DMS配电网管理系统

2020/4/17DMS配电管理系统华南理工大学电力学院荆朝霞2020/4/17华南理工大学电力学院荆朝霞目录概述1功能模块2案例展示32020/4/17一、概述2020/4/17华南理工大学电力学院荆朝霞背景伴随着城乡配电网建设的发展、电力系统容量的增加、用户的不断增多，新型供用电技术和设备的不断涌现，配电网也日趋复杂，线路之间的交叉、跨越、并架、分支等关系逐渐增多。面对这样复杂的拓扑关系，仅靠人工来完成电力系统管理工作己经难以保证应有的速度和可靠性，因此，迅速发展的电力工业迫切需要配电网管理的计算机化。2020/4/17华南理工大学电力学院荆朝霞概念通常把从变电、配电到用电过程的监视、控制和管理的综合自动化系统，称为配电管理系统，DistributionManagementSystem，简称DMS。它的总体目标是实现对配电网的全面自动化管理。2020/4/17华南理工大学电力学院荆朝霞意义在正常运行情况下，监视配网运行工况，优化配网运行方式。当配网发生故障或异常运行时，迅速查出故障区段及异常情况，快速隔离故障区段，及时恢复非故障区域用户的供电，缩短对用户的停电时间，减少停电面积。根据配电网电压，合理控制无功负荷和电压水平，改善供电质量，达到经济运行目的。合理控制用电负荷，从而提高设备利用率，提高企业的经济效益和工作效率等。自动抄表计费，保证抄表计费的及时和准确，提高了企业的经济效益和工作效率，并可为用户提供自动化的用电信息服务等。2020/4/17华南理工大学电力学院荆朝霞架构配电网管理系统生产管理子系统配电网管理子系统Web查询子系统运行管理系统工程管理系统用电管理子系统调度管理子系统电量计费用户电能信息管理营业电费管理用电检查管理用电分析系统配电变电自动化馈线自动化配电网及相关地区电网的SCADA系统网络优化系统网络分析系统2020/4/17二、功能模块2020/4/17华南理工大学电力学院荆朝霞主要功能模块及其关系图开放式基础平台（硬件环境、操作系统、接口服务）配电网SCADA系统地理信息系统GIS配电网自动化系统需求侧管理故障投诉管理2020/4/17华南理工大学电力学院荆朝霞功能模块配电网SCADA系统1地理信息系统2配电网自动化3需求侧管理4其他模块52020/4/17华南理工大学电力学院荆朝霞概念配电网SCADA系统（SupervisoryControlAndDataAcquisition，监控与数据采集）是配电网的监控和实时信息获取系统。2020/4/17华南理工大学电力学院荆朝霞系统组成SCADA一般由中央监控系统、通信系统、现场执行设备等三部分组成。SCADA系统简单示意图2020/4/17华南理工大学电力学院荆朝霞演变历程电力系统SCADA技术是从电网调度自动化技术发展而来。1965年美国东北发生了一次大的停电事故，这时许多电力公司意识到，仅仅依靠远动装置在模拟盘上显示信息已经无法满足复杂电网的安全运行的要求。因此在电力系统中开始把计算机运用转移到以安全考虑为主，导致了数据采集与监控系统SCADA的出现，这是电网调度自动化的一个平台。2020/4/17华南理工大学电力学院荆朝霞应用价值利用SCADA系统调度员可以掌握电网当前运行工况以及发展趋势，给电网调度带来很大的方便。另外利用SCADA系统采集的实时信息可以对电力系统的扰动进行快速的分析计算，从而预测跳闸的后果；可以开发在线潮流计算、系统仿真、校正控制等高级功能软件。2020/4/17华南理工大学电力学院荆朝霞配电网SCADA系统电力系统的SCADA系统最初只是在输电系统进行开发。随着配电自动化的实施，SCADA系统逐步被引用到配电网的监控中，虽然配电网SCADA起步较晚，而且功能和输电基本相同，但是并不意味着可以照搬输电SCADA。相反，配电的SCADA系统比输电的SCADA系统更为复杂，具有独特特性。2020/4/17华南理工大学电力学院荆朝霞配电网SCADA系统独特性配电网SCADA系统独特性主要表现在：1.配电网一般是树状结构，不仅有集中在变电所的设备，还有大量分布于馈线沿线的设备，数据分散、点多、每一点信息量较少，采集信息比输电网困难；2.配电网设备较多，数据一般要比输电网多出一个数量级；3.配电网的操作频度及故障频度远比输电网多，因此采集的信息应该能反应配电网的故障，例如短路故障前后的电压和电流；2020/4/17华南理工大学电力学院荆朝霞配电网SCADA系统独特性4.配电网是三相不平衡网络，而输电网是三相平衡网络，因而无论在计算上还是在SCADA图形监视上，都不尽相同；5.对于配电网而言，需要有建立在SCADA系统之上的具有故障隔离能力及恢复供电能力的自动操作软件；6.配电网因其点多面广，配电网SCADA系统对通信系统提出了比输电网更高的要求；7.配电网直接连接用户，由于用户的增容、拆迁、改动等原因，使得配电网SCADA系统的创建、维护、扩展工作量非常大。2020/4/17华南理工大学电力学院荆朝霞配电网SCADA系统任务配电网SCADA系统是配电网自动化的基础。作为电力系统自动化系统的一个底层模块，配电网SCADA肩负着几项重要的任务：1.向配电网的调度、管理人员提供配电网的实时数据、信息，方便他们了解配电网的实时情况和负荷变化的趋势；2020/4/17华南理工大学电力学院荆朝霞配电网SCADA系统任务2.为各种电力系统自动化高级功能软件提供准确、及时的信息，从而实现对配电网乃至整个电网的优化控制、调度、故障预测和排除，提高供电质量、供电可靠性和安全性；3.用远方遥控代替手工操作，提高工作效率，减轻运行、操作、维护人员的劳动强度。2020/4/17华南理工大学电力学院荆朝霞配电网SCADA系统的功能从功能上看，配电网的SCADA系统和其他系统的SCADA系统大致相同，主要实现“四遥”功能：遥信：采集配电网的各种开关设备的实时状态，通过配电网的信道送到监控计算机。遥测：采集配电网的各种电能（如电流、电压、用户负荷、电度等）的实时数值，通过配电网的信道送到监控计算机2020/4/17华南理工大学电力学院荆朝霞配电网SCADA系统的功能遥控：操作人员通过监控计算机发送开关开合命令，通过配电网信道传达到现场，使现场的执行机构操作开关的开合，达到给用户送电、停电等目的。遥调：操作人员通过监控计算机或者高级监控程序自动发送参数调节命令，通过配电信道传送到现场，使现场的调节机构对特定的参数进行调节，达到负荷大小、电压、功率因数调节等目的。2020/4/17华南理工大学电力学院荆朝霞配电网SCADA系统的功能此外，配电网SCADA系统也同样要给监控、操作人员提供画面，要给电力系统其它高级管理软件提供数据共享的接口。2020/4/17华南理工大学电力学院荆朝霞功能模块配电网SCADA系统1地理信息系统2配电网自动化3需求侧管理4其他模块52020/4/17华南理工大学电力学院荆朝霞地理信息系统地理信息系统(GeographicInformationSystem，GIS)是一种采集、储存、管理、分析、显示与应用地理信息的计算机系统，是分析和处理海量地理数据的通用技术。2020/4/17华南理工大学电力学院荆朝霞地理信息系统GIS用来形成一个具有空间概念(地理环境信息)和基础信息(电网资料)的分层管理的基础数据库，既能方便地查询和管理，又为电网运行管理提供一个有效的、能操作的具有地理信息的网络模型。对配网设备的资产、设计、施工、检修等进行有效的管理，为配电管理系统提供基础数据库平台，支持系统应用软件的开发和其它子系统功能的实现，如配电自动化系统(DA)、故障电话投诉系统(TCM)等。2020/4/17华南理工大学电力学院荆朝霞GIS在DMS上的应用设备管理(FacilitiesManagement，FM)：将变电站、馈线、变压器、开关和电杆等设备的技术数据反映在地理背景图上。用户信息系统(CustomerInformationSystem，CIS)：借助GIS，对大量用户信息，如用户名称、地址、账号、电话、用电量和负荷、供电优先级和停电记录等进行处理，便于迅速判断故障的影响范围，而用电量和负荷的统计信息还可作为网络潮流分析的依据。2020/4/17华南理工大学电力学院荆朝霞GIS在DMS上的应用SCADA功能：将SCADA和DSM上报的实时数据信息与GIS相结合，以便于操作和管理人员更方便地动态分析配电网的运行情况。停电管理系统(OutageManagementSystem，OMS)：接到停电投诉后，GIS通过调用CIS和SCADA功能，迅速查明故障地点和影响范围，选择合理的操作顺序和路径，显示处理过程中的进展，并自动将有关信息转给用户投诉电话应答系统。2020/4/17华南理工大学电力学院荆朝霞功能模块配电网SCADA系统1地理信息系统2配电网自动化3需求侧管理4其他模块52020/4/17华南理工大学电力学院荆朝霞配电网自动化配电网自动化(DistributionAutomation，DA)的实施旨在提高城市电网配电可靠性和管理水平。配电自动化系统(DA)应包括变电站综合自动化系统（SA），馈线自动化(FA)，配电远方终端(FTU)、配套的10kV柱上负荷开关、环网开关柜、通信通道以及相应的功能软件。2020/4/17华南理工大学电力学院荆朝霞变电站综合自动化系统变电站综合自动化系统（SubstationAutomation，SA）是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息，数据共享，完成变电站运行监视和控制任务。2020/4/17华南理工大学电力学院荆朝霞变电站综合自动化系统变电站综合自动化替代了变电站常规二次设备，简化了变电站二次接线。变电站综合自动化是提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要技术措施。2020/4/17华南理工大学电力学院荆朝霞变电站综合自动化系统变电站综合自动化实现的两个原则：（1）中低压变电站采用自动化系统，以便更好地实施无人值班，达到减人增效的目的；（2）对高压变电站（220kV及以上）的建设和设计来说，是要求用先进的控制方式，解决各专业在技术上分散、自成系统，重复投资，甚至影响运行可靠性。2020/4/17华南理工大学电力学院荆朝霞变电站综合自动化系统目前从国内、外变电站综合自动化的开展情况而言，大致存在以下几种结构：（1）分布式系统结构（2）集中式系统结构（3）分层分布式结构2020/4/17华南理工大学电力学院荆朝霞变电站综合自动化系统（1）分布式系统结构按变电站被监控对象或系统功能分布的多台计算机单功能设备，将它们连接到能共享资源的网络上实现分布式处理。这是一种较为理想的结构，要做到完全分布式结构，在可扩展性、通用性及开放性方面都具有较强的优势，然而在实际的工程应用及技术实现上就会遇到许多目前难以解决的问题，如在分散安装布置时，恶劣运行环境、抗电磁干扰、信息传输途径及可靠性保证上存在的问题等等，就目前技术而言还不够十分成熟，一味地追求完全分布式结构，忽略工程实用性是不必要的。2020/4/17华南理工大学电力学院荆朝霞变电站综合自动化系统（2）集中式系统结构系统的硬件装置、数据处理均集中配置，采用由前置机和后台机构成的集控式结构，由前置机完成数据输入输出、保护、控制及监测等功能，后台机完成数据处理、显示、打印及远方通讯等功能。目前国内许多的厂家尚属于这种结构方式。这种结构有以下不足：前置管理机任务繁重、引线多，是一个信息‘瓶颈’，降低了整个系统的可靠性，即在前置机故障情况下，将失去当地及远方的所有信息及功能，另外仍不能从工程设计角度上节约开支，仍需铺设电缆，并