配电网自动化.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第五章 配电网自动化,第一节 配电自动化概述,第二节 馈线自动化,第三节,DMS,的,SCADA/LM,功能,第四节 配电网图资系统,AM/FM/GIS,第五节 需方用电管理,DSM,第六节 配电网络重构,1,第一节 配电自动化概述,配电自动化是对配电网上的设备进行远方实时监视、协调及控制的一个集成系统。它是近几年来发展起来的新兴技术和领域，是现代计算机技术和通信技术在配电网监视与控制上的应用。,通常把电力系统中二次降压变电站低压侧直接或降压后向用户供电的网络，称为配电网（,Distribution Network）。,将配电电压1,KV,以上的部分称为高压配电网，其额定电压一般为35、610,KV,和3,KV,等；将配电电压不足1,KV,的部分称为低压配电网；其额定电压一般为单相220,V,和三相380,V。,配电网的特点一般有：（1）深入城市中心和居民密集点；（2）传输功率和距离一般不大；（3）采用辐射型运行方式；（4）供电容量、用户性质、供电质量和可靠性要求千差万别，各不相同。（5）我国配电网还有一个显著特征：中性点不接地。,2,第一节 配电自动化概述,一配电自动化的概念,配电自动化系统（,Distribution Automation System，,简称,DAS）,是一种可以使配电企业在远方以实时方式监视、协调和操作配电设备的自动化系统。其内容包括配电网数据采集和监控（,SCADA）、,配电地理信息系统（,GIS）,和需方管理（,DSM）,几部分。,DAS,和输电网的调度自动化系统（,SCADA）,处于同一层次。,1配电自动化系统,DAS,在配电自动化系统中，从为配电网供电的110,kV,主变电站的10,kV,出线监视，到10,kV,馈线自动化以及10,kV,开闭所、配电变电站和配变的自动化，称为配电,SCADA,系统。,进线监视一般完成对配电网进线变电站的开关位置、母线电压、线路电流、有功和无功功率以及电度量的监视。,3,第一节 配电自动化概述,馈线自动化（,Feeder Automation，,简称,FA）,是指在正常情况下，远方实时监视馈线分段开关与联络开关的状态和馈线电流、电压情况，并实现线路开关的远方合闸和分闸操作；在故障时获取故障记录，并自动判别和隔离馈线故障区段以及恢复对非故障区域供电。,开闭所和配电变电站自动化（,Substation Automation，,简称,SA）,完成对配网中10,kV,开闭所，小区变的开关位置，保护动作信号，小电流接地选线情况，母线电压，线路电流，有功和无功功率以及电度表的远方监视、开关远方控制、变压器远方有载调压。,变压器巡检系指对配电网中箱式变、柱上变的参数远方监视和补偿电容器的自动投切和远方投切等。,4,第一节 配电自动化概述,配电自动化系统的另一组成部分，即是需方管理。,DSM,实际上是电力的供需双方共同对用电市场进行管理，以达到提高供电可靠性，减少能源消耗及供需双方的费用支出的目的。其内容包括负荷监控、管理和远方抄表、计费自动化两方面。,负荷监控和管理（,Load Control&Management,简称,LCM），,是根据用户的用电量、分时电价、天气预报以及建筑物内的供暖特性等进行综合分析，确定最优运行和负荷控制计划，对集中负荷及部分工厂用电负荷进行监视、管理和控制，并通过合理的电价结构引导用户转移负荷，平坦负荷曲线。,远方抄表与计费自动化（,Automation Meter Reading，,简称,AMR）,是指通过各种通信手段读取远方用户电表数据，并将其传至控制中心，自动生成电费报表和曲线等。,5,第一节 配电自动化概述,地理信息系统（,Geographic Information System，,简称,GIS）,的引入是配电自动化的主要特点之一，因为配电网接点多、设备分散，其运行管理工作常与地理位置有关，将,GIS,与一些属性数据库结合，可以更加直观地进行运行管理。,配电自动化的,GIS,内容主要包括：,（1）设备管理（,Facilities Management，,简称,FM）,（2）,用户信息系统（,Customer Information System，,简称,CIS）,（3）SCADA,功能是将,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。,（4）停电管理系统（,Outage Management System，,简称,OMS）,6,第一节 配电自动化概述,2网络分析和优化,3工作管理系统,4调度员培训模拟系统,7,第一节 配电自动化概述,二配电自动化的意义,配电自动化是电力系统现代化的必然趋势，其主要意义在于：在正常运行情况下，通过监视配网运行工况，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；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。,8,第一节 配电自动化概述,三配电管理系统,DMS,的特点和功能,（一）配电管理系统的特点,由于,DMS,和,EMS,存在一次接线和二次设备的差别，使得,DMS,具有更多不同于,EMS,的特点。,（1）典型的配电网多为辐射型结构。,（2）配电网的许多设备是按配电线路长度安放的，往往装在电线杆上。,（3）配电网内要求安装,RTU,的数量，通常比相连输电系统所需的数量要多一个数量级。,（4）一处配电网设备的总数据量约比一个输电变电站的数据量少一个数量级。,（5）配电网的数据库规模，一般比所连输电网的数据库大一个数量级（达到万级）。,（6）配电网内大多数的现场设备都是人工操作，而不,9,第一节 配电自动化概述,象输电网那样，大多数的现场设备可以远方控制。,（7）配电网的网络接线变化，常常发生在出事地点而不是在开关安装处。,（8）配电网设备名目繁多，数量极大，且面临经常变动的需方负荷，检修更新频繁。,（9）配电网除供方的设备外，还连有大量需方的用电设备，有时还有包括联合循环发电在内的自备电源。,（10）承担传输数据和通话任务的配电网通信系统，由于包含有各种类型的负荷控制和远方读表装置而具有多种通信方式的特点。,（二）配电管理系统的功能,能量管理系统中，常用,SCADA/AGC/PAS,来概括其主要功能。对于配电管理系统的主要功能，也可用,SCADA/LM/PAS/（AM/FM/GIS）,来表示。其中，电力应用软件,PAS（Power Application Software）,则分别称为,EMS,应用软件和,DMS,软件。,配电管理系统的主要功能如下：,10,第一节 配电自动化概述,1配电网的,SCADA,功能,配电网的,SCADA,系统，包括通过传统的变电站,RTU,收集配电网的实时数据，进行数据处理以及监视控制等功能。还包括沿线分布的面向现场的,FTU，,用以实现馈电线自动化的远动功能。,2配电网的负荷管理,LM,功能,对变电站馈电线路的负荷进行监视，以验证是否达到正常或紧急运行状态下所要求的电压负荷水平。其次是监视各个开关的状态。,控制功能应能分别对各个用户进行控制。,3配电管理系统的高级应用软件功能,（1）基本应用软件。如网络拓扑、状态估计、潮流、短路电流、电压/无功控制、负荷预报等。,11,第一节 配电自动化概述,（2）派生应用软件。如变电站负荷分配、馈线负荷分配、按相平衡负荷等。,（3）专门应用软件。如小区负荷预报、投诉电话处理、变压器设备管理等。,4配电网图资系统的,AM/FM/GIS,功能,AM/FM/GIS,系统功能主要有：拓扑网络着色；自动动态连接；小区分割处理；,AutoCAD,双向接口；调闸事件报告。,5配电自动化,DA,的主要功能,（1）配电变电站自动化,（2）馈电线自动化,12,第二节,馈线自动化,对于单电源辐射式网络一般采用下面的两种形式：,（1）变电站采用断路器，配电线分段处采用分段器。,（2）变电站采用重合器，配电线分段处采用分段器。,对于双电源供电的环形网络可采用下面的三种组合方式：,（1）变电站用断路器，配电线分段处采用重合器。,（2）变电站和配电线分段处都采用重合器。,（3）变电站采用重合器，配电线分段处采用重合器和分段器。,13,第二节,馈线自动化,一馈线自动化设备介绍,1重合器,(1)重合器是用于配电网自动化一种智能化的开关设备，它,本身具有控制及保护的功能,。它能检测故障电流并能在给定时间内切断故障电流，以及进行整定给定次数重合的控制装置。,（2）,重合器的主要的技术参数及应用,。重合器有许多技术参数其中以额定电压、额定电流、短路开断电流、最小脱扣电流、时间电流特性最为重要。,（3）,重合器的工作原理,。一般可整定为“一快三慢”、“二快二慢”和“一快二慢”的组合，这里“快”指快速分闸，一般动作时间不大于0.06,s，,快速分闸一般设定在第一、二次，主要目的是消除瞬时性的故障，保护线路设备。后面几次的动作可设为慢动作，即为延时分闸，这种延时使得与线路上各分段点设置的分段器、熔断器进行配合，分断故障点。,14,第二节,馈线自动化,重合器比断路器具有更高的智能程度，自动化程度更高。可按预先整定的程序自动进行操作，可接收遥控信号，具有对故障实现自动定位、自动隔离、自动恢复供电的功能。,2分段器,线路自动分段器是配电网中用来隔离线路区段的自动开关设备，它与重合器或断路器或熔断器相配合，在失压或无电流的情况下自动分闸的开关设备。它串联于重合器与断路器的负荷侧，当线路发生永久故障时，它进行分合闸后闭锁于分闸的状态，当重合器重合闸恢复对非故障段供电时，分段器不合闸，而隔离故障区段；而当发生瞬时性故障时，分段器的分、合闸操作不产生合闸闭锁动作或记忆次数未达到预期所设定次数时，则分段器在电源侧的重合器(或断路器)合闸后，保持合闸状态。,15,第二节,馈线自动化,分段器有两大类一类为电压时间式分段器，一类为过电流脉冲计数型分段器。,(1)电压时间型分段器是凭借加压、失压的时间长短来控制其动作的，失压后分闸，加压后合闸或闭锁。可用于辐射状网和树状网，又可用于环形网。,主要技术参数：,X,时限延时合闸时限，是指从分段器电源侧加电压至该分段器合闸的时延，一般整定在7,s,以上。,Y,时限延时分闸时限，为分段器从接到失压信号至分闸的时间，一般整定在3,s。,Z,时限闭锁合闸时限。,设重合器或断路器的保护动作时间为,t，,为使分段器可靠工作，对于,X，Y，Z,时限的整定必须满足如下关系：,t+YZX,16,第二节,馈线自动化,分段器与重合器相比，从性能上，应具有闭合短路电流及切断负荷电流的能力，不具备切断短路电流的能力；从价格上，比重合器要低廉。,（2）故障电流计数式分段器是具有“记忆”前级开关设备（断路器或重合器）开断故障电流次数功能的分段器。,3故障指示器,短路故障指示器是利用电磁原理，依靠指示牌转动位置的变化或颜色的变化或灯光的闪动来指示故障的发生，当这些指示器指示后，可以依靠人工手动复归或经过延时后自动复归，有些是利用线路恢复正常后通过附和电流来自动复归。,17,第二节,馈线自动化,二重合器与分段器配合实现故障区段隔离,（一）重合器与电压时间型分段器配合,1辐射状网故障区段隔离,图5-1中，变电站出口采用重合器1，整定为一慢一快。线路分段器2、4、5采用电压时间型分段器，其,X,时限均整定为7,s，,分段器3亦采用电压时间型分段器，其,X,时限整定为14,s，Z,时限整定为5,s。,18,第二节,馈线自动化,该辐射状网正常工作时重合器、分段器均处于合位；在3区段发生永久故障后，重合器1跳闸，导致线路失压，2、3、4和5均分闸；事故跳闸15,s,后，重合器1第一次重合，又经过7,s,的,X,时限后，分段器2自动合闸，将电供至2区段；又经过7,s,的,X,时限后分段器4自动合闸，将电供至4区段；分段器2合闸后，经14,s,的,X,时限后，分段器3自动合闸，由于3段存在永久故障，再次导致,19,第二节,馈线自动化,重合器1跳闸，造成分段器2、3、4均分闸，由于分段器3合闸后未达到,Z,时限就又失压，该分段器将被闭锁；重合器1再次跳闸后，又经过5,s,进行第二次重合，分段器2、4和5依次自动合闸，而分段器3因闭锁保持分闸状态，从而隔离了故障区段，恢复了全区段供电。,2环状网开环运行时的故障区段隔离,图5-3中，1采用重合器，整定为一慢一快。2、3采用电压时间型分段器，其,X,时限均整定为7,s，Z,时限整定为5,s。,联络开关4亦采用电压时间型分段器，正常运行时处于开断状态，其,X,时限整定为38,s。,20,第二节,馈线自动化,正常运行时联络开关5处于断开状态，其余均合；当2区段发生永久性故障后，重合器1跳闸，联络开关左侧线路失压，分段器2、3均分闸，并启动分段器4的计时器；事故跳闸15,s,后，重合器,A,第一次重合，将电供至1区段；又经过7,s,的,X,时限后，分段器2自动合闸，,21,第二节,馈线自动化,由于2段存在永久故障，再次导致重合器1跳闸，从而线路失压，造成分段器2分闸，由于分段器2合闸后未达到,Z,时限就又失压，该分段器被闭锁；重合器1再次跳闸后，又经过5,s,进行第二次重合，而分段器2因闭锁保持分闸状态；共经过34,s。,而重合器1第一次跳闸后，经过38,s,的时限后，联络分段器4自动合闸，将电供至3区段；又经过7,s,的,X,时限后，分段器3自动合闸，此时由于二段存在永久性故障，导致联络开关右侧的线路的重合器6跳闸，从而右侧线路失压，造成其上所有分段器均分闸，由于分段器3合闸后未达到,Z,时限就又失压，该分段器将被闭琐；联络开关以及右侧的分段器和重合器又依顺序合闸，而分段器3因闭锁保持分闸状态，从而隔离了故障区段恢复了全区段供电。,22,第二节,馈线自动化,（二）重合器与过流脉冲记数式分段器配合,图5-5所示树状网络，采用重合器和过流脉冲计数型分断器配合，计数次数均整定为2次。正常运行时重合器1和分断器2、3均为合；当三段发生永久性故障后，重合器1跳闸，分断器3计过电流一次，由于未达到整定值（2次），因此不分闸而保持在合闸状态；经一段延时后，重合器1第一次重合；由于再次合到故障点处，重合器1再次跳闸，并且分段器3的过流脉冲计数值会达到整定值两次，因此分段器3在重合器,A,再次调闸后的无电源时期分闸；又经过一段延时后，重合器1进行第二次重合，而分段器3保持分闸状态，从而隔离了故,23,第二节,馈线自动化,障区段，恢复了健全区段供电。下图为各开关的动作时序图。,24,第二节,馈线自动化,如图5-5辐射状网3段发生暂时性故障，重合器1跳闸，分段器3计过电流一次，由于未达到整定值（2次），因此不分闸而保持在合闸状态；经一段延时后，暂时性故障消失，重合器1重合成功恢复了系统供电，再经过一段确定的时间以后，分段器3的过电流计数值清除，又恢复到其初始状态。图5-7为各开关的动作时序图。,25,第二节,馈线自动化,（三）基于重合器的馈线自动化系统的不足,采用重合器或断路器与电压-时间型分段器配合时，当线路故障时，分段开关不立即分断，而要依靠重合器或位于主变电站的出线断路器的保护跳闸，导致馈线失压后，各分段开关才能分断。当用重合器或断路器与过流脉冲计数型分段器配合时，也要依靠重合器或位于主变电站的出线断路器的保护跳闸，导致馈线失压后，各分段开关才能分断。这样做是不理想的，主要表现在：,（1）切断故障的时间较长。,（2）依靠重合器或主变电站出线断路器的继电保护装置保护整条馈线，降低了系统的可靠性。,（3）扩大了事故范围。,26,第二节,馈线自动化,三基于,FTU,的馈线自动化系统,1基于,FTU,的馈线自动化系统的组成,27,第二节,馈线自动化,2,FTU,的性能要求,（1）遥信功能。,（2）遥测功能。,（3）遥控功能。,（4）统计功能。,（5）对时功能。,（6）事件顺序记录（,SOE）,（7）,事故记录。,（8）定值远方修改和召唤定值。,（9）自检和自恢复功能。,（10）远方控制闭锁与手动操作功能。,（11）远程通信功能。,28,第二节,馈线自动化,（12）抗恶劣环境。,（13）具有良好的维修性。,（14）可靠的电源。,另外，还有三项功能可以选择（1）电度采集。（2）微机保护。（3）故障录波。,3,FTU,的组成和结构,柱上开关控制器,FTU,可采用高性能十六位单片机制造（如80,C196K,等），为了满足对恶劣环境的适应性，应选择能工作在-25度的工业品级芯片。,图5-9为典型的,FTU,的系统框图。,FTU,利用80,C196K,微处理器内部的10位,A/D,转换器进行32点交流采样测量电压、电流和功率等遥测量，共有8个模拟量输入端。,29,第二节,馈线自动化,30,第二节,馈线自动化,4区域工作站,区域工作站是一个集中和转发装置，它与柱上开关控制器（,FTU）,采用面向对象的问答规约，允许多台,FTU,共用同一条通道。区域工作站相当于一台标准的,RTU,向配电网控制中心通信，它采用输电网自动化通用的,SCI1801、CDT、DNP、Modbus,和,u4F,规约进行转发。,31,第二节,馈线自动化,5配变远方测控单元（,TTU）,在馈线自动化系统中，往往还要对配电变压器进行远方监视，采集数据，并以这些运行参数作为考核和经济运行分析的依据，还可作为安全运行的监视手段。,TTU,与,FTU,类似，除了在系统程序上有所不同外，两者在硬件上的不同之处在于,TTU,增加一路与低压用户抄表器通信的串行口，,TTU,的控制输出也与,FTU,有所差别，它的作用是通过在配变低压侧投切一组补偿电容器，实现功率因数补偿的作用。,32,第二节,馈线自动化,四故障区段判断和隔离,1基本原理,对于辐射状网、树状网和处于开环运行的环状网，判断故障区段，只需根据馈线沿线各开关是否流过故障电流就可以了。假设馈线上出现单一的故障，显然故障区段应当位于从电源侧到末端方向最后一个经历了故障电流的开关和第一个未经历故障电流的开关之间的段。,对于处于闭环运行的环状网，则必须根据流经馈线沿线各开关的故障功率方向才能判断出故障区段，此时必须同时采集电流和电压信号。,33,第二节,馈线自动化,2典型配电环网的故障处理过程,图5-10为一个典型的10,kV,环网供电开环运行配电系统，设在负荷开关,QL1,和,QL2,之间发生故障，,A,变电站的断路器因继电保护动作而跳闸；经延时断路器的重合闸动作合闸，如果是瞬时性故障，重合闸成功，恢复供电；如果是永久性故障，第一次重合闸后，断路器再度跳闸并闭锁。每一,FTU,向主,FTU,传送记录的数据，主,FTU,收到各个,FTU,的状态和实时记录，可以判断出故障在负荷开关,QL1、QL2,之间的区段，并命令控制将负荷开关打开并保持在开的位置，自动完成故障识别和故障隔离。主,FTU,能够在故障隔离后，向,QL4FTU,输出控制指令，使联络开关和闸，将,QL2,到,QL3、QL3,到,QL4,之间区段的负荷转移到,B,变电站供电。,A,变电站断路器的保护与,FTU,的,FDIR,配合，经一定延时后将,A,侧断路器重合，恢复,A,变电站到负荷开关,QL1,之间区段的供电。,34,第二节,馈线自动化,35,第二节,馈线自动化,五馈线自动化的电源问题,1操作电源和工作电源均取自馈线,这种方法不需要蓄电池，具体取法有三种，方式一：工作电源取自开关两侧的单相变压器；方式二：当有低压线路与柱上开关同杆时，工作电源取自一台单相变压器和一回低压线路；方式三：当有不同电源的两回低压线路与开关较近时，工作电源取两回低压线路。,2操作电源和工作电源均取自蓄电池,这种方式需在,FTU,机箱安放一个较大容量的蓄电池，通过它获得,FTU,的工作电源和柱上开关的操作电源。其优点在于即使馈线停电，,FTU,仍能工作，柱上开关也仍能操作。,36,第二节,馈线自动化,3操作电源取自馈线，工作电源取自蓄电池,由于馈线沿线的柱上开关的合闸操作是按顺序进行的，因此当某台开关需要合闸时，其电源侧的相邻开关已经处于合闸位置了，所以总是可以以馈线为操作电源进行可靠的合闸。,37,第三节,DMS,的,SCADA/LM,功能,一数据采集和监视控制,SCADA,系统,当代的,SCADA,系统，一般均具有以下特点：,（1）采用开放平台组成系统，具有方便灵活的图形用户界面，使用多窗口技术取代传统上单一的半图形或全图形画面。,（2）能接收来自,GIS,的地理图形数据，组成,SCADA,地理接线图。,（3）具有网络拓扑分析能力，可用不同颜色和图标来区分线路是否带电、是否接地。,（4）使用分布式和免变送器的,RTU,来取代传统的集中式,RTU。,（5）,能支持变电站综合自动化，实现保护的投切和监视、保护定值的选择以及故障录波和测距数据的搜集等功能。,38,第三节,DMS,的,SCADA/LM,功能,SCADA,功能主要有以下几种：,1数据采集,DA（Data Acquisition）,2,报警（,Alarm）,3,时间顺序记录,SOE（Sequence Of Events）,4,扰动后追忆,PDR（Post Disturbance Review）,5,远方控制（,Control）,6,远方调整（,Control）,7,计算（,Calculation）,8,趋势曲线（,Trend）,和棒图（,Bargraph）,9,动态线路着色,10地理接线图,11历史数据存储（,History）,和制表打印（,Report）,12,事件记录（,Event Log）,13,时钟（,Clock）,14,模拟盘接口（,Mimic board Interface）,15,支持无人值班的变电站自动化,39,第三节,DMS,的,SCADA/LM,功能,二负荷控制和管理,1负荷控制系统的概念和类型,电力负荷控制是对用户的用电负荷进行控制的技术措施，可简称为负荷控制。,根据采用的通信传输方式的不同，负荷控制系统可分为音频电力负荷控制系统、无线电电力负荷控制系统、配电线载波电力负荷控制系统、工频负荷控制系统和混合负荷控制系统五类。,2负荷控制系统的功能,（1）负荷控制功能,（2）远方监控功能,1）远方抄表,2）远方跳合闸,3）远方监视,40,第三节,DMS,的,SCADA/LM,功能,（3）历史记录,（4）统计和打印,（5）系统管理,3音频和工频负荷控制,音频控制是一种远方负荷控制系统，从位置适中的地点，把音频信号（1502000,Hz）,或接近50,Hz,工频的信号叠加到供电网络上，利用音频信号对连接在远方馈电线上的继电器进行控制，从而控制远方的负荷。,41,第三节,DMS,的,SCADA/LM,功能,42,第三节,DMS,的,SCADA/LM,功能,4.无线电负荷控制,无线电负荷控制系统,使用无线电作为信,号传播的媒介，容,易实现负荷控制、,遥控、遥信等多种,功能。一般由一套,中央控制装置、若,干个远方终端装置,组成。,43,第三节,DMS,的,SCADA/LM,功能,三远方抄表与电能计费系统,1数字电子式电能表,数字电子式电能表是以微处理器为核心，采用,A/D,转换对来自电流、电压互感器的电流和电压进行交流采样和数字化处理。,2抄表技术综述,（1）手工抄表方式,（2）预付费电能计费方式,（3）本地自动抄表方式,（4）移动式自动抄表方式,（5）远程自动抄表方式,44,第三节,DMS,的,SCADA/LM,功能,3采用,IC,卡电能表的预付费系统,其主要问题是：不能使供电管理部门及时了解用户的实际用电情况和对电能的需求，因此难以掌握用电规律、确定最佳供电方案；需要广设售电网点。,4自动抄表技术,（1）本地自动抄表主要采用携带方便、操作简单可靠的抄表器来自动完成抄表编程工作。而操作简单方便的首选信息媒体就是红外线，它能够非接触的完成数据传输，且实现起来方便可靠。,采用手持式数据终端，即“掌上电脑”（,Hand Held Terminal,或,Uint，,简称,HHT,或,HHU）,是进行本地抄表的主要形式。,45,第三节,DMS,的,SCADA/LM,功能,（2）远程自动抄表（,Automatic Meter Reading，,简称,AMR）,是一种不需人员到达现场就能完成自动抄表的新型抄表方式。它利用公共电话网络、负荷控制信道或低压配电线载波等通信联系，将电能表的数据自动传输到计算机电能计费管理中心进行处理。,（3）采用集中脉冲处理方式（,CPP）,的系统，电能采集和传输是以电能脉冲计数为基础的，在厂站端必须增加中间转换器，用以存储和传输根据脉冲计数值而得出的电能信息。,5远程自动抄表电能计费系统的组成,主要包括具有自动抄表功能的电能表、抄表集中器、抄表交换机和中央信息处理机四个部分。,46,第四节,配电网图资系统,AM/FM/GIS,一,AM/FM/GIS,的基本概念与功能,配电图资系统是自动绘图,AM（Automated Mapping）、,设备管理（,Facilities Management）,和地理信息系统,GIS（Geographic Information System）,的总称，也是配电系统各种自动化的基础。,当代的,AM/FM/GIS,系统，已远不仅是在标有电力设备和线路符号的地理图上，进行设备技术档案的登录和检索，而是在设备管理的基础上，增加了不少面向电网运行的新功能，这些功能主要有：,（1）拓扑网络着色。,（2）自动动态连接。,（3）小区分割处理。,（4）,AutoCAD,双向接口。,（5）跳闸事件报告。,（6）能接入第三方软件。,47,第四节,配电网图资系统,AM/FM/GIS,二,AM/FM,系统的基本功能,目前,AM/FM/GIS,系统已经成为,DMS,的基础，为其所有应用提供地理层和设备层的数据基础。这些应用包括：,SCADA，,电力系统在线应用软件,PAS，,投诉电话热线（,Trouble Call），,负荷控制与需方用电管理，电力系统规划软件，调度员培训模拟，操作票，以及电量计费与用户服务系统等。,48,第四节,配电网图资系统,AM/FM/GIS,三,AM/FM/GIS,系统在配电网中的应用,1,AM/FM/GIS,系统在离线方面的应用,AM/FM/GIS,作为用户信息系统,GIS,的一个重要组成部分，提供给各种离线应用系统使用。另一方面，各个应用通过系统集成和信息共享，进一步得到优化。这些应用系统主要有：,（1）设备管理系统,（2）用电管理系统。用电管理系统可使用,AM/FM/GIS，,按街道门牌编号为序，对大中小用户进行业扩报装、查表收费、负荷管理等业务应运工作。,（3）规划设计系统。,2,AM/FM/GIS,系统在在线方面的应用,（1）,AM/FM/GIS,系统在,SCADA,中的应用。,（2）,AM/FM/GIS,系统在投诉电话热线中的应用。,49,第五节,需方用电管理,DSM,需方用电管理,DSM（Demand side Management）,是一种非常有效的策略，它提供发布一系列经济政策以及应用一些先进的技术直接影响用户的电力需求，以达到减少电能消耗、推迟甚至少建新电厂的目的，因而是一项在用户的有效参与下，充分利用电能的系统工程。,50,第五节,需方用电管理,DSM,一,DSM,与负荷管理,DSM,与传统的负荷管理不同，它不是由电力部门单方面管理用户负荷，而是千方百计的调动用户的积极性，双方密切配合，共同实现负荷管理的目标。,DSM,的内容十分广泛，包括负荷管理措施的建立、评价与实施，战略节电与战略负荷等计划的实现。其管理对象包括家庭生活用电、商业用电、工业用电等多种用户。,DSM,的目标不局限于单纯地使负荷曲线变得平坦，更重要的是提供其它措施改变电力需求的绝对水平。,51,第五节,需方用电管理,DSM,二,DSM,的实施方案与实现的技术手段,（一）,DSM,的实施方案,属于供方的有：,（1）控制电力系统设备。降低电压，控制功率因数。,（2）为用户提供如何最有效地利用电能的技术咨询。,（3）推行激励电价。,（4）充分利用分散电源。,属于需方的有：,（1）控制需方设备。,（2）改善用户设备效率。,（3）需方储能。,52,第五节,需方用电管理,DSM,DSM,的实施方案还包括利用报纸杂志、电视广播等媒体进行宣传和报导，以及向终端用户发放低息贷款用以购买改善效率、节能节电的新型设备。,（二）实现,DSM,的技术手段,1用于电源方面的,DSM,技术,（1）热电联产。,（2）联合循环发电。,（3）起用旧机组。,2用于输电系统的,DSM,技术,电力托送是指用户或某电力公司通过所属电力公司的输电系统，购入其它电力公司或电源公司富余的电力，然后转卖给其它公司。,53,第五节,需方用电管理,DSM,3用于配电系统的,DSM,技术,（1）配电自动化。,（2）用户信息系统。,（3）新型电能表（电子式电能表）。,4用于终端用户的,DSM,技术,（1）负荷监测（,Load Survey）。,（2）,家庭自动计量装置。,（3）负荷控制。,（4）电能储存。,（5）节能技术。,54,第五节,需方用电管理,DSM,5用于电力公司和需方间通信用的,DSM,技术,（1）配电线载波。,（2）无线方式。,（3）电话线。,（4）其它通信方式。包括双绞线（64,kHz,以下）、同轴电缆（450,MHz,以下）、光纤电缆、有线电视和电子邮件等。,三,DSM,的多种电价,1峰谷分时、分季电价制度,它反映了不同季节和时间区段边际费用的差异，故可借助于不同的电价引导负荷转移，使负荷曲线平坦并最终达到减少供电费用的作用。而对用户而言，也在,55,第五节,需方用电管理,DSM,把负荷从电价高的时间段移到电价低的时间段的过程中得到节约电费的实惠。特别是工业用电大户，使用峰谷分时、分季电价后，通过负荷转移得到电价折扣，其经济效益十分可观。,2实时电价,将电价与各时期发电的边际成本、输电损失及输电和发电的制约等因素联动，其平整负荷和消减供电费用的效果比分时、分季电价更高一筹。,3论质电价,（1）多品种供电,峰谷分时、分季电价和实时电价都是针对在时间轴上变化的电力供应，与电力品质轴相对应的电价（论值电价）则包括多品种供电和优先供电。,56,第五节,需方用电管理,DSM,（2）优先服务,优先服务就是根据用户的选择，提供不同的电价与该电价相配套的可靠性服务。它不同与传统的可停电电价，其电价不是由电业部门统一规定的，而是通过与各个用户协商而确定的。,57,第六节,配电网络重构,配电网中大部分开关为分段开关，正常处于闭合状态；另有少量开关为联络开关，平时处于开断状态。为了保证供电的可靠性与经济性，一段线路上的负荷可以通过开关的切换转移到不同的电源供电。负荷转移过程称为配电网络重构。配电网络重构可分为两种过程。一种是对正常运行的辐射型配电网的负荷进行供电调整，在保证供电安全性可靠性的前提下，针对负荷的不断变动，从网络运行经济性出发，通过线路开关切换，改变负荷的供电电源，减少网损，达到优化运行的目的。第二种是线路故障后的网络重构，主要考虑恢复用户供电，兼顾网损。,58,第六节,配电网络重构,1、正常情况下的网络重构,（1）网损与线路限制条件.,正常运行时配电网线路功率时刻在变动，一条线路的线损与线路中的潮流大小有关。全网的网络损耗为,求取网损最小的目标函数是一个非线性的优化问题，其中还包括线路容量和电压的限制条件。,从调度总站,SCADA,的实时数据采集系统可得到配电网各母线电压及线路功率。设某线路原有功率为,网络重构后转入该线路的功率为 ，则对于该线路应根据发热条件考核其是否过载。,线路电流为,59,第六节,配电网络重构,设该线路允许载流量为 ，则应有,线路电压降落横分量为,纵分量为,式中,R、X,线路电阻、电抗。,则线路末端电压为,要求 电压允许值。,60,第六节,配电网络重构,解决配电网重构的方法有：,（2）最优流算法。,以闭合开关计算潮流分布，开断最小电流支路求解。,（3）开关交换法。,通过成队的开关的打开和闭合，对比网损的变化求解。,（3）遗传算法。,以进化的方式处理开关交换的组合，求取最优解。,（4）模拟退火法。,以随机搜索迭代过程寻求最优解。,（5）人工智能法。,61,第六节,配电网络重构,包括专家系统法、人工神经网络法等，结合运行人员的运行经验和采用对样本的训练进行筛选和组合。,2、故障后的网络重构,当配电线路发生故障时，由,DMS,系统控制馈线自动化装置实现线段的故障定位和故障隔离。由于配电网均采用辐射型线路供电，当故障线段被切除后，该馈电线路将被分为两部分。一部分线路负荷为原电源侧，由线路重合器重合而实现恢复供电。另一部分线路及复核将通过配电网的故障后重构而转移至其他电源供电。通常采用的网络重构典型方法是在故障线路被切除后，启动一定的算法寻找出最佳的联络开关投入方案。,62,