配电自动化1-2

1现代配电自动化系统刘健等编著2中国矿业大学信息与电气工程学院张栋梁[e-mail]配电自动化系统的术语配电自动化的意义配电自动化与其他系统的关系配电自动化的发展趋势3第一章概述引言企业GIS应用系统生产管理系统PMS营销管理系统CIS企业资源计划ERP…基于IEC61968的信息交换总线或综合数据平台(安全III区和IV区)安全隔离基于IEC61968的信息交换总线或综合数据平台(安全I区和II区)上级调度自动化系统配电主站专变及公变监测居民用电信息采集通信网…配电子站通信网FTUTTUFTU…柱上开关柱上开关重要配变馈线自动化区域配电子站通信网DTUDTUFTU…环网柜柱上开关环网柜DTU开闭所…系统中的配电主站是整个配电网自动化系统的监控、管理中心。配电主站通过基于IEC61968的信息交换总线或综合数据平台与其它系统进行信息交换。5引言配电自动化是提高供电可靠性、扩大供电能力、提高供电质量、实现配电网高效济运行的重要手段。国外的配电自动化技术经历了3个阶段，目前已被广泛应用。基于自动化开关设备相互配合的馈线自动化系统(FA)，基于通信网络、馈线终端单元和后台计算机网络的配电自动化系统(DAS)集成了配电网数据采集和监控(SCADA)、配电网分析应用、基于地理信息系统的停电管理、需求侧负荷管理等功能的配电管理系统(DMS)引言三个阶段的配电网自动化系统目前在国外依然同时存在日本、韩国侧重全面的馈线自动化欧美的配电网自动化除了在一些重点区域实现馈线自动化之外，在配电主站具备较多的高级应用和管理功能工业发达国家，城市配电网络都已经成型且网架结构比较完善，所以给配电网自动化创造了良好的基础。没有大面积搞馈线自动化，而是在一些负荷密集区和敏感区实施馈线自动化。重视配电网基础资料的管理及故障抢修管理，通过先进的工具和手段来提高配电网运行管理的工作效率和工作质量。引言我国自20世纪90年代后期也开展了配电自动化工作，但由于存在技术和管理两方面的原因，当时建设的配电自动化系统大多没有发挥应有的作用。技术方面的问题主要包括早期配电网架存在缺陷且配电设备陈旧落后，配电自动化技术和相关系统、装置不够成熟，供应商和运行单位的实施力量不足；管理方面的问题主要包括配电自动化的相关标准和规范十分匮乏且出台严重滞后，造成配电自动化建设缺乏有效的指导，有关单位对开展配电自动化工作的复杂性认识不足，应用主体不明确，后期运行和维护工作跟不上。由于技术和管理上的许多原因，大多数早期建设的配电网自动化系统没有达到预期的效果，没有怎么运行就被闲置或废弃了。从2004年开始，国内许多电力公司和供电企业都对前一轮的配电网自动化进行反思和观望，慎重地对待配电网自动化工作的开展。引言1996年，在上海浦东金藤工业区建成基于全电缆线络的馈线自动化系统。这是国内第一套投入实际运行的配电网自动化系统。1999年，在江苏镇江和浙江绍兴试点以架空和电缆混合线路为主的配电网自动化系统。2003年，当时国内规模最大的配电网自动化应用项目青岛配电网自动化系统通过国家电力公司验收。2002~2003年，杭州、宁波配电网自动化系统和南京城区配电网调度自动化系统先后由ABB公司和南瑞公司实施。2005年，县级电网调度/配电/集控/GIS一体化系统，在四川省双流县成功应用。2006年开始，上海电力公司在所辖13个区供电所全面开展了采用电缆屏蔽层载波为主要通信手段、以两遥（遥信、遥测）为主要功能的配电网监测系统的建设工作。引言经过十几年的探索与实践，目前我国配电自动化从理论到技术都已经比较成熟，指导配电自动化系统建设、验收和运行维护的相关标准和规范也相继推出，实现配电自动化已成为当前智能电网建设的重要组成部分。国家电网公司近期颁布了Q/GDW382-2009《配电自动化技术导则》Q/GDW513-2010《配电自动化主站系统功能规范》Q/GDW514-2010《配电自动化终端/子站功能规范》Q/GDW436-2010《配电线路故障指示器技术规范》Q/GDW567-2010《配电自动化系统验收技术规范》引言配电网自动化系统建设的难点（1）测控对象多（2）终端设备工作环境恶劣、可靠性要求高（3）通信系统复杂（4）工作电源和操作电源获取困难（5）我国目前配电网现状落后引言序号所属单位情况简述1浙江省电力公司在杭州局实施了DMS系统，杭州局经过7年的建设和实用化推广，实现了配电网的数字化、信息化、营配一体化管理，并在132条线路实现了配网自动化，在绍兴等城市开展了配网自动化试点工作。2江苏省电力公司在12个地级市开展了配电自动化建设，建成配电自动化线路367条。3陕西省电力公司在7个地级市开展了配电自动化建设，并于2003年在西安市区开展了配电网智能调度与大面积断电快速恢复试点工作，在户县开展了县城配电网/县调/地理信息系统一体化的试点工作。4山东省电力公司在济南、青岛等城市开展了配电自动化试点工作；同时也在一些县供电局开展了一些试点5河南省电力公司在郑州等城市开展了配电自动化试点工作6河北省电力公司在唐山、石家庄等城市开展了配电自动化试点工作7福建省电力公司在福州、厦门等大城市开展了配网自动化工作；在福清、德化、仙游、长乐、武夷山、东山等开展了配/调一体化的试点工作8甘肃省电力公司在兰州开展配电自动化试点；并在平川等地开展了配/调一体化的试点工作9新疆自治区在乌鲁木齐等城市开展了配电自动化试点工作10宁夏自治区在银川等城市开展了配电自动化试点工作11北京电力公司从1997年开始在天安门广场周边地区进行配电自动化的试点，建成了广场监控系统和中南海监控系统，稳定可靠运行10多年；并从2005年开始在中心城区开始大范围的进行配电自动化的建设，目前核心区的配电自动化覆盖面达50%12上海电力公司从2006年起在所辖13个供电所配备了配电实时数据采集及监控系统（D-SCADA）；在其所供区域开展了配电自动化建设13重庆电力公司在2001年在城区供电公司率先开展配电自动化的试点，近年来又陆续在其它所辖供电公司进行了配电自动化建设。其所供区域开展了配电自动化建设国内配电自动化系统建设概况1.1配电自动化系统的基本概念(l)配电自动化(DistributionAutomation，简称DA)。配电自动化以一次网架和设备为基础，以配电自动化系统为核心，综合利用多种通信方式，实现对配电网(含分布式电源、微网等)的监测与控制，并通过与相关应用系统的信息集成，实现配电网的科学管理。(2)配电自动化系统(DistributionAutomationSystem，简称DAS)。实现配电网的运行监视和控制的自动化系统，具备配电SCADA(SupervisoryControlandDataAcquisition)、馈线自动化、电网分析应用及与相关应用系统互连等功能，主要由配电自动化系统主站、配电终端、配电子站(可选)和通信通道等部分组成。1.1配电自动化系统的基本概念(3)配电SCADA(DistributionSCADA，简称DSCADA)。是配电自动化主站系统的基本功能。DSCADA通过人机交互，实现配电网的运行监视和远方控制，为配电网的生产指挥和调度提供服务。(4)馈线自动化(FeederAutomation，简称FA)。利用自动化装置(系统)，监视配电线路(馈线)的运行状况，及时发现线路故障，迅速诊断出故障区域并将故障区域隔离，快速恢复对非故障区域的供电。(5)配电自动化主站系统(MasterStationSystemofDistributionAutomation)。配电自动化主站系统(即配电主站)是配电自动化系统的核心部分，主要实现配电网数据采集与监控等基本功能和电网拓扑分析应用等扩展功能，并具有与其他应用信息系统进行信息交互的功能，为配电网调度指挥和生产管理提供技术支撑。1.1配电自动化系统的基本概念(6)配电终端(RemoteTerminalUnitofDistributionAutomationSystem)。配电终端是安装于中压配电网现场的各种远方监测、控制单元的总称，主要包括配电开关监控终端FeederTerminalUnit(即FTU，馈线终端)、配电变压器监测终端TransformerTerminalUnit(即TTU，配变终端)、开关站和公用及客户配电所的监控终端DistributionTerminalUnit(即DTU，站所终端)等。(7)配电子站(SlaveStationofDistributionAutomationSystem)。为优化系统结构层次、提高信息传输效率、便于配电通信系统组网而设置的中间层，实现所辖范围内的信息汇集、处理或配电网区域故障处理、通信监视等功能。1.1配电自动化系统的基本概念(8)信息交互(InformationExchange)。为扩大配电信息覆盖面、满足更多应用功能的需要，配电自动化系统与其他相关应用系统间通过标准接口实现信息交换和数据共享。(9)多态模型(Multi-contextModel)。针对配电网在不同应用阶段和应用状态下的操作控制需要，建立的多场景配电网模型，一般可以分为实时态、研究态、未来态等。1.2配电自动化的意义(1)提高供电可靠性。及时了解配电网的运行状况，在发生故障时迅速进行故障定位，采取有效手段隔离故障以及对非故障区域恢复供电，从而尽可能地缩短停电时间，减少停电面积和停电用户数。(2)提高设备利用率。基于多分段多联络和多供一备等接线模式，在发生故障时采取模式化故障处理措施，发挥多分段多联络和多供一备等接线模式提高设备利用率的作用。(3)经济优质供电。通过对配电网运行情况的监视，掌握负荷特性和规律，制定科学的配电网络重构方案，优化配电网运行方式，达到降低线路损耗和改善供电质量的目的。1.2配电自动化的意义(4)提高配电网应急能力。在因恶劣天气、输电线路故障等造成母线失压而在高压侧不能恢复全部用户供电的情况下，生成负荷批量转移策略，将受影响的负荷通过中压配电网安全地转移到健全的电源点上，从而避免长时间大面积停电。(5)通过对配电网运行情况的长期监视和记录，掌握负荷特性和发展趋势，为科学开展配电网规划和建设与改造提供客观依据。(6)提高供电企业的管理现代化水平和客户服务质量。1.3配电自动化与其他系统的关系配电自动化涉及面很广，信息量巨大。它不但有自己实时信息采集的部分，还有相当多的实时、非实时和准时实时信息需要从其他应用系统中去获取。例如，从调度自动化系统中获取主网变电站信息，从电力GIS系统中获取配电线路拓扑模型，从生产管理系统(PMS)中获取配电设备参数，从用电营销系统中获取用户信息等。因此，配电自动化主站系统与其他相关系统的接口问题十分突出和必要。如果按照传统的做法，各系统之间需要做一对一的接口，不但接口数量多且实现形式多样，数据流纵横交错，尤其是日后维护工作量巨大且十分困难。1.3配电自动化与其他系统的关系IEC61968(DL/T1080)标准为电力企业内部各应用系统间的信息共享提供了接口规范和实现机制。运用信息交换总线，采用标准的接口，可将若干个相对独立的、相互平行的应用系统整合起来，在每个系统继续发挥自身作用的同时，进行信息交换并实现更多应用功能。遵循IEC61968(DL/Tl080)，基于信息交互总线的配电自动化系统与其他系统的互联关系如图1.1所示。1.3配电自动化与其他系统的关系图1.1基于IEC61968的配电自动化系统与其他系统的互联关系1.4配电自动化的发展趋势(1)多样化。尽管配电自动化技术的发展经历了3个阶段，但是从欧美和日本等国家的应用情况看，各个阶段的技术都在使用，并且各有其适应范围。在我国，随着智能电网建设的开展，配电自动化再度兴起，针对不同城市(地区)、不同供电企业的实际需求，配电自动化系统的实施规模、系统配置、实现功能上不尽相同，在Q/GDW513-2010《配电自动化主站系统功能规范》中推荐了简易型、实用型、标准型、集成型和智能型等5种配电自动