Distribution Automation System 《配电网及其自动化》 Distribution Automation System 配电自动化系统 刘道兵 三峡大学 • 电力工程系

内容提要 1. 配电自动化系统简介 2. 配电自动化的通信系统 3. 变电站自动化 4. 馈线自动化设备 5. 馈线自动化的实现 1. 配电自动化系统简介 2. 配电自动化的通信系统 3. 变电站自动化 4. 馈线自动化设备 5. 馈线自动化的实现 6. 配电SCADA系统 7. 配电网负荷控制和管理 8. 远程抄表与自动计费系统 9. 配电自动化地理信息系统 10. 配电管理系统

1.配电自动化系统简介 本讲要点: 1.1 配电网及其特点 1.2 配电网自动化概述 1.3 配电网自动化的发展和现状 1.4 配电自动化的难点分析 3

1.1 配电网及其特点 配电网 电力系统电能传输通常包括：发、输、变、配四个环节。电力配送是向用户供电的最后一个环节，其物理系统即为配电网。不同地域其电压等级不尽一样的，没有严格的界限。从广义上说，配电网是指由110kV及以下线路和设备构成的电力网络。 4

1.1 配电网及其特点 配电网(续） 5

1.1 配电网及其特点 配电网的特点 深入城市中心或居民密集点； 线路传输功率不大，传输距离较输电线路短； 对供电容量、电能质量和供电可靠性的要求差异较大； 中性点不接地（10kV，Δ接线） 。 110kV及以上------中性点直接接地 35kV---------------中性点间接接地 10kV---------------中性点不接地 6

1.1 配电网及其特点 配电网的接线方式 树状接线； 放射形接线； “手拉手”形接线； 双回路T型接线； 环形接线； 网孔型接线； 网络型接线； 7

1.2 配电网自动化概述 配电网自动化的定义 运用计算机技术、自动控制技术、电子技术、通信技术及高性能的配电设备等技术手段，对配电网进行离线与在线的智能化监控管理，使配电网始终处于安全、可靠、优质、经济、高效的最优运行状态。 中国电机工程学会给出的定义——利用现代电子技术、通信技术、计算机技术及网络技术，将配电网在线数据和离线数据、配电网数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成，构成完整的自动化系统，实现配电系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制、用电和配电管理的现代化。 国家电网公司给出的定义——利用现代通信和计算机技术，对电网在线运行的设备进行远方监视和控制的网络系统。它包括10kV馈线自动化、开闭所和小区配电所自动化、配电变压器和电容器组等的检测自动化等 8

1.2 配电自动化系统概述 配电网自动化的内容 配电管理系统（DMS）：对变电、配电和用电过程进行监视、控制和管理的综合配电网自动化系，在功能上与输电网的EMS相对应。 主要包括： 配电自动化及其高级应用 还有类似于EMS系统中的 调度员培训系统 客户呼叫服务系统 工作票管理系统 9

1.2 配电自动化系统概述 10

1.2 配电网自动化概述 配电网的功能和作用 三个基本功能 作用 监视--------遥测和遥信 控制--------遥控 保护---------FA 作用 电网故障时，减少停电区域，缩短时间时间，降低电网故障造成的停电损失； 提高供电质量，降低电损； 优化运行方式，提高设备利用率； 降低劳动强度，提高电网管理水平与服务质量。

1.3 配电网自动化的发展与现状 配电网自动化的发展过程（3个阶段） 1）基于自动化开关设备相互配合的自动化阶段； （1）主要特点： ☆主要设备为重合器和分段器； ☆不需要通信网络； ☆较快的故障隔离和非故障区段的恢复供电。 （2）存在问题： ☆永久故障时，多次重合，短路电流对系统冲击大； ☆电压型重合器按时序顺序送点，无故障区段恢复送电时间长； ☆不能监控系统运行，因而不能优化运行方式； ☆调整运行方式后，需要到现场修改定值。 12

1.3 配电网自动化的发展与现状 2）基于通信网络、馈线终端单元（FTU）和后台计算机网络的配电自动化阶段； （1）主要特点： ☆增加了远方终端设备，能监视配电网运行状况和遥控改变运行方式； ☆故障时能够及时察觉，并由调度员通过遥控隔离故障区域和恢复健全区域供电。 （2）存在问题： ☆自动化程度低。 13

1.3 配电网自动化的发展与现状 3）在第二阶段的配电自动化系统的基础上，增加了自动控制功能，自动故障处理功能，集成了配电网SCADA系统、配电网GIS系统、DSM、DTS、故障呼叫服务系统和工作票管理的综合自动化系统。 （1）主要特点： ☆第三阶段的配电自动化系统的另一个特征是形成了集配电网SCADA系统、配电地理信息系统、需方管理（DSM）、调度员培训模拟系统（DTS）、故障呼叫服务系统和工作票管理等一体化的综合自动化系统。 14

1.3 配电网自动化的发展与现状 配电网自动化的发展趋势 配电网自动化的发展现状 1）向分布式、一体化、集成化方向发展。 2）将人工智能技术应用到配电自动化系统。 配电网自动化的发展现状 1）北京上海等发达地区，整套进口设备，规模小，造价高，不能普及； 2）大部分地区都是形式化，收益不大； 3）与我国国情相关，发展缓慢。 15

1.3 配电网自动化的发展与现状 现代配电网自动化系统的组织模式 采用分层集结的策略，分四个层次： 1）设备层，由自动化终端设备构成，即：FTU、 TTU、RTU和集抄器等； 2）区域集结层，由配电子站构成； 3）配电自动化子控制中心层，建在城区分局，相当于一个小规模的配电网自动化化系统； 4）配电自动化总控制中心，建设在市供电局，对整个城市的配电网进行管理。 16

配电自动化系统的组成 17

配电自动化终端——FTU 18

配电自动化终端——TTU 19

实现配电网自动化的主要难点 1.4 配电网自动化的难点分析 1）站点多，设备工作可靠性和维护性要求高，造价高； 2）终端设备工作环境恶劣，设备制造难度大、要求高。 3）配电网的控制电源和工作电源获取困难。 4）配电网通信系统复杂，需要多种方式，多层集结的方式来实现，建设难度大。 5）目前我国配电网落后，为实现配电自动化，需要对电网拓扑结构进行大规模改造。 20

重要的几个术语 几个重要的术语 DAS: Distribution Automation System SCADA: Superversory Control and Data acquisition DMS: Distribution Management System GIS: Geography Information System RTU: Remote Terminal Uint FTU: Feeder Terminal Unit TTU: Transformer Terminal Unit 21

参考资料 教材： ☆杨武盖，路文梅，郑志萍《配电网及其自动化》. 中国水利水电出版社 参考文献： ☆许克明，熊炜《配电网自动化系统》. 重庆大学出版社 ☆郭谋发《配电网自动化技术》.机械工业出版社 ☆刘健，倪建立《配电网自动化新技术》.中国水利水电出版社 ☆陈堂，赵祖康，陈星莺，胡大良.《配电网自动化新技术》,中国电力出版社 ☆刘健，倪建立《配电自动化系统》.中国水利水电出版社 22

联系方式 办公室：电气信息楼301 电话：15872667664 电邮：liudb@ctgu.edu.cn 主题后加“CTGU”，如 “配电自动化CTGU” 23

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