现阶段配电网自动化建设

配电终端及通信解决方案技术交流（二）科大正信电气有限公司2013.3现阶段配电自动化建设讨论3配电自动化终端解决方案4配网自动化工程案例分享6公司介绍1智能电网及配电自动化建设背景2配电自动化通信解决方案5配电自动化实现方式我国配网自动化实施回顾基于实用的配电网自动化综合讨论从实用角度讨论配电自动化终端关注要点现阶段配电自动化建设讨论3配电自动化实现方式简易型可不需要通信系统和主站而独立工作，结构简单，成本低、易于实施实用型结构简单、以监测为主、具备简单控制功能，对通信系统要求不高，投资比较节约、实用性强。标准型系统结构完整、自动化程度较高，成本较高集成型系统结构完整、自动化程度高、管理功能完善、运行方式灵活，投资较大。系统结构完整、功能完善、智能化程度高、运行方式灵活，管理相对复杂、投资大，建成后综合效益好智能型配电自动化系统的五种建设模式（1）简易型1）系统简介简易型配电自动化系统是基于就地检测和控制技术的一种系统。它采用故障指示器获取配电线路上的故障信息，由人工现场巡视故障指示器翻牌信号获得故障定位，也可利用GSM等无线通信方式将故障指示信号上传到相关的主站，由主站来判断故障区段；在一次设备具备条件的情况下，采用重合器或配电自动开关，通过开关之间的时序配合就地实现故障的隔离和恢复供电。2）主要特点可不需要通信系统和主站而独立工作，结构简单，成本低、易于实施。3）适用范围适用于农村单辐射配电线路和城市中无专门通信条件区域的配电线路。R3R2R1F2R4F1多级重合器自动化方案F33RRS1S2S3F1S4F2重合器和分段器配合的自动化方案BRS1RS2RS3RS4重合分段器自动化方案F配电自动化系统的五种建设模式（2）实用型1）系统简介实用型配电自动化系统是利用多种通信手段（如光纤、载波、无线公网/专网等），以两遥（遥信、遥测）为主，并具备简单遥控功能的实时监测系统。它的主站具备基本的SCADA功能，对配电线路、开闭所、环网柜等的开关、断路器以及重要的配变等实现数据采集和监测，对部分具备条件的一次设备可实行遥控。根据配电终端数量或通信方式的需要，该系统可以增加配电子站（或通信汇接站）。在一些没有条件或没有必要实时监测的线路，依然可以采用简易型的配电自动化模式。该系统既可以是独立的配电监控系统，在有配调机构情况下也可做成调度和配电监控一体化的系统。2）主要特点结构比较简单、以监测为主、具备简单的控制功能，对通信系统要求不高，投资比较节约、实用性强。它主要为配电运行管理部门和配网调度服务。3）适用范围适用于中等规模配电网且已设立或准备设立配网调度机构的供电企业。光端设备FTUFTUFTUFTUFTUDTUDTUDTUDTUDTUD-SCADA主站系统光端机光端机光端机光端机光端机GPRSTTUTTU2MSDH光纤网中压载波子站自愈式光纤环网自愈式光纤环网GPRS网络配电自动化系统的五种建设模式（3）标准型1）系统简介标准型配电自动化系统是在实用型的基础上增加基于主站控制的馈线自动化功能（即FA：故障定位、隔离、恢复非故障区供电），有条件区域还可实现网络重构。它对通信系统要求较高，一般需要采用光纤通信，它还需要比较完善的配电一次网架且相关的配电设备具备电动操作机构和受控功能。该类型系统的主站具备完整的SCADA功能和FA功能，当配电线路发生故障时，通过主站和终端的配合实现故障区段的快速切除与自动恢复供电。它与上级调度自动化系统和配电GIS应用系统的实现互连，具备完整的配网模型和丰富的配电数据，因此可以支持基于全网拓扑的配电应用功能。它主要为配网调度服务，同时兼顾配电生产和运行管理部门的应用。2）主要特点系统结构完整、自动化程度较高，成本较高。3）适用范围适用于多电源、多分段的城市配网自动化建设，其中馈线自动化建议在新区或电缆化程度较高的区域里实施。配调工作站×6历史数据服务器1历史数据服务器2磁盘阵列防火墙WEB数据库服务器正反向电力专用安全隔离装置检修计划工作站×6安全区III子系统通信接口服务器×2WEB应用服务器数据库镜像服务器大屏幕投影SCADA服务器×3实时数据采集服务器×4配网高级应用服务器×2维护工作站×4大屏幕工作站安全区III接口服务器纵向防火墙配电数据专用通信网主站路由器地调OPEN3000调度自动化系统通信服务器配电数据专用通信网子站路由器DTU、FTU、TTU×N配电子站×N套改造后的OPEN3200配电网自动化管理系统结构图GPS配网管理应用服务器×2配电自动化系统的五种建设模式（4）集成型1）系统简介集成型是在标准型的基础上扩展配电管理功能和综合应用功能，通过基于IEC61968标准的信息集成总线实现与各类相关实时系统和管理系统（如：生产管理系统、营销管理系统以及ERP系统）的接口，并具有配电网的高级应用分析软件功能。2）主要特点系统结构完整、自动化程度高、管理功能完善、运行方式灵活，投资较大。。3）适用范围适用于大中型城市较大规模、结构复杂的配网自动化建设；供电企业内部各类相关系统已经建立且应用比较成熟。属性录入数据录入导入设备台帐GIS系统DB图形文件图形文件DASDBA-StadtB-DorfC-Hausen配网自动化系统图形编辑数据接口监控显示GISERPGISOMSPMS数据中心配电自动化系统的五种建设模式（5）智能型1）系统简介智能型是在集成型配电自动化系统基础上扩展对于分布式电源、微网以及储能装置等设备的接入功能，实现智能自愈的馈线自动化功能以及与智能用电系统的互动功能，并具有与输电网的协同调度功能，以及多能源互补的智能能量管理网分析软件功能。2）主要特点系统结构完整、功能完善、智能化程度高、运行方式灵活，管理相对复杂、投资大，建成后综合效益好。3）适用范围适用于配电一次网架结构完善、已完成集成型配电自动化系统建设的供电企业，且已开展分布式电源或微电网及储能建设、智能化用电营销系统建设等。可再生能源接入储能技术用户互动停电管理电动汽车充电站并网调度智能决策分布式发电微网运行控制负荷管理/需求侧响应实用型配电自动化系统结构图简易型配电自动化区域标准型配电自动化系统结构图上级调度自动化系统简易型配电自动化区域配电GIS应用系统安全隔离馈线自动化区域集成型配电自动化系统结构图上级调度自动化系统简易型配电自动化区域负控系统安全隔离基于IEC61968的信息交换总线或综合数据平台（安全I和II区）基于IEC61968的信息交换总线或综合数据平台（安全III和IV区）企业GIS应用系统配变采集与监测系统…生产管理系统PMS营销管理系统CIS企业资源计划ERP…馈线自动化区域智能型配电自动化系统示意图分布式电源接入微网及储能装置接入与智能用电系统互动高级配电自动化集成型配电自动化系统…配电自动化系统五种模式的关系智能型集成型标准型实用型简易型配电自动化实现方式我国配网自动化实施回顾基于实用的配电网自动化综合讨论从实用角度讨论配电自动化终端关注要点现阶段配电自动化建设讨论32000年前后，全国的许多地区都启动了配网自动化系统项目建设。（1）对配网自动化系统的定位不够准确：两个极端。把基于地理信息系统（GIS）的包罗万象的管理功能作为配网自动化系统基本功能定位单纯地把通过逻辑配合实现故障隔离和恢复供电理解为配网自动化系统（2）实施配网自动化的目的不明确，无法体现经济和社会效益：只选择一条或者几条条件优越的线路进行，同时又过于迷信配网自动化系统的功能，配网自动化变成了一项形象工程。（3）没有找到一种合适的通信手段。选择光纤通信方式，技术先进，但是投资巨大，无法大面积推广应用。而其他通信方式则存在技术上的缺陷。前阶段配电自动化建设情况前阶段配电自动化应用存在的问题对配网自动化的认识和定位不清楚，应用主体不明确，导致后期的应用没有具体的受益者。对配电自动化系统缺乏统一细致的规划，存在“盲人摸象”的现象，提不出完整而准确的需求。简单地将馈线自动化等同于配电自动化，只关注于局部区域的馈线自动化试点而没有立足对整个配电网实现科学管理，导致投入产出比很不明显。容易套用调度自动化的建设思路，过分强调实时应用，而没有针对配电信息量大面广的特点，忽视了对其它系统的相关数据利用和整合，造成配电系统的信息缺口很大，模型不完整，后期的应用无法实用化。GIS在配电建模上缺乏深入的研究，只满足了静态应用（即图资管理）而不能满足动态应用（如实时应用和分析计算）。配电网架比较薄弱，一次设备存在缺陷，配电自动化应用基础不牢固。配电终端的稳定性、可控性、可维护性不够，尤其是抗恶劣环境和装置电源的性能有待提高。针对配电的通信技术不够成熟，通信手段和方式应用不恰当。配电自动相应的技术政策、标准、规范等出台很少，满足不了应用的需要，企业缺乏有强有力的部署和协调。配电自动化涉及供电企业内部的生产管理环节较多，因此存在管理体制对自动化系统的不适应，或者说是自动化系统对不同的管理体制的适应性不强。造成工作职责界定不清楚，运行管理工作跟不上，系统应用和数据维护工作很薄弱。前阶段配电自动化应用存在的问题（续）配电自动化实现方式我国配网自动化实施回顾基于实用的配电网自动化综合讨论从实用角度讨论配电自动化终端关注要点现阶段配电自动化建设讨论3•是否提高了经济效益？•是否加强了安全生产？•是否改善了客户服务？•是否提升了管理水平？衡量配网自动化效果的四要素——为什么要搞配网自动化？“停电”分为：短期停电：持续时间为1秒至3分钟长期停电：持续时间大于或等于3分钟结论一：对于居民用户、商业用户和小工业用户而言，瞬间停电（即以秒级计算的停电）的损失占停电总损失的比例相对很小，因此，对于以居民用户、商业用户和小工业用户为主要供电对象的地区，是能够承受短时停电的。结论二：对于停电时间要求小于1秒的重要用户（如芯片及半导体制造业），从理论上讲属于电能质量的研究范畴，通过目前建设的配电自动化是无法满足其可靠性要求的。结论三：投资的经济性与用户的恢复供电时间之间找到合理的经济平衡点。10kV配电网架设备维护和运行管理10kV架空和电缆线路、环网柜、开闭所、柱上开关等，由配电工区专门负责设备维护和运行管理。规程要求：对10kV配电设备每一个月巡视一次。事故处理过程：95598电话→客服中心→下传工作单到配电工区→派人员到现场人工查找故障→找到故障后隔离故障、恢复供电。隐蔽性故障的排查：通过多次试送电来查找故障点。处理流程复杂，需要调度室员、监控中心操作员、以及配电工区现场操作员协调配合。对线路上的用户造成多次冲击。DK3DK4DK2DK1CK实时信息：EMS、DSCADA、DA、PLMS……准实时信息：客户报修电话（TCM）、外勤巡视汇报（MC）非实时信息：基础资料（电网模型、设备信息、客户信息、人员信息）、停电计划、操作票、气象数据等SCADA配电调度外勤巡视配电数据库操作票客户报修工作计划排除故障恢复送电事故处理DA（FA,SA）正常操作AM/FM/GIS配电自动化系统的信息来源客户来电接线员/自动电话系统故障分析系统报警/事件数据库抢修或生产任务派遣现场工作人员配电调度员故障数据库配电管理系统（DMS）能量管理系统EMS工作计划多媒体显示系统配电图形数据库用户信息数据库配电生产管理D-PMS统计报表客服CIS系统AM/FM/GIS-电网模型负荷管理系统LMS操作票配电自动化系统的信息流程终端配电房的维护和运行管理终端配电房：10kV高压开关室、变压器室、低压开关室箱式变电站：呈箱式结构，是一种特殊的配电房。配电房的维护和运行管理由二级供电所（如区供电所、乡镇供电所）负责，二级供电所又设有专门的检修班和操作班。规程要求：对公变、箱变和配电房每一个星期巡视一次。数量庞大，乡镇供电所无法承担日常的维护和运行管理工作，委托专业公司代为维护，社会专业化分工，配电设备安全稳定运行要求的提高。配网自动化系统的用户对象为供电公司的生产运行人员；其基本功能是配网SCADA功能，实时监测配电系统的运行，通过Y