中心天津生态城智能电网综合示范工程

中新天津生态城智能电网综合示范工程1.中新天津生态城概况•中新天津生态城智能电网综合示范工程的实施范围为生态城起步区，计划建设时间为2010年至2011年底。该工程是一项内涵丰富、涉及面广、体现国家电网公司在智能电网众多领域研究成果的综合性工程，是一项能够向社会各界广泛传播坚强智能电网理念、引领世界智能电网、智能城市发展方向的典范工程，其总体目标是建设与生态城发展定位相匹配，各级电网协调发展，具有信息化、自动化、互动化特点的坚强、自愈、灵活、经济、兼容、集成的智能城市电网。•示范工程将遵循“能幅值、能实行、能推广”的规划思路，从电力流、信息流、业务流同一融合的角度，按照六大系统的特点和要求，设计6个应用系统+信息交互总线的总体结构。•共有六大环节包括发电、输电、变电、配电、用电、调度。•6个应用系统包括配电自动化系统、智能电网设备综合状态检测系统、电能质量检测系统、用电信息采集系统、用户用能服务系统电网只能运行可视化系统。1.中新天津生态城概况2.分布式电源接入及储能系统•按照中心天津生态城的总体规划要求，预计可再生能源使用率终期将达到20%，其中，太阳能发电将达到40MW，生物质能发电将达到10MW，风能发电达到125MW，动漫园二号能源站燃气三联供发电1.489MW，各类能源以分布式发电接入为主。•生态城储能系统包括电池储能系统、智能楼宇低压光储互补微网储能系统、支线微网储能系统等。考虑到锂离子电池具有储能密度高、效率高、循环寿命长等特点，工程拟选择锂离子电池作为主储能装置，并计划在生态城供电营业所内建成。•微网内采用分层控制结构，设置集中监控系统，用于向微网中的DER发出控制信息。分布式电源及负荷检测信息通过测控终端直接接入微网运行控制与分析系统，微网控制系统独立运行并与配电自动化交换信息。•支线微网监控系统与配电自动化系统均在生态城吉林路监控中心建设，但二者相互独立。起步区10kV支线微网公共连接点信息由配电自动化系统采集，再传给微网控制系统；低压微网公共连接点信息直接由微网控制系统采集。2.分布式电源接入及储能系统3.智能电网设备综合状态监测系统•生态城拟在滨海供电分公司吉林路监控中心建设电网设备状态在线检测系统，对生态城内110kV及以上输电线路、智能变电站、配电设备进行统一的设备状态在线监测。输电线路、智能变电站监测数据由吉林路监控中心经信息交互总线获取，配电设备监测数据由配电自动化系统经信息交互总线获取。3.智能电网设备综合状态监测系统•电网设备状态在线检测系统主要功能是针对不同监测特征量数据进行处理，利用设备检测的先进传感技术和状态分析技术，开展对生态城的部分重要输电线路、变电站、配电设备状态监测工程建设、开发建设统一的智能电网设备综合状态检测系统。•在此基础上，结合预试数据、巡检数据等，对不同监测特征量提供不同的分析手段，对在线检测数据进行处理分析，对设备进行量化评价，对出现缺陷征兆的设备进行预警或报警处理，形成设备检修辅助决策、状态评估、浏览及报警等结果。4.智能变电站•生态城内和畅路110kV变电站将作为中枢变电站，进行“智能化变电站”建设。按照全站统一建模、统一通信、信息共享的设计思路，利用一、二次设备的融合，实现采样值/GOOSE/同步对时信号的网络化配置、跨间隔保护/控制设备的灵活配置、基于变电站数据中心的站级高级应用等，具有全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化、高级应用互动化的特征。•采用站控层、间隔层、过程层“三层”和站控层网络、过程层网络“两网”的网络构架。过程层网络按双星型网络配置，智能终端与间隔层间开关量、控制量的传输采用100M光线以太网的通信方式，组成GOOSE光纤双网络。过程层依据“直采直跳”原则，采用保护SV点对点方式及测量SV组网的方式，将采样值网络、GOOSE网络、同步对时网络组成过程层网络。间隔层的保护、测控及其他设备通过以太网与站控层连接。5.配电自动化•生态城智能型配电自动化系统采用3层体系架构，分为配电主站层、配电终端层和配电子站层，各层之间由通信网络连接，具备配电SCADA、馈线自动化、电网分析、智能化应用及与相关应用系统互联等功能。•配电自动化主站系统能够实现完整的DSCADA功能和集中型馈线自动化功能，能够通过主站和配电终端的配合，实现配电网故障区段的快速切除与自动恢复供电，并可通过与上级调度自动化系统、生产管理系统、电网GIS平台等其他应用系统的互连，实现基于配电网拓扑结构的各类应用功能，为配电网生产和调度提供较全面的服务。•主站系统通过信息交互总线实现配电网自动化系统与相关应用系统的互连，整合配电信息，外延业务流程，扩展和丰富配电自动化系统的应用功能，支持配电生成、调度、运行及用电等业务的闭环管理，为配电网安全和经济指标的综合分析以及辅助决策提供服务，实现配网调控一体化。•同时，主站系统通过扩展配电网分布式电源/储能装置/微电网的接入及应用功能，在快速仿真和预警分析的基础上实现配电网自愈控制和优化运行以及与其他智能应用系统的互动。5.配电自动化配电自动化主站系统目标框架地理信息系统GIS生成管理系统PMS营销管理系统CIS上级调度系统总线交互示意数据接口功能...配电自动化主站系统主要应用功能拓展功能调控一体化应用功能智能化应用功能应用支撑平台配电SCADA功能馈线自动化功能FAWEB发布功能配网特色功能配网调度管理功能配网网络分析功能配网高级应用分析配网仿真功能停电管理功能电网运行分析分布式电源接入与控制配网自愈分析与控制智能预警与运行优化•配电子站是通信汇集型子站，向下与DTU等相连，向上将信息传给配电自动化主站，协助完成配网自动化系统的信息转送功能，以提高住通信网的通信速率。•配电子站主要实现以下功能：(1)与配电终端、配电子站及其他设备通信，收集终端及其他设备信息并向主站转发，同时将配电主站的控制信息转发至配电终端及其他设备，设置数据转发表。(2)根据实际需要灵活配置、扩充通信端口，支持多种通信方式，包括以太网、专线MODEM、拨号MODEM及无线等。(3)支持多种标准规约，如DL/T634.5101-2002等，并具备可扩展性。(4)具有向接受配电主站对时以及向配电终端对时的功能。(5)能进行当地及远方维护，包括参数配置、工况显示、系统诊断等内容，以满足无人值班的要求。(6)具备自诊断功能，并在部分硬件与功能模块发生异常时向主站或当地发出告警信号的功能。6.电能质量检测与控制•由于区内电网存在谐波、电压波动、闪变和三相不平衡等污染，使得电网电能质量降低；同时，区内一些高科技精密负荷对供电质量的敏感程度很高，从而对电能质量提出更高要求。•针对这一问题，在起步区内建设电能质量检测和控制系统，保证供电电能质量，主要功能包括：(1)电能质量数据采集、查询、分析、统计与处理，数据库管理。(2)图形化展示电能质量参数。(3)电能质量报表生成。(4)向上级电能质量检测系统上传电能质量数据功能。(5)高级应用功能，包括电能质量污区图绘制、电能质量干扰源辨识、电能质量事件诊断、事件原因分析及定位、电能质量治理辅助决策、负荷建模。(6)采用集中和分散相结合的控制方式，分别在个分布式电源接入点实现电能质量综合治理。7.用电信息采集系统•用电信息采集系统建设目标是实现覆盖区域用户的全采集、全预付费，建立实时、高效、可靠、互动的新型供用电关系。规划建设的用电信息采集系统具有可扩展性，能为进一步开展双向互动的用电增值服务提供通信基础条件。•用电信息采集主站采用天津市电力公司同一建设的集中式主站系统，将所有电力用户纳入到系统中。•规划方案采用以太无源光网络技术(EPON)，采集居民用户和一般工商业用户用电信息的光缆终端设备(OLT)配置在10kV配电站，采集大型转变、汽车充电站、储能及分布式电源等大用户用电信息的OLT设备放在110kV变电站。OLT设备完成光/电转换、宽带分配和控制各信道的连接，并具有实时监控、管理及维护的功能。•采集居民用户和一般工商业用户的分光器安装在楼宇配电间或配电站，光节点(ONU)终端设备部署在楼层电能表箱位置，采用以太网协议实现电能表数据的透明传送和信息下传功能。•另外在10kV配电站安装集中器，与配置在配电站的OLT设备连接，完成对用电信息的集中处理和协议转换、采集TTU的电能信息功能。居民用户和一般工商业用户采用光纤至电能表箱的方式实现用电信息采集，再进一步将光线延伸至用户家中，实现“电力光纤到户”，为开展智能用电小区业务打好基础。大型专变、汽车充电站、储能及分布式电源电量信息直接通过ONU采集到站，例如在汽车充电站安装ONU终端设备，直接与电能表相连。7.用电信息采集系统8.智能用电小区/楼宇•在生态城供电营业所建设用户用能服务系统，对区域内的智能用电小区、智能用电楼宇的用能信息进行管理。用户用能服务系统主要由主站、通信信道、智能用电交互终端、智能用电设备四部分组成。•智能用电小区基于10kV以下电力光纤到户的全程光纤通信方式来实现小区及用户的智能化，配电线路应具备光纤通信。•通过家庭智能交互终端或交互机顶盒实现用户与电网之间的互动，实现物业、网络、医疗等一些列特色服务；实现如热水器等灵敏家电负荷用电信息采集和控制；建立紧急求助、燃气泄漏、红外探测等家庭安防系统；支持小区门禁管理和视频通话。同时，光纤为用户开通有线电视、IP电话、互联网的“三网融合”业务。•智能用电小区通信方式采用以太网无源光网络技术，在用户室内配置ONU终端，与智能交互终端、智能交互机顶盒、固定电话等设备连接，实现语音、数据、有线电视的信息接入。•智能用电楼宇系统分为四个层次，包括远程信道接入、楼宇综合管理中心、楼内信道、各子系统及设备层。电力专网、“三网融合”光纤接入智能用电楼宇综合管理系统(软件及硬件系统集成包括：用能服务远程终端系统、智能用电用能系统、楼宇控制系统、安全防范系统、多网融合管理系统及其他)信道(现场总线、无线、光纤)信道1(LonWorks、CAN、485)信道2(低压电力特种光电复合缆)信道3(现场总线、485、无线)智能用电用能管理系统(太阳能发电及储能、电储冰、地源热泵、汽车充电桩)楼宇控制系统(冷热源系统，空调排风系统，送排风系统，给排水系统，供配电系统，照明系统)多网融合系统(计算机网络，会议系统，电视电话，互联网，综合布线系统，大屏幕显示及触摸屏)安全防范系统(电视监控系统，防盗报警系统，门禁一卡通，巡更系统，无线对讲系统，停车场管理系统)远程信道接入楼宇综合管理中心楼宇内信道子系统及设备层智能楼宇系统结构图9.电动汽车充电设施•根据生态绿色交通“十二五”规划的预测，至2015年生态城内电动汽车(含混合动力车)，数量约510辆。计划在生态城内建设3座大型站、3座中型站和150座交流充电桩，分布在生态城起步区内的社会停车场、大型商业中心、供电营业所及环卫部门等。10.通信信息网络•通信信息网络的建设是为了实现对配电自动化、用电信息采集、智能设备和装置、电力光纤到户的全面支撑。•电力核心通信网连接主站、通信汇集型子站(110kV)和生态城远方工作站之间开通2.5G光纤通道。•中压通信接入网连接变电站和各配电自动化终端，通信覆盖范围由变电站至各开关站、配电站和前置网环装置。中压通信网采用高速以太无源光网，技术和双路星形拓扑光网络，采用在变电站单级分光的形式，实现对所有配电自动化节点的全光路冗余保护，以满足配电自动化的高可靠性要求。•低压通信接入网利用光电复合缆实现光纤到户，采用EPON技术组网，支撑用电信息采集业务和电力光纤到户。11.电网智能运行可视化平台•电网智能运行可视化平台依托信息交互总线，综合生态城智能电网六大环节、六大系统及电网外部环境信息，基于地理GIS模式和电气接线图模式，综合采用计算机图形技术、三维虚拟现实技术、电力系统动态分析仿真技术、智能视频技术等多种先进技术，对生态城智能电网集中进行动态、灵活、直观和多维的可视化展示。更全面、更准确地了解和掌握电网的运行状态、关联影响和未来变化趋势，满足生态城智能