對比,提高供電可靠性的3個對策總結(jié),預(yù)防事故發(fā)生,縮小停電范圍,分割區(qū)間,中長期投資計(jì)劃,城市基礎(chǔ)建設(shè),改進(jìn)設(shè)備,系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜化,應(yīng)用,經(jīng)濟(jì)性,設(shè)備利用率,迅速恢復(fù)事故,構(gòu)筑多分割多連接網(wǎng)絡(luò),DA/DMS簡介,-典型結(jié)構(gòu),配電自動化及管理系統(tǒng)的實(shí)施步驟,觀點(diǎn)提出很早；,80-90年代真正實(shí)施,計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展；,通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展；,變電站綜合自動化技術(shù)首先實(shí)施。,饋線自動化,就地保護(hù)式（設(shè)備）,遠(yuǎn)方遙控式（測控二次設(shè)備，通信系統(tǒng)）,配電管理系統(tǒng)全面實(shí)施,日本九大電力公司,北海道東北東京北陸,中部關(guān)西中國四國九州,日本電力公司概要,500,600,（億Kwh）,89,97,96,95,94,98,93,年度,700,510,596,643,667,690,699,720,九州電力公司總銷售電量變化,日本DAS開發(fā)的歷史,77年日本最早的配電自動化系統(tǒng)(九州電力),85年采用GIS、真正意義的大規(guī)模配電自動化系統(tǒng)完成(獲產(chǎn)業(yè)技術(shù)大獎),86年北陸電力、關(guān)西電力引入,87年四國電力、東北電力引入,89年中部電力引入,90年北海道電力引入,94年九州電力實(shí)現(xiàn)100%開關(guān)的遠(yuǎn)動化,96年開發(fā)功能分散型的DAS系統(tǒng)(UNIX服務(wù)器),97年多服務(wù)器型開放型系統(tǒng),01年在九州電力已有80個系統(tǒng)投運(yùn),配電自動化系統(tǒng),（日本東京電力為例）,銀座支店 管轄區(qū)域狀況,電力負(fù)荷密度：148,000kWkm,2,東京電力銀座支店 配電自動化系統(tǒng),日本國內(nèi)第一個配電自動化系統(tǒng)工程,19,分/年.戶,(年),九州停電時(shí)間,九州電力提高供電可靠性的歷程,開始建設(shè)配電主站,實(shí)現(xiàn)開關(guān)100%遙控,DMS主要功能,饋線自動化,系統(tǒng),(FA),配電調(diào)度SCADA系統(tǒng),地理信息系統(tǒng)（GIS）,配電網(wǎng)絡(luò)高級分析系統(tǒng),（,DPAS）,配電工作管理系統(tǒng),（DMSWork）,配電SCADA系統(tǒng),系統(tǒng)功能,系統(tǒng)監(jiān)控,數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)發(fā),數(shù)據(jù)處理,報(bào)警處理,歷史庫管理,實(shí)時(shí)庫管理,系統(tǒng)安全管理,TH-DMS主要功能,饋線自動化系統(tǒng)(FA)的初級階段,配電自動化設(shè)備相互配合實(shí)現(xiàn)饋線自動化,(1)當(dāng)故障發(fā)生在c段,站內(nèi)的斷路器CB1跳閘,LS1、LS2、LS3因失壓而斷開。隨后CB1一次重合閘,LS1、LS2按預(yù)定的延時(shí)順序關(guān)合,當(dāng)合至故障段c時(shí),若當(dāng)時(shí)發(fā)生的故障為瞬時(shí)故障,因?yàn)榇藭r(shí)線路已恢復(fù)正常,所以所有線路恢復(fù)供電。,(2)若故障是永久性故障時(shí),LS2順序關(guān)合至短路時(shí)再次引起站內(nèi)CB1跳閘,這時(shí),LS2因感受短路故障、LS3因檢測到前端異常低電壓而記憶故障鎖扣。,(3)CB1送電,使區(qū)段a、b恢復(fù)正常。,(4)由于d段掉電,環(huán)網(wǎng)點(diǎn)上的開關(guān)LS4在感受到其一端掉電后開始延時(shí),經(jīng)過一段時(shí)間后,LS4合閘,將CB2電源供給d段。,(5)線路停電時(shí)間最長的區(qū)段為d段,時(shí)間為45s,系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了故障區(qū)間的隔離和非故障區(qū)間的供電恢復(fù),優(yōu)點(diǎn):處理事故當(dāng)?shù)赝瓿?不依賴于通信和主機(jī),故障處理速度快,可以大膽提高消除瞬時(shí)故障,缺點(diǎn):存在保護(hù)配合問題,對于復(fù)雜和多電源網(wǎng)絡(luò),難于取得較好的處理結(jié)果,饋線自動化系統(tǒng)實(shí)例,上海浦東電纜系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)系統(tǒng),饋線自動化系統(tǒng)(FA)的高級階段,計(jì)算機(jī)控制配電自動化,數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控,遙測,遙控,遙信,故障定位、隔離及自動恢復(fù)供電：線路故障段的定位與隔離，無故障段供電的自動恢復(fù),減少停電，提高供電的可靠性,減少電網(wǎng)運(yùn)行和檢修費(fèi)用,優(yōu)點(diǎn):不存在保護(hù)配合問題,不對系統(tǒng)造成沖擊,可應(yīng)用于復(fù)雜,網(wǎng)絡(luò),可優(yōu)化網(wǎng)絡(luò),缺點(diǎn):對通信和主站軟件的過分依賴,故障處理速度較慢,配電SCADA系統(tǒng),系統(tǒng)功能,系統(tǒng)監(jiān)控,數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)發(fā),數(shù)據(jù)處理,報(bào)警處理,歷史庫管理,實(shí)時(shí)庫管理,系統(tǒng)安全管理,地理信息系統(tǒng)（GIS）,高壓、中壓、低壓一體化建模,基本功能,圖層控制,圖形維護(hù),設(shè)備參數(shù)維護(hù),圖形顯示,圖形無級縮放,圖形平滑漫游,概貌窗口,圖形信息疏密效果協(xié)同矯正功能,DMS主要功能,地理信息系統(tǒng)（GIS）,設(shè)備查詢、統(tǒng)計(jì),點(diǎn)擊查詢,區(qū)域查詢,基于設(shè)備樹的設(shè)備與地理圖雙向查詢,模糊查詢,按線路、變電站統(tǒng)計(jì),線路條圖,圖形及設(shè)備參數(shù)打印,對地理圖、選定線路圖、選定范圍施工圖打印。,對于設(shè)備參數(shù)等的統(tǒng)計(jì)與查詢結(jié)果打印輸出。,DMS主要功能,地理信息系統(tǒng)（GIS）,系統(tǒng)高級功能,實(shí)時(shí)信息動態(tài)顯示、空間查詢,實(shí)時(shí)顯示和查詢變電站的供電范圍。,實(shí)時(shí)顯示和查詢變電站的主變與開關(guān)狀態(tài)與遙測信息。,對饋線、低壓臺區(qū)進(jìn)行動態(tài)拓?fù)渲?實(shí)時(shí)獲取環(huán)網(wǎng)柜或配電變電站的主接線圖與遙測信息。,通過負(fù)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控電力負(fù)荷。,遙控操作,沿線追蹤,DMS主要功能,故障投訴及搶修管理(TCM),DMS主要功能,配電網(wǎng)絡(luò)建模,配電網(wǎng)絡(luò)編輯,編輯過程,UNDO/REDO,基于設(shè)備對象的并發(fā)編輯控制,編輯日志,高、中、低壓網(wǎng)絡(luò)編輯,同桿雙架,GIS圖與系統(tǒng)圖的同步更新,GIS圖與設(shè)備樹、設(shè)備列表的同步修改,設(shè)備參數(shù)編輯,自定義編輯,設(shè)備參數(shù) 輸入,變電亭內(nèi)部接線圖,配電網(wǎng)絡(luò)高級分析系統(tǒng),（,DPAS）,配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?追蹤操作,操作校核,狀態(tài)估計(jì),充分使用變電所出口和環(huán)網(wǎng)柜的實(shí)時(shí)量測，結(jié)合負(fù)控系統(tǒng)、營業(yè)抄表系統(tǒng)數(shù)據(jù),配電網(wǎng)潮流計(jì)算,短路電流計(jì)算,DMS主要功能,配電潮流的簡單算法 拓?fù)浞治?1,2,3,4,配電潮流的簡單算法 算法流程,(1)拓?fù)?、打開環(huán)網(wǎng)點(diǎn)形成Thevinin等值矩陣Z。,(2)初始化所母線電壓,(3)回推計(jì)算：計(jì)算各負(fù)荷的注入，計(jì)算各支路的潮流。,(4)前推計(jì)算：利用前面所得的支路潮流，計(jì)算各母線電壓。,(5)計(jì)算各斷點(diǎn)的等值注入潮流。計(jì)算環(huán)路上的電流，并修正環(huán)路上的電壓降。,(6)判斷各母線的電壓疊代壓差和各斷點(diǎn)的電壓差是否小于e,若是輸出結(jié)果，否返回(3)。,配電網(wǎng)絡(luò)高級分析系統(tǒng),（,DPAS）,短路電流計(jì)算,統(tǒng)計(jì)線損,理論線損,無功優(yōu)化,網(wǎng)絡(luò)重構(gòu),DMS主要功能,配電網(wǎng)絡(luò)高級分析系統(tǒng),（,DPAS),停電隔離和轉(zhuǎn)供電分析,人工模擬設(shè)置故障或者檢修的區(qū)段,軟件計(jì)算最小的停電隔離范圍、隔離開關(guān)、受影響的用戶和負(fù)荷,轉(zhuǎn)供電方案的生成,負(fù)荷分析,全系統(tǒng)負(fù)荷密度分析,區(qū)域負(fù)荷密度分析,線路負(fù)荷密度分析,設(shè)備負(fù)載率分析,DMS主要功能,配電工作管理系統(tǒng)(DMSWORK),運(yùn)行監(jiān)視,線路潮流,開關(guān)狀態(tài),線路負(fù)荷帶電狀態(tài),系統(tǒng)停電范圍,系統(tǒng)掛牌、摘牌操作,操作模擬,記錄模擬的一系列開關(guān)開合操作,雙電源用戶供電路徑切換,單個或成組負(fù)荷調(diào)整,支持“開始”、“前進(jìn)”、“后退”、“最后”等重放操作。,操作步驟可以編輯。,DMS主要功能,配電工作管理系統(tǒng)(DMSWORK),用戶報(bào)裝管理,報(bào)裝方案生成,報(bào)裝記錄生成、刪除、維護(hù),用戶報(bào)裝查詢：系統(tǒng)用戶可以在系統(tǒng)中查詢申請用電客戶的報(bào)裝進(jìn)展情況,低壓報(bào)裝,故障報(bào)修管理,報(bào)修記錄登記、查詢,修理票打印,修理票向供電局傳遞,報(bào)修位置在GIS上的定位和顯示,根據(jù)線路實(shí)時(shí)帶電狀態(tài)和掛牌信息，確定停電的類型,用戶定位,DMS主要功能,配電工作管理系統(tǒng)(DMSWORK),系統(tǒng)配置和安全管理,GIS系統(tǒng)配置數(shù)據(jù),營業(yè)數(shù)據(jù)庫、負(fù)控?cái)?shù)據(jù)庫、關(guān)口表數(shù)據(jù)庫等的訪問設(shè)置,線路設(shè)備的顏色和圖符形式，設(shè)備標(biāo)注設(shè)置等等。,不同的用戶指定不同的權(quán)限。,用戶權(quán)限信息經(jīng)過加密之后，集中保存在數(shù)據(jù)庫中。,系統(tǒng)只準(zhǔn)許用戶使用允許的功能，禁止不被允許的功能,。,DMS主要功能,配電系統(tǒng)特性,設(shè)備量大、面廣、分布分散,實(shí)時(shí)運(yùn)行和離線管理相結(jié)合,配電網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)相融合,實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)結(jié)合,電網(wǎng)圖形和地理圖形共同表現(xiàn),圖形和數(shù)據(jù)的結(jié)合,擴(kuò)展靈活、變化快,配電自動化二次通信方式選擇,