分布式馈线自动化方案介绍分析

分布式馈线自动化方案分析国电南自金松茂目录142分布式馈线自动化方案35馈线自动化的三种解决方案项目理解馈线自动化作用和必要性混合式馈线自动化的思考致谢馈线自动化概述—作用1.提高供电可靠性1.减少故障停电时间2.减少停电面积3.及时发现故障点，快速调度抢修，缩短故障修复时间4.缩短倒闸操作停电时间2.改善电能质量和提高用户服务质量3.提高设备利用率4.提高供电企业的经济效益和管理水平目录142分布式馈线自动化解决方案35馈线自动化的三种解决方案项目理解馈线自动化作用和必要性混合式馈线自动化的思考致谢馈线自动化概述—必要性馈线自动化集中型全自动式1.主站进行故障定位2.自动完成隔离和恢复半自动式1.主站进行故障识别2.通过遥控完成隔离和恢复就地型智能分布式1.终端间相互交互2.就地实现隔离和恢复3.处理结果上报主站重合器方式1.线路开关间的逻辑配合2.利用重合器实现定位、隔离和回复*摘自2013年国网最新《配电自动化建设与改造标准化设计技术规定》馈线自动化解决方案—就地控制型1.根据就地电压、电流的变换，由电源出口的重合器或断路器与线路上的自动分段器，按照设定的逻辑顺序动作，完成馈线自动化就地控制模式，其特点主要有：①无需通信支持②不依赖配电主站（子站）2.工作原理：①电压-时间型②电流-计数型③电压-电流型④用户分界型3.适用场景：适用于不具备通讯网络、负荷密度低的场景。典型基于FTU的馈线自动化的组成配电自动化控制系统SCADAFA控制主站配电自动化通信网络FTUFTU断路器联络开关分段开关控制线通信线第一层：一次设备（负荷开关、分段器等）第二层：FTU控制箱主要由开关操作控制电路、不间断供电电源、控制箱体等部件组成。各FTU分别采集相应柱上开关的运行情况，如负荷、电压、功率和开关当前位置、贮能完成情况等，并将上述信息由通信网络发向远方配电网自动化控制中心。各FTU还可以接受配网自动化控制中心下达的命令进行相应的远方倒闸操作。第三层：通信子系统第四层：FA控制主站FA控制主站的功能主要是提供人机接口，自动处理来自线路的FTU的数据，对故障点进行定位，并遥控线路开关，实现故障点的自动隔离及恢复供电。FTU应满足的基本要求是：①数据传输的完整性；②时间响应的快速性；③不同的数据传输的优先级和不同响应时间。第五层：SCADA／DMS主站SCADA／DMS主站与馈线自动化控制主站相连，可完成配电线路的SCADA监控以及更高级的配电管理功能。7馈线自动化解决方案—集中控制式断路器合闸时间：200msGOOSEGOOSEGOOSE总时间1sGOOSEGOOSE停电范围过流保护计算时间40ms10msGOOSE信号传输确认时间200ms断路器跳闸时间（估）10msGOOSE信号传输确认时间200ms断路器合闸时间（估）馈线自动化解决方案—分布式控制型馈线自动化方案比较优点不足就地控制型FA1.不需通信条件及配电主站/子站支持，投资小，易于实施，可靠性高。2.用于供电质量要求不是太高、没有通信条件的城郊、农村架空配电线路。3.也可用于具备通信条件的FA系统，作为备用故障隔离手段。1.由于电缆线路故障时不允许重合闸，不能用于电缆线路上。2.恢复供电时，可能导致联络开关另一侧非故障线路短时停电。3.分段开关要耐受重合到故障上时的电流冲击。4.仅能恢复故障点上游健康区段的供电5.需要多次重合到故障上，对系统形成多次冲击，引起电压骤降。6.分段开关采样断路器，投资显著增加。集中控制型FA1.要求出口断路器多次重合闸，不会对系统造成多次冲击，适用架空、电缆线路。2.供电恢复时间在1~3分钟之间。1.需要通信通道及控制主站，投资较大，主要适用于城市对供电质量要求较高的区域。2.对监控点较多的配电网，系统庞大、复杂；一旦主站发生故障，将影响整个配电网的故障处理。目录142分布式馈线自动化解决方案35馈线自动化的三种解决方案项目理解馈线自动化作用和必要性对混合式馈线自动化的思考致谢电缆型：网架和配置工业网络逻辑逻辑逻辑逻辑逻辑逻辑电缆型方案1.检测到过流信号2.保护动作，断路器跳开3.成功完成故障定位4.成功完成故障隔离5.非故障区恢复供电6.过流信号消失电缆型：典型的故障动作过程电缆型方案2020/3/11,Slide14以上图所示为例，对于配电站2的故障定位：过流信号故障定位甲、负1、负2、负3、负10馈线故障甲、负1、负2、负3母线故障甲、负1在本区域内没有故障甲、负1、负2左侧线路故障甲、负1、负2、负3、负4右侧线路故障电缆型：故障定位—基于过流信号的分布状态电缆型方案2020/3/11,Slide15故障定位成功：1.配电站1定位在相邻右侧线路2.配电站2定位在相邻左侧线路故障隔离成功：1.配电站1执行“负2”分闸命令，且检测“负2”处于分位2.配电站2执行“负3”分闸命令，且检测“负3”处于分位电缆型：典型自动化过程—线路故障电缆型方案2020/3/11,Slide16恢复供电成功：1.合断路器甲，恢复配电站1供电2.合联络开关“负5”，恢复配电站2转供电电缆型：典型自动化过程—线路故障电缆型方案2020/3/11,Slide17故障定位成功：配电站2定位是母线故障故障隔离成功：配电站2执行“负3、负4、负10”分闸命令，且检测到“负3、负4、负10”处于分位恢复供电成功：合断路器甲，恢复配电站1供电合联络开关“负5”电缆型：典型自动化过程—母线故障电缆型方案2020/3/11,Slide18故障定位成功：配电站2定位是馈线故障故障隔离成功：配电站2执行“负10”分闸命令，且检测到“负10”处于分位恢复供电成功：合断路器甲，恢复配电站1和配电站2供电联络开关“负5”必须闭锁，不能合闸电缆型：典型自动化过程—馈线故障电缆型方案2020/3/11,Slide191.联络开关位置动态决策、自动适应2.没有故障时，闭锁合闸操作，防止系统合环3.恢复供电时，以下情况下将要闭锁合闸1.紧邻故障点2.系统检修时3.预判过载时4.馈线故障时预计过载典型自动化过程—联络开关应用需求电缆型方案工业网络电缆型：通信仅依赖相邻节点电缆型方案架空线方案架空线：三电源典型应用架空线方案架空线：配置和逻辑逻辑逻辑逻辑逻辑逻辑逻辑逻辑逻辑逻辑逻辑逻辑架空线方案架空线：通信仅依赖相邻节点系统状态恢复供电方案乙过载、丙过载不恢复供电乙过载、丙不过载合“负6”乙不过载、丙过载合“负2”乙和丙都不过载，丙比乙负载率低合“负6”乙和丙都不过载，乙比丙负载率低合“负2”架空线方案架空线：负载预判和择优恢复混合式馈线自动化的思考1.为何引入混合式方式的馈线自动化分布式FA的局限性对通讯线路投入要求较高智能解决局部集中式FA的局限性：整体投入资金大，对主站和通信速度依赖度过高馈线自动化处理速度慢传统重合器与电压时间型FA方式的局限性：每次故障都会导致馈线出线开关跳闸不能实现馈线潮流、开关状况的远方监控混合式馈线自动化的思考2.馈线自动化方式的选择1.根据供电可靠性要求、配电网网架情况对不同的供电区域采用不同的馈线自动化方案；2.一个配电网络中不同线路可以采用相适应的不同馈线自动化方案，协同完成整个配电网的馈线自动化：①就地型自主完成辖区内的馈线自动化；②集中式除完成辖区线路的馈线自动化，还要作为就地式的后端监视和后备，实现就地和集中的两层处理；国电南自对于混合式馈线自动化的思考3.混合式馈线自动化方式的技术难点混合式FA主站和装置间在配合方式上，如何设计互补方式和互补策略的技术问题。在复杂网络架构方式下，混合式如何进行整体设计和方案选择问题。对于负荷密度大，供电可靠性要求高的核心供电区域，如何在采用了混合式馈线自动化方式下，既能拥有混合式FA的优势，又能尽可能的提高供电恢复时间的问题。致谢我们的愿景引领科技创新，服务全球电力我们的使命科技服务电力，发展回报社会谢谢Thanks