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1、调度自动化及配网自动化概述,电网自动化事业部 2008.7,电力系统和电力网,电力系统 由各种设施、设备组成的电能生产和消费系统 将自然界的一次能源通过发电转化为电能，经过输电和配电将电能供应到用户 发电、输电、变电、配电、用电 电力网（电网） 电力系统中，各级电压的电力线路及其联系的变电所组成的统一体 输电、变电、配电,电力系统一般过程,电力系统的基本组成,发电 将其他形式的能量转化为电能 输电 将电能量从发电厂传输到使用电能的地区 配电 将电能量逐步传送到使用电能量的用户 用电 用户将电能量转化为其它形式的能量 变电 为了便于电能的传输与使用，进行电压等级的变换,电力系统发电与负荷,发电
2、出力 负荷 负荷性质 负荷曲线,电力系统电压等级,电压等级的意义 我国常用电压等级 750kV 500kV 330kV 220kV 110kV 35kV 10kV,主要电气设备,输配电线路 母线 变压器（主变） 开断设备 断路器、负荷开关、隔离开关 熔断器 互感器 避雷器,人机交互界面图形,电气连接方式、运行方式,电气连接方式 无备用 有备用 运行方式 运行 热备用 冷备用 检修,中性点运行方式,直接接地 不接地 不直接接地,电力系统（网络）的特点,电力的传输效率高、环境污染小、电源和负荷可放置在适合之处。 电能不易大量存储，生产和利用同时完成，协调控制重要。 规模巨大，横跨几千公里，事故影响
3、大。 发电机同步运转，机、电、磁相互关联，分析复杂。,电力传输的特点,电能生产的瞬间平衡 发电输电配电用电，多环节的连续性 电能传输的快速性 地域分布广 互联大系统,电力系统运行控制,目标 安全、优质、经济、环保 复杂性 电力系统的庞大和复杂 电力系统的特点（平衡性、瞬时性） 电力负荷随时变化、随机性 运行控制参与人员广,电力系统的调度,调度是电力系统的重要生产部门 协调用电和发电的平衡 确保输、配电网安全运行（正常、事故） 合理运行、提高经济性和电能质量 我国现行的五级调度体制 国调、网调、（省）中调、地调、县调,电力系统调度基本工作,预测负荷 编制发电计划 运行方式安排 指挥倒闸操作 事故
4、处理 经济调度,电力系统自动化,电力系统的运行控制需要自动化 大量的自动化装置 计算机技术和电子技术在电力系统自动化领域的应用： 调度自动化系统 SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition） EMS（Energy Management System） 变电站自动化系统 配网自动化系统 电能量计费与管理系统 负荷控制与管理系统,调度自动化系统,SCADA 监视控制与数据采集 PAS 电力系统分析应用软件 DTS 调度员仿真培训系统,调度自动化系统的功能发展,基本的监视功能（遥测、遥信） 使调度员具备了“千里眼”，知道现场的情况 加上遥控与遥调，构
5、成完整的SCADA功能 不仅具备“千里眼”，还具备了“千里手” PAS功能，上升到能量管理系统（EMS） 将电路理论的知识运用到电力调度中 从经验型调度过渡到分析型调度 调度员培训系统（DTS） 利用电路理论来仿真、培训调度员,电力系统的表征量,电压 电流 频率（周波） 功率 有功功率、无功功率、视在功率 负荷、出力 功率因数 相角、功率因数 各种状态量 开关位置、保护信号、辅助信号等等,电力系统运行控制所需的信息,遥测量： 母线电压；各线路的有功、无功功率或电流； 变压器有功、无功功率、分接头档位； 发电机/电厂所发有功、无功出力； 电站/厂，线路有功电度； 系统频率；水库水位；气象数据。
6、遥信量： 断路器的合、分状态；隔离刀闸的合、分状态； 各个元件保护状态； 自动装置的动作状态； 事故总信号。,电力监控系统的基本功能,运行数据和运行状态监视 遥测、遥信 基本的控制功能 遥控、遥调 基本的数据统计分析和存储功能,电网监控系统的基本组成,主站系统：安装在调度中心的自动化机房，是由多台计算机组成的一个网络系统，主要完成分站采集的状态和数据的显示、存储以及电网的自动监控和自动控制等功能。 分站系统：主要由分布在发电厂和变电站的数据采集和控制设备单元组成，主要是RTU（远程终端单元），完成安装地点的电网运行状态和数据的采集以及设备的远程控制功能 通信系统：由各种通信通道和通信设备组成，
7、主要完成分站和主站系统的远程通信功能。,能量管理系统（EMS）,网络计算分析 状态估计、潮流计算、最优潮流 自动监视 安全分析、事故预警 负荷计划 负荷预报（测）、日开停机计划、日发电计划 电网自动优化控制 自动发电控制（AGC）、自动电压控制（AVC）、经济调度（EDC）、电力市场交易系统 调度员培训仿真系统（DTS）,从经验型调度到分析型调度,调度自动化主站系统基本组成,通道柜：主要完成分站信号的接入功能， 前置机CCM：提供数据采集、规约解释、规约转换等通信服务 管理机ADM（服务器）：提供数据存储，访问服务 计算分析服务器：提供电网计算分析和优化控制 MMI（人机交互）：提供系统监控和
8、维护,主站系统的基本功能模块,前置通讯接收 数据处理 数据库系统 人机界面 数据发布 报表处理 系统互联 与其他系统接口等,主站系统数据流向,一 次 设 备,R T U,控制机构,变换装置,前 置 通 讯,测量量、状态量、电度量 YC YX DD,控制量 YK、YT,采集,控制,数据处理 服务器,通 讯 通 道,软 总 线,人机界面 MMI,接收、处理（还原实际值）,其它数据、信号 控制对象,软总线,主站系统的基本功能,接受RTU或其他自动设备传送的信号，主要包括YC、YX信号，通过规约解释，得到信号的数值或状态。 通过图形或表格显示电网的运行状态，供调度人员监视电网的运行。 通过YK，YT下
9、发控制指令，供调度人员调控电网的运行。 进行采集数据的存储，计算等，提供基本的统计和报表。 与下级和上级调度系统进行互联，完成数据的交换和远程控制。 进行电网的计算分析和优化控制，提供电网的自动监控和优化控制。,调度自动化系统分站,远程终端单元（RTU） 信号采集（YC、YX） 控制功能（YK、YT） 遥测数据采样方式（DC、AC） 变电站自动化系统的部分功能 从传统的RTU向微机保护发展 变电站综合自动化,调度自动化系统通信,通信方式 串行通信 网络通信 通信规约 CDT POLLING,配网自动化系统,针对配电线路（馈线）的自动化 基本功能 SCADA监控 FA自动隔离故障与恢复供电 地理
10、信息系统（GIS）应用 配电工作管理,配电自动化概述,配电是电力系统发电、输电、供电和用电中直接 面向电力用户的环节 配电网一般是指110kV及110kV以下电压等级的电网 配电系统由馈线、降压变压器、断路器、继电保 护装置、测量和计量仪表以及通信和控制设备等 构成,电力系统、配电网,发电厂,升压,变电站,变电站,变电站,变电站,220kV,220kV,220kV,220kV,变电站,变电站,变电站,110kV,110kV,110kV,35kV,变电站,10kV,馈线,调度自动化与配网自动化的区别,一般以监控的对象来划分界限 配网自动化负责从变电站出来到用户的线路 调度自动化主要负责变电站和变
11、电站间的线路 调度自动化覆盖了配电网的一部分 功能上 调度自动化主要着眼于为调度生产服务，提高调度的自动化水平和工作效率，生产监控方面的多，管理方面的内容少 配网自动化主要着眼于为配电生产管理服务、提高配电管理的水平和工作效率，不仅生产监控方面多，管理方面的内容也多,配电自动化系统的概念,利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术，将配电网实时信息、离线信息、用户信息、电网结构参数、地理信息进行集成，构成完整的自动化管理系统，实现配电系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制和配电管理。它是实时的配电自动化与配电管理系统集成为一体的系统。,摘自：DL/T 814-2002配电自动化系统功能规
12、范,配电自动化范围,配电自动化涉及的范围主要是指10kV中压系统及0.4kV级低压，一般是从变电站的主变低压10KV侧和10KV母线开始，直至电力用户为止。,配网自动化系统的两个方面,实时的配电自动化系统 配电SCADA监控 馈线自动化FA故障的自动隔离与非故障区自动恢复 配电管理自动化系统 AM/FM/GIS DWM工作管理,如何理解配网自动化,配网自动化是一个比较大的范畴 可以是一个大的集成系统； 也可以是若干个系统的总称； DMS = DMA + DA = DMA + SCADA + FA DMS：配电管理系统 DMA：配电管理自动化 AM/FM/GIS：自动成图、设施管理、地理信息系统
13、 DWM：配电工作管理 DA：配电自动化 SCADA：监视控制 FA：馈线自动化,配网自动化的SCADA功能,是最基本的功能之一 和调度自动化的SCADA功能基本类似 只是监控的对象不同 通常称为配电SCADA,馈线自动化功能（FA）,网络拓扑与带电分析 运行状态、方式、供电路径与方向 故障定位 故障区域的自动隔离 非故障区域的自动恢复供电,FA2,FA3,FA4,FA5,FA6,FA7,电压-时间型就地模式故障处理原理,主站与FTU配合模式故障处理原理,两种馈线自动化方式的比较与合理选择,地理信息系统在电力系统的应用,AM：直观反映电气设备的图形特征及整个电力网络的实际布设 FM：对电气设备
14、进行台帐、资产管理，进行双向查询 GIS：充分利用GIS的系统分析功能，利用GIS拓扑分析模型结合设备实际状态进行运行方式分析，各种专题分析等 配电网直接面向用户，尤其是城市电网，布局、走线与地理关系密切，GIS技术应用十分必要,泉州GIS概貌图,配电工作管理,工作票管理 操作票管理 用户业扩与报装 停电管理 故障投诉、电话报修 。,配网自动化系统的组成,系统组成层次： 主站系统 区域主站 配电子站 远方终端FTU、TTU等 通信网络,配网自动化系统示意,配电自动化主站系统,配电自动化系统的控制与管理中心 配电自动化系统功能的集中体现 在整个配电自动化系统结构的最高层 一般由一组计算机和其它设
15、备组成 包含配电自动化的各种功能软件,配网自动化主站系统基本组成,通道柜：主要完成分站信号的接入功能， 前置机CCM：提供数据采集、规约解释、规约转换等通信服务 管理机ADM（服务器）：提供数据存储，访问服务 MMI（人机交互）：提供系统监控和维护 GIS服务器：提供地理信息系统服务及其应用支持,调配一体化主站系统,一体化设计实施 调度自动化主站系统功能 配电自动化主站系统功能 接收所有的RTU、FTU数据 两套系统之间无需接口 功能一般只局限于实时监控功能 应用模式 县调：一套工作站，调配人员合一 地调：一套系统，调度、配调工作站分设,配网自动化终端设备,是用于中低压电网的各种远方监测、控制
16、单元的总称。 馈线终端单元 FTU 配电柱上开关监控终端FTU 开闭所（开关站）、环网柜监控终端DTU 配电变压器监控终端TTU 配电变压器的监测与控制,FTU与RTU的异同,相同点 都具备基本的监控功能 差别： FTU一般比RTU监测量少，体积小 FTU除了基本的监控功能外，还具备故障检测功能 所处环境不同，FTU的环境更为恶劣 温度、湿度、电源等,配电自动化通信的特点与要求,特点： 终端数量极大 通信节点分散 通信距离短 单个终端通信数据量少 要求： 适应现场运行条件，具有较高的可靠性 在线路故障时保证正常的通信 足够的通信速率、具有双向通信能力 操作维护方便 经济,配电自动化常用通讯方式,光纤通信方式 点对点、主从式、双环自愈、链状 无线方式 无线扩频通
