智能配用电及通信技术(2015).pptx

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第六讲：

智能配用电及其信息通信技术华北电力大学通信技术研究所第六讲智能配用电及其信息通信技术1.配电自动化系统2.用电信息采集系统3.配用电一体化通信技术4.智能用电技术智能电网信息通信解决方案配电变电输电信息应用信息处理信息传输感知延伸互动线路状态视频安全气象条件一次设备二次设备潮流分布电能质量链式传感网极端环境传感网大规模传感网电力宽带专用网（光纤/宽带无线接入）+3G电力综合信息平台数据库导线状态分析杆塔状态分析气象条件分析一次设备状态分析二次设备状态分析输电线路检修变电站检修用电计量考核居民用电电能调度管理电能质量控制配电自动化精细用能管理信息双向互动用户用电信息计量管理智能电网标准制定电力相关应用系统分类电力生产过程发电厂输电线变电站配电网用户电厂自动化变电站自动化配电网自动化调度自动化计量自动化企业信息化智能用电服务系统线路在线监测配用电系统在电力系统中的位置200120042006国内配用电系统建设发展曲线起步19951997试点建设高潮制定标准反思平稳发展2009时间发展度智能配电网的新挑战新负荷新能源新要求新型配电网（智能配电网）新技术建设智能电网，配电网是重点直接面向用户，作用举足轻重。

对供电质量有着决定性的影响损耗、投资（合理情况下）、运营成本远大于输电网1783配电输电60407030停电时间损耗投资比例（发达国家）运营成本（美国）955我国配电网投资相对不足，自动化、智能化程度远低于输电网，已成为制约电力系统发展的瓶颈。

国际上发电、输电、配电投资比例一般在1：

0.45：

0.7左右，中国在2000年前的投资比例是1：

0.21：

0.12。

智能电网的“新意”主要体现在配电网上可再生能源发电（分布式电源）主要在配电网接入。

支持需求侧响应，实现与用户互动，创新用户服务的着眼点在配电网。

智能配电网建设的重要性配电自动化配电网自愈有源配电网微电网柔性交流配电（DFACTS）高级量测体系（AMI）用户互动技术智能配电网的关键技术馈线自动化用户自动化WAN变电所自动化AMR配电GIS/DPMS供电企业信息集成DSCADA/FA调度自动化/EMSCISTCM信息交换总线配网自动化系统生产管理大区信息管理大区资源中心信息交换总线正向隔离装置反向隔离装置生产管理系统用电信息采集系统导入设备信息设备数据设备数据电表电量实时数据电表电量实时数据能量管理系统EMS设备数据及实时数据报文配用电系统及各子系统示意图配电自动化是应用现代计算机技术、远动、自控、通讯、新型配电设备等先进技术手段，实现配电网在线和离线远方监控，与配电自动管理，以达到配网安全，可靠，经济，优质，高效运行之目的。

提高供电可靠性改善电能质量节能降损，优化运行，提高系统经济运行水平提高配网现代化管理水平提高服务水平，改善用户形象合理规划，科学决策配电自动化意义6.1配电自动化系统开关TVFTUDataserverswitch100MworkstationcablecableDTUTTUDTUFTUE1/10MswitchE1/10MswitchopticalSDH配电子站1配电子站2配电子站3配电自动化系统的一般组成结构配变终端设备（TTU）馈线终端设备（FTU）开闭所终端设备（DTU）配电自动化系统的三个发展阶段1）简易型配电自动化系统（DA）是以馈线自动化（FA）为主的实时应用系统。

2）调/配一体化系统是将调度自动化和配电自动化合为一体的实时应用系统。

最近几年各级供电企业的配网调度得到较多的应用，有较好的实用性。

3）配网智能管理系统（DMS）采取实时应用和管理应用相结合的手段，面向供电企业所辖的整个配电网的自动化及管理系统。

国外（尤其是欧美）的配网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。

遵循IEC61968/61970标准的信息交换总线配电终端FTU/DTU/TTU配网应用软件抢修指挥智能配电网调控一体化支撑平台计划停电调度运行故障停电配电网运行监控智能化应用广域分布式数据采集处理EMS实时数据运行监视及优化实时数据静态电网模型配网模型管理停电分析智能数据分析GISCISTCMPMSAMREMS馈线自动化配网仿真培训综合可视化配电自动化主站系统的总体功能架构S1IDIDIDIDIDID故障指示单元故障指示单元故障指示单元故障指示单元故障指示单元故障指示单元分段开关分段开关分段开关分段开关联络开关变电站出线开关S2变电站出线开关S1故障指示器开关之间的时序配合简易型配电自动化系统地理信息系统AM/FM/GIS基于IEC61968的信息交换总线（安全区和区）基于IEC61968的信息交换总线（安全区和区）通信网（骨干层）通信网通信网反向安全隔离正向安全隔离配电子站配电子站配电主站营销管理系统（CIS）故障报修系统TCM（95598）生产管理系统（PMS）上级调度系统用电信息采集系统配电GIS系统柱上开关环网柜柱上开关集中型馈线自动化环网柜开闭所环网柜就地型馈线自动化集成型调配一体化系统分布式电源/储能装置/微网接入经济运行与协同调度与智能用电系统互动高级配电自动化系统集成型配电自动化系统配网智能型管理系统冷/热储能飞轮储能太阳能发电站柴油发电机组OtherConsumers电力用户中压配电网风力发电站配电网的发展方向：

智能微网微网控制中心智能微网技术的定义由各种分布式电源/微电源、储能单元、负荷以及监控、保护装置组成的集合可在并网运行和孤岛（自主）运行2种模式间切换通过相关控制装置间的协调配合，可以同时向用户提供电能和热能根据实际情况，系统容量一般为数千瓦至数兆瓦通常接在低压或中压配电网络中目前主要应用单一种类可再生能源发电场、（冷）热电联供系统智能微网示意图美国电气可靠性技术措施解决方案联合会（CERTs）提出微网概念2005，欧洲提出“智能电网计划，2006年出台技术实现方案目前，欧盟主要资助“Microgrids”和“MoreMicrogrids”微网项目美国电力公司Walnut微网测试基地验证CERTs微网理论和方法希腊、德国、西班牙等建立不同规模的微网实验室美国北部电力系统MadRiver微网示范工程日本已经建立了多个微网工程美国能源部制定“Grid2030”发展战略加拿大BC和Quebec开建微网示范工程微网的发展历程电力电子技术：

并网逆变器（整流器）、静态开关、电能质量控制装置故障检测与保护：

过压和欠压保护、反孤岛和低频保护通信技术：

在采集不同特性的单元信息的基础上，通过配网级、微网级、单元级各控制器间的通信来实现微网的关键技术并网、保护和通信技术用电信息采集系统智能用电服务体系建设是推进电网发展方式转变、建设坚强智能电网的必然要求。

在用电环节，构建“大营销”体系，拓展面向信息化、自动化、互动化的服务能力，实现电网与客户能量流、信息流、业务流实时互动，构建客户广泛参与、市场响应迅速、服务方式灵活、资源配置优化、管理高效集约、多方合作共赢的新型供用电模式。

用电信息采集系统承担着用电信息自动采集、高效共享和实时监控的重要任务，是智能用电服务体系的重要基础和用户用电信息的重要来源。

建设坚强智能电网，客观要求必须建设好用电信息采集系统，实现覆盖公司系统全部用户、采集全部用电信息、支持全面电费控制的目标。

6.2用电信息采集系统电力营销业务模型BM17客户联络BM0795598业务处理BM01新装、增容及变更用电BM02供用电合同管理BM16客户关系管理BM06用电检查管理BM12市场管理BM15有序用电管理BM14能效管理BM08资产管理BM09计量点管理BM10计量体系管理BM11电能信息采集BM18稽查及工作质量BM19客户档案资料管理营销分析与辅助决策客户服务与客户关系电费管理BM03BM04抄表管理核算管理BM13线损管理BM05电费收缴及账务管理综合管理市场与需求侧电能计量及信息采集财务管理安全生产协同办公人力资源物资管理项目管理综合管理外部单位信息内网现场终端GPRS/CDMA无线公网通信信道主站防火墙.230MHz无线专网光纤专网前置采集服务器信息内网RS-485.专变终端集中器集中器通信接口机通信接口机应用服务器数据库服务器窄带载波RS-485采集器载波.集中器采集器RS-485.载波预付费电能表预付费电能表预付费电能表计量装置RS-485专变终端计量装置各类专变用户电力用户中小型专变用户大型专变用户专变用户营销业务应用前置采集平台宽带无线专网通信接口机通信接口机居民及低压一般工商业用户农排灌居民户趸售户低压单相一般低压三相一般公用配变工商业用户工商业用户关口计量点内外网强隔离装置无线传感器网络用电信息采集系统用户用电信息采集系统层次型结构示意图1）电力用户用电信息采集系统是对电力用户的用电信息进行采集、处理和实时监控的系统，实现用电信息的自动采集、计量异常监测、电能质量监测、用电分析和管理、相关信息发布、分布式能源监控、智能用电设备的信息交互等功能。

包括5类用户和1个公变考核计量点：

A类大型专变用户B类中小型专变用户C类三相一般工商业用户D类单相一般工商业用户E类居民用户F类公变考核计量点用电信息采集-术语和定义2）用电信息采集终端是对各信息采集点用电信息采集的设备，简称采集终端。

可以实现电能表数据的采集、数据管理、数据双向传输以及转发或执行控制命令的设备。

用电信息采集终端按应用场所分为专变采集终端、集中抄表终端（包括集中器、采集器）、分布式能源监控终端等类型。

3）专变采集终端专变采集终端是对专变用户用电信息进行采集的设备，可以实现电能表数据的采集、电能计量设备工况和供电电能质量监测，以及客户用电负荷和电能量的监控，并对采集数据进行管理和双向传输。

用电信息采集-术语和定义4）集中抄表终端集中抄表终端是对低压用户用电信息进行采集的设备，包括集中器、采集器。

集中器是指收集各采集器或电能表的数据，并进行处理储存，同时能和主站或手持设备进行数据交换的设备。

采集器是用于采集多个或单个电能表的电能信息,并可与集中器交换数据的设备。

采集器依据功能可分为基本型采集器和简易型采集器。

基本型采集器抄收和暂存电能表数据，并根据集中器的命令将储存的数据上传给集中器。

简易型采集器直接转发集中器与电能表间的命令和数据。

5）分布式能源监控终端是对接入公用电网的用户侧分布式能源系统进行监测与控制的设备，可以实现对双向电能计量设备的信息采集、电能质量监测，并可接受主站命令对分布式能源系统接入公用电网进行控制。

用电信息采集-术语和定义1）数据采集根据不同业务对采集数据的要求，编制自动采集任务,并管理各种采集任务的执行，检查任务执行情况。

采集的主要数据项有电能量数据、交采数据、工况数据、电能质量统计数据、事件记录数据等。

采集方式有定时自动采集、随机召测、主动上报等方式。

2）数据管理对采集数据完整性、正确性进行检查和分析，对于异常数据不予自动修复，并限制其发布，保证原始数据的唯一性和真实性。

按区域、行业、线路、时间等对采集的原始数据进行计算、统计和分析。

用电信息采集-系统功能3）控制功率定值控制：

时段控、厂休控、营业报停控、当前功率下浮控电