配网自动化技术现状及发展趋势国网电力科学研究院沉兵兵市公开课一等奖百校联赛优质课金奖名师赛课获奖课件.ppt

本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,配电自动化技术,现实状况与发展趋势,国网电力科学研究院,沈兵兵 配电分企业副总经理/教授级高工,年9月,1/43,目 录,配电,自动化,技术研究和开发觉实状况,配电自动化技术发展趋势,配电自动化技术研究规划,配电自动化在智能电网中作用,配电自动化技术现实状况与发展趋势,2/43,一、配电自动化技术研究和应用现实状况,配电自动化技术现实状况与发展趋势,3/43,国内配电自动化系统三种类型,配电自动化系统（DA）,以馈线自动化（FA）为主实时应用系统。国内第一轮配电自动化绝大多数试点项目都属于这类系统。,调/配一体化系统,将调度自动化和配电自动化合为一体实时应用系统。最近几年各级供电企业配电调度得到较多应用，有很好实用性。,配电管理系统（DMS）,实时应用和管理应用相结合，面向供电企业所辖整个配电网自动化及管理系统。工业发达国家配电自动化项目基本属于这类系统。国内大中型供电企业已开始应用。,配电自动化技术现实状况与发展趋势,4/43,配调自动化（D-SCADA）,统一基本系统平台,配电自动化（DA）,变电站集控（SCC）,AM/FM/GIS,配电自动化技术现实状况与发展趋势,调配一体化系统,可做到：调/配一体化；调/配/集控一体化；调/配/集控/GIS一体化,国网企业农电部重点科技项目县级电网调/配/集控/GIS一体化系统（OPEN D），年获省部级科技进步二等奖。首先在双流县供电局饮用，现已在中小型供电企业得到较广泛推广使用。,5/43,配电自动化技术现实状况与发展趋势,配电自动化管理系统,（DMS）,DMS=DSCADA+DA+DPAS+DWM,其中：,DWM=AM/FM/GIS+OMS,OMS（停电管理系统）=,TCM（故障报修管理）,+SWITCHING（操作票和工作票管理）,+WFM（现场工作管理）,+MOBILE-COMPUTING（移动作业管理）,新一代配电网自动化管理系统,（OPEN-3200）,，获,年国网企业科技进步一等奖和中国电力科学进步二等奖。在世行贷款项目南京城区配电调度自动化项目中首先实施，现已在几个省会城市或大中城市得到应用。,6/43,配电自动化技术现实状况与发展趋势,四步自愈法：,自愈控制系统将配电网运行状态定义为紧急状态、恢复状态、异常状态、警戒状态和安全状态。四步自愈法关键是：依据城市电网所处运行状态，经过一定控制策略实施对应控制，使配电网从当前运行状态向一个更加好运行状态转移。,基于主站自愈控制技术,7/43,1.电压型就地控制,馈线自动化实现方式,故障隔离和自动恢复送电由开关本身完成，不需要主站控制，,所以在故障处理时对通信系统没有要求，所以投资省见效快；,配电自动化技术现实状况与发展趋势,馈线自动化采取就地、集中两种方式实现。,其中，支线、幅射供电线路采取就地控制方式，局部范围内实现快速控制。配电主干环路采取集中控制方式，经过主站系统协调，借助通信信息传输来实现控制；,8/43,馈线自动化实现方式（续）,3.光纤,快速,差动型(就地或集中),系统具备专用保护信息通道，,经过比较相连开关间流过,故障电流来快速隔离故障，能够经过主站，也能够经过局部范围,内通信共享来获取相关信息来做出判断。,2.电流型集中控制,采取配电自动化主站系统，加配电测控终端方式实现。由终端设备检测电流以判别故障类型，故障信息传送到主站，由主站确定故障区段，然后由主站系统发遥控命令控制开关动作，完成故障隔离并恢复非故障区供电。,配电自动化技术现实状况与发展趋势,9/43,配电自动化技术现实状况与发展趋势,配电通信系统普通能够分为两个层次，分别为配电主站到配电子站（配电汇接站）通信网络，配电子站（配电汇接站）到配电终端设备通信网络。其中，配电主站和配电子站（汇接站）通信普通利用现有骨干光纤通信网；配电子站（汇接站）到配电终端通信网络，普通采取光纤、载波、无线等，因地制宜。,配电通信系统当前采取各种通信技术组合，包含光纤专网、无线专网、无线公网、中压配电线载波等。,我们在配电载波技术和装置（PLC 75系列）上取得突破，并在上海、福建、广东等地电缆、尤其是混合线路上得到较广泛使用。,配电自动化通信方式,10/43,几个通信方式比较,通信电缆,（双绞线）,光纤通信,无线,电力线载波,GPRS,传输速率,1Mpbs,几个Gpbs,几个Kpbs,几个Kpbs,115kpbs,传输距离,几个km,适合长距离通信,几个km,几个km,可中继,在GPRS网内不受限制,可靠性,可靠性：高,噪音影响：小,可靠性：高,噪音影响：无,可靠性：中等天气有些影响，也受其它原因影响,相线耦合干扰大，可靠性：低,利用电缆屏蔽层通信干扰小，可靠性：中等,可靠性：中等,同时通信数量过大时通信质量下降。,成本,廉价,稍微贵些,廉价,较为廉价,运行费用与数据量相关,安装及,维护,不方便，包括路面开挖、移杆等麻烦,不方便，包括路面开挖、移杆等麻烦,方便,较为方便，包括耦合设备安装,方便,评价,适宜于站内通信,适合配电主干通信或新建线路预先埋设,城市建筑影响较大，适宜于郊区和农村,适合城市电缆供电系统,适合不带控制配电监测系统,配电自动化技术现实状况与发展趋势,11/43,前阶段配电自动化应用存在问题,对配网自动化认识和定位不清楚，应用主体不明确，造成后期应用没有详细受益者。,对配电自动化系统缺乏统一细致规划，存在“盲人摸象”现象，提不出完整而准确需求。,简单地将馈线自动化等同于配电自动化，只关注于局部区域馈线自动化试点而没有立足对整个配电网实现科学管理，造成投入产出比很不显著。,轻易套用调度自动化建设思绪，过分强调实时应用，而没有针对配电信息量大面广特点，忽略了对其它系统相关数据利用和整合，造成配电系统信息缺口很大，模型不完整，后期应用无法实用化。,GIS在配电建模上缺乏深入研究，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）。,配电自动化技术现实状况与发展趋势,12/43,配电网架比较微弱，一次设备存在缺点，配电自动化应用基础不牢靠。,配电终端稳定性、可控性、可维护性不够，尤其是抗恶劣环境和装置电源性能有待提升。,针对配电通信技术不够成熟，通信伎俩和方式应用不恰当。,配电自动对应技术政策、标准、规范等出台极少，满足不了应用需要，企业缺乏有强有力布署和协调。,配电自动化包括供电企业内部生产管理步骤较多，所以存在管理体制对自动化系统不适应，或者说是自动化系统对不一样管理体制适应性不强。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微弱。,前阶段配电自动化应用存在问题（续）,配电自动化技术现实状况与发展趋势,13/43,二、配电自动化技术发展趋势,配电自动化技术现实状况与发展趋势,14/43,配电自动化标准制订现实状况,配电自动化技术现实状况与发展趋势,DL/T1080（即IEC 61968）电力企业应用集成 配电管理系统接口（陆续公布中）,DL/T 721-配电自动化系统远方终端,DL/T 814-配电自动化系统功效规范,（正在修订）,Q/GDW xx-城市配电网实用型配电自动化技术导则（未下发，待批）,配电自动化技术导则（制订中）,配电自动化建设与改造技术标准（制订中）,配电网调控一体智能技术支撑系统功效规范（待批）,15/43,加紧制订（或修订）配电自动化建设导则、技术标准和规范，对配电自动化系统构架、内容和建设模式等做出明确定义和要求。,供电企业应依据当地域配电系统现实状况和发展规划以及本企业实际需求，选择适当配电自动化建设模式，做好总体设计和分步实施方案。,遵照IEC 61970和IEC 61968标准，针对配电特点定义CIM模型和相关系统间接口，这是提升配电自动化系统实用性关键所在。,针对配电管理量大面广特点，突出资源整合，将企业现有各个与配电相关计算机系统数据（包含实时、准实时、非实时），经过信息交换总线（IEB）实现互连和共享，最大可能地扩大配电信息覆盖面。,重点设计和处理好DMS/SCADA和GIS之间关联，尤其是在模型导入、图形交换、和拓扑合并要考虑周密，形成有效互补。,当前配电自动化关注点,配电自动化技术现实状况与发展趋势,16/43,以配网调度为首要应用主体，着重处理配调“盲调”现象；在全网拓扑支持下，应具备含有配电特色实用功效，比如，电源点追踪、接线分析、解合环时尚、区域时尚/负荷分析、配电线路/设备操作预演等。,强调对配电数据监测（实现两遥），慎重选择对配电设备控制（实现三遥），做到投资省，见效快，用较短时间实现对整个配电网（即全部配电设备）科学管理。,在提升配电终端可靠性和耐用性前提下增强其灵活性，能够方便地按需要配置和升级，支持各种通信方式；加强配电终端本身处理能力，满足相对独立于主站区域配电故障智能化处理需要。,考虑好配电自动化系统应用扩展性和延伸性（尤其是与需方侧管理结合）。比如实现与95598客服中心关联，建立停电管理系统，把配电和用电应用结合起来，缩短停电处理时间，提升客户满意度。,应急机制完善，提升抗自然灾害能力，如分布式电源接入等。,当前配电自动化关注点（续）,配电自动化技术现实状况与发展趋势,17/43,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,配电自动化技术现实状况与发展趋势,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,配电自动化系统信息起源,18/43,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,配电自动化系统信息流程,配电自动化技术现实状况与发展趋势,19/43,IEC 61968（DL/T 1080）标准为电力企业内部各应用系统间信息共享提供了接口规范和实现机制。利用信息交换总线（IEB）可将若干个相对独立、相互平行应用系统/模块（信息孤岛）以松耦合机制整合起来，组成一个既各自独立又相互关联高效应用体系。使其为配电管理服务，也为后续综合分析、辅助决议等高端应用创造必备条件。,配电自动化技术现实状况与发展趋势,IEC 61968标准和系统集成,20/43,调度自动化系统,EMS,负荷管理系统,PLMS,配变监测系统,DTM,配电自动化系统,DSCADA/DA,故障报修系统,TCM,营销管理系统,CIS,生产管理系统,PMIS,地理信息系统,AM/FM/GIS,调度自动化系统,EMS,负荷管理系统,PLMS,配变监测系统,DTM,配电自动化系统,DSCADA/DA,故障保修系统,TCM,用电营销系统,CIS,生产管理系统,PMIS,地理信息系统,AM/FM/GIS,信,息,交,换,总,线,I,E,B,配电系统接口方式变革,遵照61968标准方式,原先接口方式,21/43,三、配电自动化技术研究与应用规则,配电自动化技术现实状况与发展趋势,22/43,以覆盖全部配电设备为基本考虑,以信息资源综合利用为主要伎俩,以配电调度/生产指挥为应用主体,以提升配电管理水平为主要目标,构建配电自动化系统标准和目标,配电自动化技术现实状况与发展趋势,23/43,1.完全符合国际标准系统构架和数据模型,2.能够对超量实时数据进行准确可靠处理,3.具备基于配电拓扑分析应用和实用功效,4.针对配网调度和故障抢修“停电管理系统”,5.采取信息交换总线实现与相关系统互联,6.各种通信方式综合应用支持配电信息传输,先进配电自动化主要特征,配电自动化技术现实状况与发展趋势,24/43,强调监测,慎选控制,突出管理,分步到位,力争实用,配电自动化系统配置和实施标准,配电自动化技术现实状况与发展趋势,25/43,配电自动化系统五种建设模式（1）,配电自动化技术现实状况与发展趋势,简易型,1）系统介绍,简易型配电自动化系统是,基于就地检测和控制技术一个系统,。它采取故障指示器获取配电线路上故障信息，由人工现场巡视故障指示器翻牌信号取得故障定位，也可利用GSM等无线通信方式将故障指示信号上传到相关主站，由主站来判断故障区段；在一次设备具备条件情况下，采取重合器或配电自动开关，经过开关之间时序配合就地实现故障隔离和恢复供电。,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,适合用于农村单辐射配电线路和城市中无专门通信条件区域配电线路。,26/43,配电自动化系统五种建设模式（2）,配电自动化技术现实状况与发展趋势,实用型,1）系统介绍,实用型配电自动化系统是利用各种通信伎俩（如光纤、载波、无线公网/专网等），,以两遥（遥信、遥测）为主，并具备简单遥控功效实时监测系统,。它主站具备基本SCADA功效，对配电线路、开闭所、环网柜等开关、断路器以及主要配变等实现数据采集和监测，对部分具备条件一次设备可实施遥控。依据配电终端数量或通信方式需要，该系统能够增加配电子站（或通信汇接站）。在一些没有条件或没有必要实时监测线路，依然能够采取简易型配电自动化模式。该系统既能够是独立配电监控系统，在有配调机构情况下也可做成调度和配电监控一体化系统。,2）主要特点,结构比较简单、以监测为主、具备简单控制功效，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,适合用于中等规模配电网且已设置或准备设置配网调度机构供电企业。,27/43,配电自动化系统五种建设模式（3）,配电自动化技术现实状况与发展趋势,标准型,1）系统介绍,标准型配电自动化系统是,在实用型基础上,增加基于主站控制馈线自动化功效（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，普通需要采取光纤通信，它还需要比较完善配电一次网架且相关配电设备具备电动操作机构和受控功效。该类型系统主站具备完整SCADA功效和FA功效，当配电线路发生故障时，经过主站和终端配合实现故障区段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应用系统实现互连，具备完整配网模型和丰富配电数据，所以能够支持基于全网拓扑配电应用功效。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,适合用于多电源、多分段城市配网自动化建设，其中馈线自动化提议在新区或电缆化程度较高区域里实施。,28/43,配电自动化系统五种建设模式（4）,配电自动化技术现实状况与发展趋势,集成型,1）系统介绍,集成型是,在标准型基础上,扩展配电管理功效和综合应用功效，经过基于IEC61968标准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）接口，并含有配电网高级应用分析软件功效。,2）主要特点,系统结构完整、自动化程度高、管理功效完善、运行方式灵活，投资较大。,。,3）适用范围,适合用于大中型城市较大规模、结构复杂配网自动化建设；供电企业内部各类相关系统已经建立且应用比较成熟。,29/43,配电自动化系统五种建设模式（5）,配电自动化技术现实状况与发展趋势,智能型,1）系统介绍,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接入功效，实现智能自愈馈线自动化功效以及与智能用电系统互动功效，并含有与输电网协同调度功效，以及多能源互补智能能量管理网分析软件功效。,2）主要特点,系统结构完整、功效完善、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,适合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。,30/43,四、配电自动化与智能电网关系,配电自动化技术现实状况与发展趋势,31/43,配电自动化是智能电网主要基础之一，需要经过配电自动化系统采集尽可能多配电信息，并向下延伸到低压用电信息聚集。,配电自动化和用电营销自动化有机结合，直接面向最终电力 用户，是智能配电网详细表达，它将极大地改进客户服务。,智能电网最终表达在配电和用电营销方面，渗透到家用电器，人们会从日常生活中直接感受到它带来许多益处。,智能配电网强调电力企业和电力客户之间互动，用户能够经过家里电力智能控制终端（ICT）随时了解电网供电情况，及时调整家用电器设定参数；用户还能够经过互联网登陆当地供电企业网站，方便直观地观察和了解电网供电/停电情况和事故处理信息等。,智能电网和配电自动化关系,配电自动化技术现实状况与发展趋势,32/43,面向智能配电网自动化管理系统,配电自动化技术现实状况与发展趋势,33/43,第一阶段：,智能配电网网架体系研究。,智能配电网标准模型及交换服务集成总线。,灵活、健全通信体系，标准信息模型。,智能设备、智能终端、智能电表、智能传感器研究开发。,智能配电网试验室建立。,智能配电网研究方向,配电自动化技术现实状况与发展趋势,34/43,配电自动化技术现实状况与发展趋势,第一阶段（续）：,智能配电网生产、管理、报修等子系统一体化、可视化支撑平台。,配电故障报修接警分析，95598呼叫中心健全。,快速仿真、状态预计、时尚算法研究。,在线风险预警技术分析研究。,储能技术研究,。,智能配电网研究方向,35/43,第二阶段：,智能,配电网运行优化重构技术。,智能配电网智能监视及自愈控制可视化展现技术。,配电智能调度技术。,设备不停电检修技术。,智能自愈控制高级应用软件,智能配电网研究方向,配电自动化技术现实状况与发展趋势,36/43,第二阶段（续）：,电能质量监测与协调机制研究。,定制电力技术。,电动汽车充电站对配电规划、调度研究。,分布式电源和微电网即插即用、智能接入及运行控制。,智能配电网研究方向,配电自动化技术现实状况与发展趋势,37/43,配电自动化技术现实状况与发展趋势,谢谢各位！,38/43,实用型配电自动化系统结构图,配电自动化技术现实状况与发展趋势,简易型,配电自动化区域,39/43,标准型配电自动化系统结构图,配电自动化技术现实状况与发展趋势,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,40/43,集成型配电自动化系统结构图,配电自动化技术现实状况与发展趋势,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信息交换总线或综合数据平台（安全I和II区）,基于IEC61968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,41/43,智能型配电自动化系统示意图,配电自动化技术现实状况与发展趋势,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,42/43,配电自动化系统五种模式关系,配电自动化技术现实状况与发展趋势,智能型,集成型,标准型,实用型,简易型,43/43,