配電自動(dòng)化培訓(xùn)資料

1、三、配電自動(dòng)化基礎(chǔ)知識(shí)1 配電自動(dòng)化的基本概念1.1 什么是配電自動(dòng)化 什么是配電自動(dòng)化中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)城市供電專(zhuān)業(yè)委員會(huì)起草的《配電系統(tǒng)自動(dòng)化規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》給配電自動(dòng)化作了比較明確的定義，所謂配電系統(tǒng)自動(dòng)化， “是利用現(xiàn)代電子、計(jì)算機(jī)、通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將配電網(wǎng)在線數(shù)據(jù)和離線數(shù)據(jù)、配電網(wǎng)數(shù)據(jù)和用戶(hù)數(shù)據(jù)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和地理圖形進(jìn)行信息集成，構(gòu)成完整的自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)及其設(shè)備正常運(yùn)行及事故狀態(tài)下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制、用電和配電管理的現(xiàn)代化

2、” 。關(guān)于什么是配電自動(dòng)化，說(shuō)法比較多。以上關(guān)于配電自動(dòng)化的定義是比較恰當(dāng)?shù)?，首先它體現(xiàn)了配電自動(dòng)化是關(guān)于現(xiàn)代信息技術(shù)在配電網(wǎng)控制與管理中應(yīng)用的技術(shù)；再就是說(shuō)明了配電自動(dòng)化系統(tǒng)是一個(gè)綜合性的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、信息應(yīng)該共享，各項(xiàng)功能之間應(yīng)該互相配合。配電自動(dòng)化系統(tǒng)又稱(chēng)為 DA/DMS 系統(tǒng)。其中，DMS（Distribution Management System）是配電管理系統(tǒng)，DA（Distribution Automation

3、）是配電自動(dòng)化。1.2 配電自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成 配電自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成配電自動(dòng)化系統(tǒng)一般由主站、通信網(wǎng)絡(luò)、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)或配電自動(dòng)化二級(jí)主站、配電自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端 DA-RTU（線路 FTU、自動(dòng)讀表終端）等四個(gè)層次組成。配電自動(dòng)化主站是配電自動(dòng)化系統(tǒng)的控制與管理中心，它一般采用客戶(hù)/服務(wù)器（client/server）結(jié)構(gòu)，以 SCADA 系統(tǒng)和 GIS 系統(tǒng)應(yīng)用為基本平臺(tái)，配合各種應(yīng)用軟件完成 DA/DMS 的功能。變電站自動(dòng)化系統(tǒng)完成

4、變電站設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控、管理，它一般是集中式 RTU 與變電站各種保護(hù)監(jiān)控裝置通信構(gòu)成的系統(tǒng)，或由間隔層微機(jī)綜合保護(hù)、監(jiān)控裝置配合后臺(tái)通信處理機(jī)構(gòu)成的分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。配電自動(dòng)化二級(jí)主站是配電自動(dòng)化系統(tǒng)的中間層，主要用于完成小區(qū)內(nèi)配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化功能，并作為通信節(jié)點(diǎn)，向主站轉(zhuǎn)發(fā)小區(qū)內(nèi) RTU/FTU 或其它智能裝置的數(shù)據(jù)。配電自動(dòng)化遠(yuǎn)方終端單元 DA-RTU 分為安裝在變電站或開(kāi)閉所的站內(nèi) RTU 及安裝在線路上的 FTU兩種設(shè)備。DA-

5、RTU 與配電自動(dòng)化主站或二級(jí)主站通信，提供配電系統(tǒng)運(yùn)行控制及管理所需的數(shù)據(jù)，執(zhí)行主站給出的對(duì)配電設(shè)備的控制、調(diào)節(jié)命令。配電自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)控對(duì)象具有點(diǎn)多、分散的特點(diǎn)，通信系統(tǒng)一般采用主干通道與分支通信網(wǎng)相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，分為用戶(hù)、線路 FTU、變電站或二級(jí)主站、控制中心等幾個(gè)層次。用戶(hù)（如配變監(jiān)測(cè)、自動(dòng)讀表）終端數(shù)據(jù)由線路 FTU、變電站 RTU、二級(jí)主站轉(zhuǎn)發(fā)，可選用有線、配電線載波、無(wú)線電、電話線等通信方式。線路 FTU 數(shù)據(jù)由變電站或二

6、級(jí)主站轉(zhuǎn)發(fā)，可選用光纖、無(wú)線電、有線等通信方式。變電站或二級(jí)主站可采用光纖、無(wú)線擴(kuò)頻、數(shù)字微波、載波或有線等方式，直接與控制中心通信。1.3 配電自動(dòng)化的功能 配電自動(dòng)化的功能根據(jù)配電自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)揮的作用，配電自動(dòng)化的功能可歸納為以下幾項(xiàng)內(nèi)容，即配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控（SCADA） ；故障管理，包括故障定位、隔離及自動(dòng)恢復(fù)供電功能；電壓及無(wú)功管理；負(fù)荷管理；圖形資料系統(tǒng)（AM/FM/GIS） ；自動(dòng)抄表及用電管理等。按照系統(tǒng)的縱向結(jié)構(gòu)，配

7、電自動(dòng)化的功能可分為配電管理自動(dòng)化（主站系統(tǒng)） 、變電站自動(dòng)化、饋電線路自動(dòng)化及用戶(hù)自動(dòng)等四個(gè)層次的內(nèi)容。通常把以上四個(gè)層次的功能總稱(chēng)為配電管理系統(tǒng)（DMS）功能，而把其中的變電站自動(dòng)化及饋線自動(dòng)化（FA-Feeder Automation）功能稱(chēng)為配電自動(dòng)（DA）功能。還有一種根據(jù)功能的實(shí)時(shí)性劃分的方法，把配電網(wǎng)在線實(shí)時(shí)監(jiān)視、控制及調(diào)節(jié)功能稱(chēng)為配電自動(dòng)化（DA）功能，而把離線的用于維護(hù)及用電的信息管理功能稱(chēng)為配電管理（DMS）功能。配

8、電自動(dòng)化的單項(xiàng)功能很多，各項(xiàng)功能之間相互聯(lián)系，相互交錯(cuò)，沒(méi)有十分明確的界限，隨著社會(huì)對(duì)供電可靠性及質(zhì)量要求提高和技術(shù)的發(fā)展，配電自動(dòng)化的功能及具體內(nèi)容也在不斷地變化之中，因此，以上關(guān)于配電自動(dòng)化功能的劃分不是絕對(duì)的，劃分功能是為了便于認(rèn)識(shí)、研討、掌握以及具體實(shí)施配電自動(dòng)化。1.4 配電自動(dòng)化的作用 配電自動(dòng)化的作用2置，分別管理轄區(qū)內(nèi)輸電網(wǎng)與配電網(wǎng)，兩個(gè)系統(tǒng)之間通過(guò)網(wǎng)關(guān)通信，交換數(shù)據(jù)。根據(jù)具體情況，可以整個(gè)地區(qū)設(shè)置一個(gè)配調(diào)主站，也可以在

9、一個(gè)地區(qū)內(nèi)按照管轄區(qū)域劃分，設(shè)置若干個(gè)配調(diào)主站。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)采用分層、分級(jí)結(jié)構(gòu)，配置靈活，結(jié)構(gòu)合理，可靠性高，易于擴(kuò)展和變更。配電自動(dòng)化功能下放，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。缺點(diǎn)是設(shè)置兩個(gè)或多個(gè)主站系統(tǒng)，資源與信息共享程度差，系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交換速度慢。該方案適合電網(wǎng)規(guī)模較大，已有較獨(dú)立、完善的輸電調(diào)度系統(tǒng)的主站地區(qū)。2.3 配電自動(dòng)化二級(jí)主站 配電自動(dòng)化二級(jí)主站以上兩個(gè)方案實(shí)際上是配電管理系統(tǒng)主站方案，都需要建設(shè)一個(gè)規(guī)模較大的包含有 G

10、IS 功能主站系統(tǒng)，盡管功能完善，但系統(tǒng)較復(fù)雜，投資大，建設(shè)周期長(zhǎng)。從實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化，即變電站自動(dòng)化與饋線自動(dòng)化的功能角度出發(fā)，不一定非要設(shè)置一個(gè)寵大的主站系統(tǒng)。下面介紹的配電自動(dòng)化二級(jí)主站配合調(diào)度自動(dòng)化 SCADA 即可實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化基本功能。2.3.1 二級(jí)主站的功能所謂配電自動(dòng)二級(jí)主站是一臺(tái)或二臺(tái)互為備用的 PC 機(jī)構(gòu)成的簡(jiǎn)單主站系統(tǒng)。一個(gè)配電自動(dòng)化二級(jí)主站一般監(jiān)控一百個(gè)左右的RTU/FTU。它可以設(shè)在小區(qū)內(nèi)一個(gè)變電站內(nèi)，也可以根

11、據(jù)通信的方便情況單獨(dú)設(shè)置。二級(jí)主站的功能有：1) 基本的 SCADA 監(jiān)控功能。2) 饋線自動(dòng)化功能。主要完成故障定位，故障線段隔離，以及非故障線段的自動(dòng)恢復(fù)供電。3) 根據(jù) RTU、FTU 檢測(cè)到的零序電流值，實(shí)現(xiàn)接地故障選線、定位功能。4) 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和規(guī)約轉(zhuǎn)換。按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約轉(zhuǎn)發(fā)所轄區(qū)域 RTU、FTU、變電站自動(dòng)化系統(tǒng)以及其它智能裝置如配電變壓器測(cè)試儀、自動(dòng)讀表終端等的數(shù)據(jù)。5) 在線進(jìn)行二級(jí)主站及自動(dòng)裝置的控制方式字、參數(shù)，如故障檢

12、測(cè)定值、RTU/FTU 配置參數(shù)等的設(shè)置和修改。2.3.2 配電自動(dòng)化二級(jí)主站設(shè)置方式1) 作為小區(qū)內(nèi)配電網(wǎng)集控站二級(jí)主站作為小區(qū)內(nèi)的集控站時(shí)，與小區(qū)內(nèi)所有變電站自動(dòng)化系統(tǒng)、RTU、FTU 通信，一是完成小區(qū)內(nèi)饋線自動(dòng)化功能，二是完成小區(qū)內(nèi)變電站的集中監(jiān)控及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是變電站自動(dòng)化與饋線自動(dòng)化系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)軟硬件資源的共享，系統(tǒng)的獨(dú)立性和實(shí)時(shí)性好；缺點(diǎn)是系統(tǒng)配置復(fù)雜，二級(jí)主站數(shù)據(jù)處理量大。該方式不適用于已經(jīng)實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)

13、化的情況。2) 作為小區(qū)饋線自動(dòng)化主站二級(jí)主站作為小區(qū)內(nèi)饋線自動(dòng)化控制主站時(shí)，完成線路設(shè)備的監(jiān)控及故障定位、自動(dòng)隔離及恢復(fù)供電功能。這種方式下二級(jí)主站不包含變電站監(jiān)控功能，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)或 RTU 數(shù)據(jù)直接送上線主站，二級(jí)主站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理量少，構(gòu)成簡(jiǎn)單。二級(jí)主站的故障管理功能需要變電站出線開(kāi)關(guān)的配合，它要與變電站自動(dòng)化系統(tǒng)或 RTU 通信或通過(guò)上級(jí)主站轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)出線開(kāi)關(guān)的監(jiān)控，因此，通信配置較為復(fù)雜。2.3.3 配電自動(dòng)化二級(jí)主

14、站應(yīng)用在一個(gè)小區(qū)內(nèi)設(shè)置一個(gè)配電自動(dòng)化二級(jí)主站，能夠獨(dú)立實(shí)現(xiàn)小區(qū)內(nèi)配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化功能，二級(jí)主站與上一級(jí)主站通信，轉(zhuǎn)發(fā)必要的數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)小區(qū)內(nèi)配電網(wǎng)的 SCADA 監(jiān)控功能。這樣，利用已有的上級(jí)調(diào)度自動(dòng)化主站就可以完成配電網(wǎng)自動(dòng)化功能，達(dá)到提高供電可靠性及供電質(zhì)量的目的。這一方案的優(yōu)點(diǎn)是不需要建設(shè)一個(gè)復(fù)雜的 DA/DMS 主站就可完成配電自動(dòng)化功能，具有投資少、見(jiàn)效快的優(yōu)點(diǎn)。由于二級(jí)主站相對(duì)獨(dú)立，可以分批、分片逐步實(shí)施整個(gè)配電網(wǎng)的自動(dòng)化