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1、第十五讲 电力系统配电网自动化,主讲人:齐郑 ,North China Electric Power University,page2,14.07.2019,电力系统配电网自动化,配电网自动化是为了满足电力系统用户对供电可靠性、电能质量以及优质服务的要求。,North China Electric Power University,page3,14.07.2019,一、配电网自动化,通常把利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术,实现对配电网系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制、用电和配电管理的综合自动化系统,称为“配电管理系统”(Distribution Management Sy
2、stem,简称DMS)。,DMS是和电网调度自动化的能量管理系统(EMS)处于同一层次。二者不同之处在于EMS涉及发、输电系统,DMS是配电管理系统。,North China Electric Power University,page4,14.07.2019,一、配电网自动化,配电管理系统的主要功能,1、配电网的SCADA功能通过监测装置来收集配电网的实时数据,进行数据处理以及对配电网进行监视和控制。,RTU,TTU,FTU,一次集结区域站,二次集结区域站,North China Electric Power University,page5,14.07.2019,一、配电网自动化,配电管理
3、系统的主要功能,2、配电变电站自动化对配电所实施数据采集、监视和控制,与控制中心和调度自动化系统(SCADA)通信。,3、馈线自动化在正常情况下,实时监视馈线分段开关与联络开关的状态和馈线电流、电压,实现线路开关的远方或就地分、合闸操作。在故障情况下,获得故障记录,自动判断和隔离馈线故障区段,迅速对非故障区域恢复供电。,4、用户自动化包括负荷管理和用电管理。负荷管理是根据需要控制用户负荷,帮助控制中心操作员制负荷控制策略和计划。用户管理包括自动计量计费系统。,North China Electric Power University,page6,14.07.2019,一、配电网自动化,配电管理
4、系统的主要功能,5、配电网高级应用软件主要是对配电网络进行分析和计算,包括:负荷预测、网络拓扑分析、状态估计、潮流计算、线损计算分析、电压/无功优化等。在配电网中不涉及系统稳定和调频等大系统问题。,6、配电网的地理信息系统运行管理工作与地理位置有关,引入地理信息系统,可以更加直观地进行运行管理。 功能包括:与SCADA系统的动态着色功能接口;在地理图上显示配电网带电状态和潮流、电压分布;自动动态连接电路接线图和图形数据库,使电路接线图改变时,图形数据库和拓扑网络着色随之更新;当电网发生跳闸事故时,自动提供受其影响的用户、变压器和线路清单。,North China Electric Power
5、University,page7,14.07.2019,一、配电网自动化,配电管理自动化系统的软件体系结构,应用层,数据层,管理层,平台层,North China Electric Power University,page8,14.07.2019,一、配电网自动化,配电管理自动化主站计算机体系结构,North China Electric Power University,page9,14.07.2019,二、馈线自动化技术,配电自动化设备重合器、分段器和馈线FTU,1、自动重合器 一种能够检测故障电流、在给定时间内断开故障电流并能够进行给定次数重合的具有“自具”能力的控制开关。现有的重合器
6、通常可以重合三到四次。,所谓“自具”就是本身具有故障电流检测和操作顺序控制与执行的能力,无需附加继电保护装置和另外的操作电源,也不需要与外界通信。,重合器在开断性能上与普通断路器相似,但比普通断路器具有多次重合闸的功能。在保护控制方面具有“智能”,能自身完成故障检测、判断电流性质,执行开合功能;记忆动作次数、恢复初始状态、完成合闸闭锁。只有通过手动复位才能解除闭锁。,North China Electric Power University,page10,14.07.2019,二、馈线自动化技术,1、分段器 一种与电源侧前级开关配合,在失压或者无电流的情况下自动分闸的开关设备。它不能断开短路故
7、障电流。,分段器的关键部件是故障检测继电器。 形式有电压时间型分段器,过流脉冲计数型分段器。,North China Electric Power University,page11,14.07.2019,二、馈线自动化技术,3、馈线FTU 安装于配电室或馈线上的智能终端设备。,可以与远方的配电之站通信,将配电设备的运行数据发送到配电子站,还接收配电子站的控制命令,对配电设备进行控制和调节。,North China Electric Power University,page12,14.07.2019,二、馈线自动化技术,馈线自动化的实现方式有两种,1、当地控制方式依靠馈线上安装的重合器和分段
8、器自身的功能来消除瞬时性故障和隔离永久性故障。 它不需要和控制中心通信就可以完成故障隔离和恢复供电。,2、远方控制方式通过负荷开关、FTU加主站系统来实现。 由FTU采集到故障前后的各种信息并传送到主站,由主站确定故障区段,然后由主站系统发出遥控命令控制开关动作,完成故障隔离并恢复非故障区的供电。,North China Electric Power University,page13,14.07.2019,二、馈线自动化技术,当地控制方式,辐射网,North China Electric Power University,page14,14.07.2019,二、馈线自动化技术,开关动作时序,
9、North China Electric Power University,page15,14.07.2019,二、馈线自动化技术,环状网,North China Electric Power University,page16,14.07.2019,二、馈线自动化技术,North China Electric Power University,page17,14.07.2019,二、馈线自动化技术,远方控制方式,North China Electric Power University,page18,14.07.2019,三、远程自动抄表计费系统,电能自动抄表系统 一种采用通信和计算机网络技
10、术,将安装在用户外的电能表所记录的用电量等数据,通过通信系统传输汇总到营业部门,代替人工抄表及后续相关工作的自动化系统。,远程自动抄表计费系统的构成 1、具有自动抄表功能的电能表 2、抄表集中器 3、抄表交换机 4、中央信息处理机,North China Electric Power University,page19,14.07.2019,三、远程自动抄表计费系统,1、总线式抄表系统,North China Electric Power University,page20,14.07.2019,三、远程自动抄表计费系统,2、三级网络的远程自动抄表系统,North China Electric
11、 Power University,page21,14.07.2019,三、远程自动抄表计费系统,3、采用无线电台的远程自动抄表系统,North China Electric Power University,page22,14.07.2019,四、配电网自动化系统的通信方式,配电自动化可以用到的通信方式,1、配电线路载波 2、低压配线路载波 3、电话专线 4、拨号电话 5、CATV通道 6、RS-485 7、多模光纤 8、单模光纤 9、无线扩频通信 10、VHF UHF电台 11、对址微波 12、调幅、调频广播 13、卫星 14、GPRS CDMA,North China Electric
12、Power University,page23,14.07.2019,四、配电网自动化系统的通信方式,配电线路载波通信系统,North China Electric Power University,page24,14.07.2019,四、配电网自动化系统的通信方式,混合通信系统1,North China Electric Power University,page25,14.07.2019,四、配电网自动化系统的通信方式,混合通信系统2,North China Electric Power University,page26,14.07.2019,五、配电网地理信息系统,配电网地理信息系统的软件配置结构,North China Electric Power University,page27,14.07.2019,小结,1、配电网自动化的基本功能 2、配电网自动化的结构体系 3、馈线自动化的基本设备 4、馈线自动化的实现方式 5、基于FTU的馈线自动化系统 6、电子式电能表 7、远程自动抄表计费系统 8、配电网自动化的各种通信方式及比较 9、配电网自动化的混合通信系统 10、配电网地理信息系统,