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1、配网自动化配网自动化技术在郸城配电网中的应用目 录第一章 绪论1.1实现配网自动化的意义1.2 配网自动化的研究现状1.3郸城配电网运行现状1.4本文所做的工作第二章 配网自动化的基本原理2.1实现配网自动化的条件2.2 配网中心主站层2.3配网子站层2.4配网自动化DA功能2.5现场控制（FTU）设备功能2.6实现配网自动化基本要求第三章 郸城配网自动化的实现3.1郸城配电网的基本概况3.2郸城配网自动化的实现方案3.3配网自动化的技术方案分析第四章 配网可靠性分析4.1 配网可靠性分析意义4.2 配网可靠性分析方法4.3 郸城配电网可靠性评估结果4.4 提高配电网可靠性的措施 第五章 结论
2、配网自动化技术在郸城配电网中的应用（ ）摘 要：介绍了配网自动化系统的概念及电网中采用配网自动化系统的优越性，阐述了配网自动化系统的体系结构及系统特点，并结合郸城配电网系统，对配网自动化结构进行了分析。最后提出了郸城配网自动化系统实施的具体方案。关键词：配电网；配网通信系统；配网自动化；可靠性第1章 绪 论1.1实现配网自动化的意义配网自动化简称DA(Distribution Automation)。该术语起源于90年代的美国。它所包括的内容较多，主要是计算机应用技术、自动控制、电子技术、现代通信技术以及配电自动化开关电器等技术在配电网运行中的综合应用，对配电网进行在线与离线的智能化管理。最终
3、以实现对配电网正常运行时的控制、检测和故障处理自动化（故障检测、故障定位、隔离和非故障区的恢复供电）为主要目标。同时，具备一定的生产管理、设备管理的自动化。它可使配电网处于安全、可靠、经济、优质、高效的运行状态。配网自动化的研究在世界发达国家越来越受到广泛的重视。配电网是电力系统向用户供电的最后一个环节，它的覆盖面广，用户很多，而且线路复杂。配电网运行中出现的故障率远远高于高压输电网。配电网一旦出现故障，如何及时检测和识别故障点，隔离故障区段，合理转移负荷，尽快的自动恢复供电，缩短停电时间，使停电对用户造成的损失减少到最低程度，是配网自动化系统的研究的主要问题。配网自动化可以提高、改善配电系统
4、三大指标，即供电可靠率、电压合格率和线损率。同时自动化系统对网络结构的优化运行，可以保持能量平衡，合理分配负荷。配网自动化系统是整个配电网络技术水平，管理水平的全方位、全过程的提高，能够产生多方面和可观的经济效益。配网自动化系统的应用,可使配电线路和变电站故障时查找和隔离故障，恢复供电的时间由原来的几天、几小时,缩短到几十分钟 ,甚至几十秒。通常采用性能优良的配电网系统,可使系统可靠性提高到99. 99%。在世界发达国家的电力市场,供电方和用电方对电价和电能质量都有合同约定。在我国, 电力市场方面的工作起步较晚。国家电力公司为了规范电力市场的运作，真正体现服务人民的企业宗旨，对电能质量提出了较
5、高的要求，尤其对供电可靠性制定了明文规定：一般城市地区为 99.96%，使每户平均年停电时间不大于 3.5;重要城市中心区应达 99.99% ,每户平均年停电时间不大于 53。对照这一标准，我们还有很大差距。要实现这一目标，关键是要建设合理、完整、高效的配网自动化系统。根据国外运行经验，一个较完善的配网自动化系统的投资回报年限在4-5年左右，按我国现阶段配网状况及用电管理水平，仅从减少线损,及时计收电费及调峰填谷等项目,只需 2 3年即可收回全部设备和工程投资, 经济效益比国外还要明显。其社会效益和经济效益非常可观,所以配网自动化是配电系统发展的必然方向。1.2配网自动化的研究现状配网自动化的
6、发展大致经历了三个阶段。第一阶段在上个世纪60年代，主要利用重合断路器及自动配电开关消除线路的瞬时性故障及隔离永久性故障。上个世纪70年代，增加了远方测控装置，实现了系统的遥控、遥测。第三阶段开始于计算机控制及通讯技术迅猛发展的80年代，配网自动化实现了以现代信息技术为基础的集中远控，发展成包括信息管理、调度等在内的多功能、开放型综合自动化系统。随着新设备、新技术及应用软件的不断发展，近年来配网自动化系统已有从集中远控向分布式控制发展的趋势。分布式现场控制设备（FTU）具有功能强大的智能控制软件，它一方面能与主站（子站）的SCADA系统通信，另一方面对现场事件独立作出判断并快速反应。主站（子站
7、）系统的自动化软件能根据配电网络的实时拓扑结构，按照一定的算法进行故障定位，下达命令给相关的FTU跳闸隔离故障。此后，主站（子站）通过计算，考虑线损、过负荷等情况确定最佳恢复方案，命令有关FTU恢复非故障区的供电，又称之为DMS方式，有效地提高了系统的反应速度，增加了运行的可靠性。由于不同应用区域的配网结构不同，配网自动化模式肯定会有所不同，所以，配网自动化的实现不应局限于某一特定的功能。本文针对郸城配电网架的实际情况，提出了较为可行的解决方案。1.3 郸城电网运行现状郸城地处河南周口地区，经过近2年来的配网改造建设，已逐步将辐射型供电结构，过渡到环网供电开环运行方式（手拉手环网），同时采用新
8、型的具有远方操作功能和长寿命免维护的一次开关设备。这些技术改造措施为实现配网自动化打下了基础。城区的线路总长度达 米，用户配电变压器达 台，总容量已达 Kva，覆盖面广。配电网主结线图如图1.1所示：表1.1 部分柱上开关的装机容量序号1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#名 称场东场西百盛大十字化南路红旗路山巷轻工1轻工2轻工2容量(kVA)3460796022304080163052706250291029002950配电变压器数98888109998为了保证系统供电能达到最优化的方式如下：正常供电时，尽可能使各条线路负荷均衡；发生故障时，使停电区域最小，并尽可能使故障线路的非故障负荷
9、均匀地由其他两条线路分担； 一处负荷单元发生故障时，其它正常负荷单元不停电。 鉴于系统中10个配网柱上开关的装机容量分布极不均匀，因此，必须先确定应保证的设计优先准则： 第一优先准则：为了方便扩展和调整，8个环网单元形成闭环联络；第二优先准则：保证每条馈线有两个后备电源，分担负荷；第三优先准则：尽量保证线路故障时，网络重构后各段正常馈线负荷不超限。现行配电网存在问题：（1）虽然采用了柱上断路器，但没有自动化配置，在故障发生时，由于无法自动消除故障，人为的判断及隔离故障点，需要很长时间，必须人工寻找故障点并解除故障后才能恢复供电。（2）无法及时恢复供电，造成全线停电，扩大了停电范围。（3）对用户
10、的用电情况及过载状态无法进行在线检测。 统计的用户年度停电累计时间如表1.2所示。表1.2 部分柱上开关的年度停电累计时间序号1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#名 称场东场西百盛大十字化南路红旗路山巷轻工1轻工2轻工2停电小时34162014162020212020第2章.配网自动化基本原理2.1 配网自动化的构成配网自动化实现了以现代信息技术为基础的集中远控，发展成包括信息管理、调度等在内的多功能、开放型综合自动化系统。随着新设备、新技术及应用软件的不断发展，近年来配网自动化系统已从集中远控向分布式控制发展。 配网自动化系统一般分为三层：（1）配网自动化中心主站层配网自动化中心主站层
11、从各配网自动化子站层获取配电网的实时信息，从整体上对配电网进行监视和控制，分析配电网的运行状态，协调配电子站层之间的关系，对整个配电网络进行有效的管理，使整个配电系统处于优化的运行状态。它是整个配电网监控和管理系统的核心。同时与SCADA、MIS等其他网络系统交换信息。该层的计算机系统由多台工作站及服务器组成，并和配网自动化配电子站层的计算机形成一个广域网（局域网）。不同的工作站执行系统不同的任务，共同实现系统的功能。该层还包括一些网络设备和通讯设备。（2）配网自动化子站层配网自动化子站层系统一般放在变电站或开闭所内，实现辖区内配电网络的配电SCADA和故障处理功能。本期工程在郸掖城变和城东变
12、内分别配置壹套子站，实现对电力环路配电线路的监控，并留有今后扩展的余地。该层由计算机系统和通讯设备组成。子站计算机系统既跟配电监控和管理中心层的计算机形成一个局域网，又和配网自动化终端设备层的各种终端通信，完成信息上传下达及对当地配网实时监控的功能。（3）配网自动化终端设备层配网自动化终端设备层包括各种类型的配电终端，柱上FTU，电缆环网柜FTU，开闭所DTU，配变终端TTU，抄表终端等。配网自动化终端是一种数据采集与控制的终端设备。本期工程主要是在光纤以太网光纤自愈环配网终端设备层配网终端设备层配网终端设备层配网终端设备层配网自动化配电子站层配网自动化配电子站层配网自动化中心主站层 图2.1
13、 试点线路上的分段开关、联络开关、分支开关上配置柱上FTU。在系统的三个层面之间通过光纤建立通讯联系，进行信息交换，实现对整个配电网的实时监控。系统总体结构如图2.1所示：2.2配网自动化中心主站层配网自动化主站层是整个配网自动化系统的调度中心。亦是配电系统的信息中心。主要功能如下：l 配网SCADA监控功能 主站层实时采集子站实时信息及其它系统的实时信息，建立实时数据库和历史数据库,实现全配网系统SCADA监控功能。l 馈线故障自动诊断与处理功能(DA) 配电网中故障停电时有发生，配电自动化的一个重要任务就是尽快进行故障隔离和恢复供电。配网自动化配电主站层通过分析各子站上报来的DA子系统及F
14、TU的相关信息，判断故障发生的区段，并实现全区的潮流计算分析和负荷快速转移,网络优化以最佳的运行方式恢复系统的供电。l 与调度SCADA系统联网功能配电网系统和调度网系统是同一电网不同电压等级的管理系统，两个网络需要大量的信息交换。系统设计时就充分地考虑到了这一点，从系统结构和网络设计上充分保留了和调度SCADA系统的接口。城区配电网和调度网之间采用网络连接方式，实现了两网的数据通讯，又具备物理隔离的特点。此外，系统可通过网桥机实现和MIS系统的接口。MIS系统可以读取存储在系统数据库中的信息，也可以访问MIS系统的信息。两个系统可以相互传递参数等。l 实现远程抄表功能,并向营业部门转发远程抄
15、表数据，供营业部门电量计费用。可通过子站远程定时和随时抄收某一特定电表或一个台区的电表。能查询和打印各用户小时、日、月用电量。能统计、查询、显示用户每天用电一览表。能与营业系统接口。统计、计算各类用户的负荷率、用电同时率等。根据同一时段抄录某一台片的用户总用电量，与变台考核电度表电量对比计算，可以算出线损和分析窃电情况。l 高级应用软件配网系统（DMS）高级应用软件主要有两类，一类为确定并分析配电网当前或将来的运行状态，另一类为提高配电网当前或将来的可靠、安全、高效运行提供建议与决策。前者主要有网络拓扑与动态着色、配电网状态估计、配电网潮流分析、配电网短路分析、配电网故障定位、投诉热线电话管理等，后者主要有配电网电压和无功控制、配电网恢复、配电网负荷平衡、配电网变压器负荷管理等。目前，小型的配网系统主要软件模块如下：配电网拓扑与
