配电自动化系统第一章.ppt

1、中国矿业大学信电学院中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所电气安全与智能电器研究所刘刘 建建 华华 Email Email： 电电 话：话：13382679966 13382679966 l教教材材：配配电电自自动动化化系系统统（第第二二版版），刘刘健健等编著，中国水利水电出版社，等编著，中国水利水电出版社，2003l电电网网调调度度自自动动化化与与配配网网自自动动化化技技术术（第第二二版版），王王士士政政主主编编，中中国国水水利利水水电电出出版版社社，2006年年4月月l实实用用配配电电网网技技术术，李李景景禄禄编编著著，中中国国水水利利水电出版社，水电出版社，2006年年3月月l配配

2、电电网网自自动动化化系系统统试试验验，刘刘东东编编著著，中中国国水利水电出版社，水利水电出版社，2004年年12月月主要参考书目主要参考书目关于本课程的教学关于本课程的教学l全部多媒体教学全部多媒体教学l课堂讲解、提问，思考题、作业相结合课堂讲解、提问，思考题、作业相结合l目标：熟悉配电自动化系统的基本结构目标：熟悉配电自动化系统的基本结构和组成，实现手段、特点及其相关知识，和组成，实现手段、特点及其相关知识，巩固和拓展已学电力系统知识。巩固和拓展已学电力系统知识。本课程主要内容（本课程主要内容（Outline）l概述概述l配电自动化的通信系统配电自动化的通信系统l开开闭闭所所和和配配电电变变

3、电电所所内内自自动动化化（变变电电站站综综合合自自动化）动化）l馈线自动化馈线自动化l配电配电SCADA系统的组织系统的组织l远方抄表与电能计费系统远方抄表与电能计费系统l负荷控制和管理系统负荷控制和管理系统l配电自动化地理信息系统配电自动化地理信息系统l配电自动化的计算机系统配电自动化的计算机系统第第1 1章章 概述概述l配电系统自动化配电系统自动化(Distribution System Automation,DSA)或配电网自动化或配电网自动化：运用计算机技术、自动控制技运用计算机技术、自动控制技术、电子技术、通信技术及高性能配电设备等手段，对术、电子技术、通信技术及高性能配电设备等手段

4、，对配网进行离线与在线智能监控管理，使配网始终处于安配网进行离线与在线智能监控管理，使配网始终处于安全、可靠、优质、经济、高效的最优运行状态。全、可靠、优质、经济、高效的最优运行状态。l配电系统自动化是继调度自动化、变电站自动化后发展配电系统自动化是继调度自动化、变电站自动化后发展起来的电力系统自动化新领域，覆盖面大。起来的电力系统自动化新领域，覆盖面大。l目的：目的：提高供电可靠性和供电质量，减少停电时间、面提高供电可靠性和供电质量，减少停电时间、面积，使调度员根据监视情况，在控制中心通过遥控、遥积，使调度员根据监视情况，在控制中心通过遥控、遥调实现明智、必要的操作，调实现明智、必要的操作，

5、降低运行降低运行费用，用，实现配配电管管理理现代化。代化。供电可靠性、供电质量要求供电可靠性、供电质量要求l供电可靠性、供电质量是电力系统的两大考核指标。供电可靠性、供电质量是电力系统的两大考核指标。均有相关标准及规范。均有相关标准及规范。1998年国家电力公司提出的考核指标：年国家电力公司提出的考核指标：l供电可靠性：供电可靠性：城市电网可靠率达到城市电网可靠率达到99.9，大城市，大城市市中心区达到市中心区达到99.99；l供电质量：供电质量：电压合格率电压合格率98（严格的供电质量包（严格的供电质量包括：括：频率合格：频率合格：49.8Hz f 50.2Hz，电压：合格：电压：合格：Vm

6、inVVmax；谐波含量低；电压波动与闪变幅度谐波含量低；电压波动与闪变幅度小小）。）。l为达到上述指标，要求采用提高供电自动化水平，为达到上述指标，要求采用提高供电自动化水平，实现配电系统自动化。实现配电系统自动化。电能主要来源电能主要来源截至截至2007年底，中国电力装机容量达到年底，中国电力装机容量达到7.13亿千瓦亿千瓦。l火电：火电：5.54亿千瓦，占，占77.70%l水电：水电：1.45亿千瓦，占，占20.34%l 核电：核电：885万千瓦，占，占1.24%（11台）l 风电：风电：403万千瓦，占，占0.57%中国是全球第一大煤炭生产国、世界第五大石油生中国是全球第一大煤炭生产国

7、、世界第五大石油生产国。中国志在发展新能源与可再生能源，具体目标是：产国。中国志在发展新能源与可再生能源，具体目标是：到到2020年预计为年预计为9亿千瓦时，水电装机容量亿千瓦时，水电装机容量2.9亿千瓦，亿千瓦，核电计划建成核电计划建成30个反应堆，总容量达个反应堆，总容量达4000万千瓦，风电万千瓦，风电30000万千瓦，生物质发电万千瓦，生物质发电2000万千瓦，太阳能发电万千瓦，太阳能发电200万千瓦。万千瓦。火电火电我国首座装备4台国产100万千瓦超超临界机组的浙江华能玉环电厂。水电水电三峡水电站总装机容量达1820万千瓦,将于2009年全部投产 风电风电新疆达坂城2号风电场装有15

8、7台风机,总容量达8.28万千瓦,是中国最早开发和规模最大的风电场之一。核电核电江苏连云港田湾核电站2台106万千瓦的机组于2007年投入商业运行。俄罗斯设计。1.1 配电网及其特点配电网及其特点l配配电电网网（Distribution Network)：电电力力系系统统中中二二次次降压所低压侧直接或降压后向用户供电的网络。降压所低压侧直接或降压后向用户供电的网络。l或或：电电力力系系统统发发电电、输输电电和和配配电电中中直直接接面面向向电电力力系系统用户的系统。统用户的系统。l或：或：110kV及以下电压的线路和设备构成的电力网。及以下电压的线路和设备构成的电力网。电力系统各环节示意图电力系

9、统各环节示意图配电网组成及特点配电网组成及特点l组组成成：馈馈线线（架架空空线线或或电电缆缆）、降降压压变变、断断路路器器、各各种种开开关关（也也包包括括继继保保、自自动动装装置置、测测量量、计计量量仪仪表、通信、控制设备）。表、通信、控制设备）。l电电压压：1kV称称高高压压（35kV、610kV、3kV）；1kV称低压（一般指称低压（一般指220V、380V）。）。l配配电电网网特特点点：1）负负荷荷集集中中(深深入入城城市市、居居民民点点)、传传输输功功率率较较小小、距距离离较较短短、用用户户类类型型要要求求变变化化大大；2）中性点不直接接地。）中性点不直接接地。l本本课课程程重重点点：

10、主主要要讨讨论论10kV电电压压级级的的设设备备和和线线路路构构成的电力网。成的电力网。配电网的体系结构配电网的体系结构环状网（手拉手）环状网（手拉手）网格式接线网格式接线辐辐射射网网树树状状网网1.2 配电自动化的概念配电自动化的概念l配电自动化是配电自动化是9090年代首先由美国而后到其它工业发达年代首先由美国而后到其它工业发达国家逐步发展起来的，其内容也在不断变化，目前还国家逐步发展起来的，其内容也在不断变化，目前还无一个严格的定义。无一个严格的定义。l配电管理系统配电管理系统(Distribution Management System,DMS)：从发电、配电到用电过程的监视、控制和管

11、从发电、配电到用电过程的监视、控制和管理的综合自动化系统。理的综合自动化系统。l配电自动化系统配电自动化系统(Distribution Automation System,DAS)：使配电企业在远方实时监测、协调使配电企业在远方实时监测、协调和操作配电设备的自动化系统。和操作配电设备的自动化系统。lDMS、DAS关系：关系：DAS是窄义的配电系统自动化；是窄义的配电系统自动化；DMS是广义的配电系统自动化，是实现所有功能的总是广义的配电系统自动化，是实现所有功能的总称。称。DMS与与DAS的涵盖关系的涵盖关系1.1.配电网配电网DMSDMS与输电网与输电网EMSEMS的关系的关系DMS与与EM

12、S区别：区别：DMS与输电网自动化的能量管理系与输电网自动化的能量管理系统统EMS(Energy Management System)处同一层次，处同一层次，但目标不同，但目标不同，EMSEMS管理发电、输电，管理发电、输电，DMSDMS管理配电、负管理配电、负荷荷EMS与与DMS软件关系软件关系调度自动化调度自动化1l我国电网采用五级调度管理：我国电网采用五级调度管理：国家调度中心国家调度中心(国调国调)、网局调度中心网局调度中心(网调网调)、省级调度中心、省级调度中心(省调省调)、地区调、地区调度中心度中心(地调或市调地调或市调)、县级调度中心、县级调度中心(县调县调)。l国调：国调：是是

13、我国电网调度的最高级（现在的国家电网公我国电网调度的最高级（现在的国家电网公司，南方电网不属于国家电网管辖），在该中心，通司，南方电网不属于国家电网管辖），在该中心，通过计算机数据通信与各大区调度中心相连接，协调确过计算机数据通信与各大区调度中心相连接，协调确定各大区之间的联络线潮流和运行方式，监视、统计定各大区之间的联络线潮流和运行方式，监视、统计和分析全国电网的运行情况。和分析全国电网的运行情况。l网调：网调：（国家电网公司下属东北、华北、华中、华东、国家电网公司下属东北、华北、华中、华东、西北西北5大电网公司），按统一调度、分级管理原则，大电网公司），按统一调度、分级管理原则，负责超高压

14、网的安全运行并按规定的发电计划及监控负责超高压网的安全运行并按规定的发电计划及监控原则进行管理，提高电能质量和经济运行水平。原则进行管理，提高电能质量和经济运行水平。调度自动化调度自动化2l 省调：省调：（各省、自治区、直辖市电网公司），按统（各省、自治区、直辖市电网公司），按统一调度、分级管理原则，负责省内电网的安全运行并一调度、分级管理原则，负责省内电网的安全运行并按规定的发电计划及监控原则进行管理，提高电能质按规定的发电计划及监控原则进行管理，提高电能质量和经济运行水平。量和经济运行水平。l 地调：地调：（各省地级市电力局、电业局、供电局），（各省地级市电力局、电业局、供电局），采集当地

15、网的各种信息，进行安全检测，进行有关站采集当地网的各种信息，进行安全检测，进行有关站点开关的远方操作，变压器分接头的调节，电力电容点开关的远方操作，变压器分接头的调节，电力电容器的投切等。器的投切等。l 县调：县调：（各县级市供电局），为我国电网调度的最（各县级市供电局），为我国电网调度的最低级，主要监控低级，主要监控10KV及以下农村电网的运行。及以下农村电网的运行。调度自动化调度自动化3调度自动化的基本内容：调度自动化的基本内容：输电输电SCADA系统：系统：现场数据的实时采集，采集各种部现场数据的实时采集，采集各种部件（变压器、线路等）的电压、电流、功率等和各断路件（变压器、线路等）的电

16、压、电流、功率等和各断路器的分、合状态，在此基础上实现系统监视和控制。器的分、合状态，在此基础上实现系统监视和控制。EMS：根据实时采集数据，进行各种模拟和计算，决定根据实时采集数据，进行各种模拟和计算，决定安全和经济运行方式。配合各种高级软件，实现状态估安全和经济运行方式。配合各种高级软件，实现状态估计、潮流计算、经济运行计算、静态安全运行分析、动计、潮流计算、经济运行计算、静态安全运行分析、动态安全运行分析。态安全运行分析。调度中心调度中心调度中心职能：调度中心职能：1）电力生产）电力生产的指挥控制中的指挥控制中心；心；2）根据）根据国务院颁布的国务院颁布的电力调度管理电力调度管理条例行使准军条例行使准军事化的管理职事化的管理职权。权。2.2.配电管理系统的内容配电管理系统的内容l配电配电SCADASCADA系统系统（Supervisory control and data acquisition,SCADASCADA）l地理信息系统地理信息系统（Geographic Information System,GIS）l需方管理系统需方管理系统（Demand Side Manageme