1、电力自动化系统概述

电力自动化系统概述罗毅华中科技大学电气与电子工程学院[e-mail]相关基本概念•变电站自动化•变电站综合自动化•无人值班•无人值守•数字化变电站•SCADA•调度自动化系统•EMS•EEMS•RTU•四遥•遥视•事件顺序记录•事故追忆•故障录波•VQC•小电流接地选线相关基本概念•DMS•FTU•TTU•MEMS•HAN•电动汽车使能系统•AMI•IEMS•智能电网1、变电站自动化（计算机技术＋变电站系统或设备）||（通信和网络技术＋变电站系统或设备）||（其它各种新技术＋变电站系统或设备）＝变电站自动化变电站自动化是基于微机的变电站二次系统或设备2、变电站综合自动化•变电站综合自动化系统是将变电站的二次设备（包括控制、信号、测量、保护、自动装置、远动等）利用计算机技术、现代通信技术，通过功能组合和优化设计，对变电站执行自动监视、测量、控制和调整的一种综合性的自动化系统•特点：功能综合化；设备、操作、监视微机化；结构分层分布化；通信网络化光纤化；运行管理智能化3、无人值班•变电站无固定值班人员在当地进行日常监视与操作•是一种管理上的概念•实现无人值班不一定要求实现变电站综合自动化•对于35kV及以上变电站，对变电站一次系统和综合自动化技术提出了较高技术要求4、无人值守•变电站既无固定值班人员、又无留守人员•是一种管理上的概念•实现无人值守不一定需要实现变电站综合自动化•对于35kV及以上变电站，实现无人值守必须有较强的自动化技术支撑•无人值班不等于无人值守变电站自动化与无人值班、无人值守的关系•变电站无人值班是一种管理模式，而变电站自动化则是指变电站自动装置和系统，综合自动化不过是其中一种新型的自动化系统而已•变电站自动化是无人值班变电站可靠的技术支撑和物质基础，两者的目标都是为了提高供电可靠性和电力工业效益•不存在固定的依赖和前提关系5、数字化变电站•变电站自动化的一种形式•技术特征：电子式互感器+IEC61850+网络通信6、SCADA•SupervisoryControlAndDataAcquisition•就是通常意义下的“监控系统”•实现数据采集、信息显示、监视控制、告警处理、事件顺序记录、数据计算、事故追忆等功能7、调度自动化系统•调度自动化系统借助远动系统收集各个发电厂和变电所得信息，如开关状态、线路潮流等，经过调度分析与决策，对电力系统实施控制和调整，控制和调整命令经过远动系统下送执行•职能：控制整个电力系统的运行方式，使电力系统在正常状态下能满足安全、优质和经济地向用户供电的要求；在缺电状态下做好负荷管理；在异常和事故状态下迅速恢复正常供电8、EMS•EnergyManagementSystem•EMS是调度自动化系统的较高级形式•实现SCADA＋AGC＋EDU＋安全分析等高级功能9、EEMS•ExtendEMS•适应电力市场需求的EMS10、RTU•在发电厂、变电所内按远动规约完成远动数据采集、处理、发送、接收以及输出执行等功能的设备称为远动终端（RemoteTerminalUnit，即RTU）11、四遥•遥测，又称远程测量（Telemetering），是指运用远程通信技术传送被测参量的测量值•遥信，又称远程信号（Telesignal、Teleindication），是对状态信息的远程监视•遥控，又称远程切换（Teleswitching），是指对具有两个确定状态的运行设备所进行的远程操作•遥调，又称远程整定（Teleadjusting），是指对具有不少于两个设定值的运行设备进行远程操作12、遥视•利用音频技术、视频技术或其它安防技术实现对变电站运行环境的监控13、事件顺序记录•SOE、SER•按照时间顺序记录事故、故障和异常的发生情况•对远动主站而言，事件顺序记录特指保护跳闸及其相关信息•由于对时的原因，事件顺序记录在站内应用较好，但站间的应用效果很差14、事故追忆•记录断路器事故跳闸前后一段时间内模拟量的有效值变化过程•有的系统可以每周波记录一次有效值；有的系统等间隔记录一次有效值•由于CT饱和特性的限制，事故追忆仅仅具有参考价值15、故障录波•记录断路器事故跳闸前后一段时间内电压、电流、频率等模拟量的故障波形（动态）•有相关的国家标准16、VQC•电压无功控制•实现变电站或局部电网的补偿设备自动投切或调整，以及变压器分接头的自动调整17、小电流接地选线•在小电流接地系统中，如果发生单相接地故障，可以自动判断是哪回线路发生了单相接地配电网相关基本概念•DMS•FTU•TTU•MEMS•HAN•电动汽车使能系统•AMI•IEMS配电自动化相关概念•DMS配电管理系统•DAS配电自动化系统•GIS地理信息系统•DSM需求侧管理•FA馈线自动化•FTU馈线终端•TTU变压器终端•DTU配电站终端•WMS工作管理系统•LCM负荷监控与管理•AMR远程抄表与计费自动化•FM设备管理•CIS用户信息系统•OMS停电管理系统•DTS调度培训仿真系统电力系统自动化技术发展机械式、步点式：如步点式远动、液压式调速器模拟电子式：如模拟式同期装置、模拟式励磁装置单台计算机：如基于单片机、ARM、DSP的各种测控装置、励磁装置、调速装置、同期装置、在线监测仪、变电站五合一装置等计算机网络和通信：如变电站综合自动化系统、水电站综合自动化系统、电厂DCS、EMS、DMS等网格、云：正在研究阶段电力系统自动化技术发展单体设备监控：如在线监测设备，励磁装置、调速装置、同期装置局部可观、不可控：如变电站监视系统局部可观、可控：如变电站综合自动化系统全局可观、局部可控：如二遥功能的调度自动化系统、二遥功能的配电自动化系统、远程抄表系统、配变监视系统全局可观、可控：如稳控系统、负控系统、EMS、DMS、智能电网电力系统自动化技术发展特定对象的定制自动化设备：如变电站五合一装置通用自动化设备组态：如间隔按照功能要求选用通用保护设备、测控设备等组态通用自动化设备点表定义：如遥测点表、遥信点表、遥控点表、遥调点表等自动化设备间互操作性：如基于IEC61850的数字化变电站自动化设备即插即用典型电力自动化系统及其现状•EMS：四遥、安全分析、AGC、AVC、管理、稳控系统孤岛、PMU系统孤岛。主要通信信道为光纤网络或E1•变电站综合自动化系统：四遥、遥视系统（变电站生产辅助系统）孤岛、管理•电厂DCS：电厂动力部分SCADA、管理•电厂电气自动化系统：电厂电气部分SCADA，不完整的四遥（厂网分离）典型电力自动化系统现状•DMS完整实现少，多数地区部分实现DAS、馈线自动化系统、配变监测系统。混合通信信道•远程抄表系统孤岛•负荷控制系统逐步被EMS、DMS取代35kV10kV110kV220kV500kV220V分区分层海量数据采集综合直接监测关键/重要负荷？消除重要负荷的监测盲点!部分电力系统异步可观性、可控。同步观测能力弱