【正文】
用的通信技術(shù)有:有線電視廣電網(wǎng)、音頻、光纖、雙絞線、有線、無線、無線擴(kuò)頻和配電線路載波等,在配電自動化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程中,采用何種通信技術(shù)或方案,則應(yīng)根據(jù)接線方式、實(shí)現(xiàn)功能、現(xiàn)場環(huán)境和可靠性要求等因素決定。在發(fā)生故障時,由主站根據(jù)采集的故障信息進(jìn)行分析、判斷,切除故障段并實(shí)施恢復(fù)供電。(3)電自動化系統(tǒng)終端基本功能根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)控或監(jiān)測對象,配電自動化現(xiàn)場終端可分為如下幾種終端:饋線開關(guān)監(jiān)控終端(FTU),配變監(jiān)測終端(TTU)。(1)配電自動化系統(tǒng)主站系統(tǒng)功能主站系統(tǒng)是整個管理系統(tǒng)的最高層,負(fù)責(zé)對所有配電線路及設(shè)備的管理,對全局重要信息進(jìn)行監(jiān)視管理,其基本功能包括以下幾個方面:基于制圖/設(shè)備管理/地理信息系統(tǒng)(AM/FM/GIS)一體化設(shè)計(jì)的配電SCADA功能饋線自動化子系統(tǒng)(FA)故障處理和負(fù)荷轉(zhuǎn)移決策功能配電網(wǎng)在線維護(hù)功能調(diào)度員在線仿真培訓(xùn)功能配電網(wǎng)專用AM/FM/GIS功能城區(qū)配電自動化主站中心變子站配電終端配電終端配電終端配電終端柱上開關(guān)柱上開關(guān)柱上開關(guān)配電室配電變壓器配電終端圖21系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)框圖配電WEB瀏覽功能(2)配電自動化系統(tǒng)子站基本功能數(shù)據(jù)采集功能,包括采集狀態(tài)量、模擬量、電能量等。主要用來實(shí)現(xiàn)變電站10KV出線的饋線自動化,并上傳下達(dá)各種實(shí)時信息。 某城區(qū)配電網(wǎng)改造后狀況鑒于已有的10KV線路存在不足不能滿足自動化需要的情況,以及考慮今后5至10年的負(fù)荷發(fā)展規(guī)劃,該城區(qū)10KV配電網(wǎng)線路進(jìn)行改造,10KV配電網(wǎng)線路采用4回路,環(huán)網(wǎng)供電方式,主干線導(dǎo)線截面120mm分支干線導(dǎo)線截面70 mm2,分支導(dǎo)線截面50mm2,同時按照自動化的要求對線路加裝開關(guān)設(shè)備對線路進(jìn)行合理分段和聯(lián)絡(luò),滿足在線路停電或故障時負(fù)荷的互倒互帶要求。導(dǎo)線截面為16mm2─25mm2,電桿為YB158型,電度表12800塊,其中60%屬于國家明令淘汰產(chǎn)品,配電變壓器121臺,其中高耗能變壓器88臺,約占66%,配電變壓器總?cè)萘繛?8330KVA。選擇技術(shù)比較成熟的能進(jìn)行深充深放的蓄電池來實(shí)現(xiàn)戶外設(shè)備控制的電源問題。此外,在配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中,眾多的終端設(shè)備中即有容量較大的RTU,又有容量小的饋線FTU以及故障記錄信息、定值遠(yuǎn)傳、遠(yuǎn)方抄表等信息,這樣就更增加了通信系統(tǒng)的建設(shè)難度。(2)開關(guān)設(shè)備頻繁操作,可靠性要求高配電自動化系統(tǒng)應(yīng)用的一大目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)日常配網(wǎng)動態(tài)管理,以達(dá)到合理分配負(fù)荷、有效利用能源的目的,因此開關(guān)設(shè)備要求能夠頻繁操作,為此設(shè)備高可靠性是實(shí)現(xiàn)動態(tài)管理的基本要求。配電自動化有其自身的許多特點(diǎn),這些特點(diǎn)將使其在實(shí)施過程中遇到許多難點(diǎn)問題,因此在設(shè)計(jì)配電自動化系統(tǒng)方案過程中必須注意這些難點(diǎn)問題加以解決。(6)系統(tǒng)采用了分層、分布式體系結(jié)構(gòu),保證能夠分期、分階段地逐步實(shí)現(xiàn)配電自動化的各項(xiàng)功能。(3)遵循各種相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn),保證系統(tǒng)的開放性。也是某墾區(qū)的交通樞紐和商品集散中心。(5)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)配電網(wǎng)自動化中,最關(guān)鍵、最核心的問題就是通信。(4)配電自動化主站、子站系統(tǒng)配電自動化主站系統(tǒng)是配電自動化系統(tǒng)的核心,主要完成配電網(wǎng)的SCADA系統(tǒng)功能、故障處理及負(fù)荷轉(zhuǎn)移計(jì)算功能、配電GIS (AM/FM/GIS)功能,還包括配電高級應(yīng)用軟件等。合理選擇實(shí)現(xiàn)饋線自動化的模式、合理選擇一次配電設(shè)備,加裝智能化終端設(shè)備,實(shí)時遙測、遙信和遙控功能,是饋線自動化功能實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵之所在。研制出適合于該城區(qū)最佳的配網(wǎng)自動化整體設(shè)計(jì)方案,確定系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能。第三階段,通過多年的配電網(wǎng)的改造和各單項(xiàng)自動化(如負(fù)荷控制、遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)、配網(wǎng)系統(tǒng)管理系統(tǒng)等)的發(fā)展,借助現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)之間資源共享,達(dá)到配電管理層次。我國配電自動化的發(fā)展大致可以分為三個階段。銀川城區(qū)配電自動化系統(tǒng)全部采用自行研制的國產(chǎn)設(shè)備,采用饋線RTU,配變RTU和建立在 windows95,windowsNT平臺上的先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),運(yùn)用 SQL Server大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),并采用有線通信和無線通信相結(jié)合的綜合數(shù)據(jù)通道,而且充分利用銀川地調(diào)的已有資源,實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)中30余條進(jìn)線、幾十條饋線和7個開閉所及小區(qū)變的全面監(jiān)控,取得了大量經(jīng)驗(yàn),該系統(tǒng)己于1998年8月20日通過國家電力公司組織的技術(shù)鑒定,達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。上海市供電局在浦東金橋金藤開發(fā)區(qū)實(shí)施了配電自動化工程,第一期工程采用法國施耐德集團(tuán)生產(chǎn)的PR環(huán)網(wǎng)開關(guān)會柜9臺,基本達(dá)到了遙控、遙信和遙測的目的,但規(guī)模較小,且設(shè)備依賴進(jìn)口,造價高,不便推廣普及。并且在研究通過負(fù)荷分配的優(yōu)化來減少網(wǎng)損,對變壓器負(fù)荷進(jìn)行管理,以最大限度地利用變壓器容量并降低系統(tǒng)有功損耗,以及按即時電價對用戶負(fù)荷進(jìn)行管理等。國外配電自動化的實(shí)現(xiàn),大致是先實(shí)施饋線自動化,然后建立通信通道和配電自動化主站系統(tǒng),再完善各項(xiàng)功能。光纖因處在發(fā)展階段,目前只在一部分地方使用。(PUB)在80年代中期投運(yùn)并在90年代加以發(fā)展和完善的大型配電網(wǎng)的SCADA系統(tǒng),其規(guī)模最初覆蓋其22kV配電網(wǎng)的 1330個配電站,進(jìn)而覆蓋約4000個配電站。日本是配電自動化發(fā)展得比較快的國家。 1994年,美國長島電力公司配電自動化系統(tǒng)采用850臺FTU和無線數(shù)字電臺組成了故障快速隔離和負(fù)荷轉(zhuǎn)移的饋線自動化,在4年內(nèi)避免了59萬個用戶的停電故障 (根據(jù)美國事故統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),對用戶停電達(dá)到或超過5min就是停電事故),并因此獲得IEEEDA/:第一步使線路運(yùn)行達(dá)到能自動分段。歐美等發(fā)達(dá)國家的配電自動化開始于20世紀(jì)70年代,早期目標(biāo)是縮短饋線停電時間。本項(xiàng)目實(shí)施后,與現(xiàn)有的配電網(wǎng)相比,將大大降低配電網(wǎng)的故障率,縮小配電網(wǎng)故障的停電范圍,供電可靠性得到了較好的改善,事故處理能力進(jìn)一步增強(qiáng),從而帶來較好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。在我國目前經(jīng)濟(jì)和供電條件下它更能作為一種基礎(chǔ)設(shè)施的優(yōu)化促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展,并起到實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會雙重效益的作用。提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和工作效率,并為電力力系統(tǒng)電力市場的改革打下良好的技術(shù)基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞: 配網(wǎng);自動化 ;負(fù)荷VThe Design of Distribution Automation SystemThe disadvantage of power distribution network is more obvious with development of electric power systems and foundation of electric power is mainly reflected by restoring and dealing of power distribution network,transferring of power distribution network this situation does not meet the social and capcity of the power distribution network is the important method to deal with the situatino.The thesis provides design and realization technology of power distributino automation main works are:(1)The design of power distribution station system,the design of SCADA system(2)The design of substation system.(3)The design of munications projectRealization of the system improves the level of power distribution network it expedites the speed of separation from the fault region and transfer of the the enormous social and economic performance for the electric power enteprise.Keywords: power distribution,automation,burden目 錄摘要 IAbstract II1 引言 1 配電自動化的研究內(nèi)容和意義 1 國內(nèi)外配電自動化發(fā)展?fàn)顩r 2 研究的主要內(nèi)容 42 城區(qū)配電自動化設(shè)計(jì)概要 6 概述 6 設(shè)計(jì)原則 6 設(shè)計(jì)目標(biāo) 6 設(shè)計(jì)依據(jù)及要求 7 7 某城區(qū)10KV配電網(wǎng)線路概況 8 某城區(qū)配電網(wǎng)現(xiàn)狀 8 某城區(qū)配電網(wǎng)改造后狀況 9 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 9 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能要求 9 配網(wǎng)自動化系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案 13 配電自動化系統(tǒng)工程范圍 133 饋線自動化 14 14 144 低壓臺區(qū)監(jiān)測及集中抄表系統(tǒng) 17 17 系統(tǒng)實(shí)施方案 17 系統(tǒng)的主要功能及技術(shù)要求 18 集中抄表系統(tǒng) 18 集中抄表系統(tǒng)構(gòu)成及要求 19 集中抄表系統(tǒng)實(shí)施方案 205 配電自動化通信系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 配電自動化通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路 23 系統(tǒng)通信設(shè)計(jì)原則 23 系統(tǒng)整體通信結(jié)構(gòu) 23 主站與子站之間通信方式 25 子站與終端之間的通信方式 25 通信規(guī)約 256 配電自動化主站的設(shè)計(jì) 26 配電自動化主站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 26 主站系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) 26 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 27 軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 28 配電自動化主站硬件配置 28 配電自動化系統(tǒng)軟件配置 297 配電自動化子站的設(shè)計(jì) 31 配電子站設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu) 31 配電子站實(shí)現(xiàn)的功能 31 數(shù)據(jù)采集和傳輸 31 故障處理 32 控制和通訊監(jiān)視功能 32 其它功能 32 配電子站通信接口 328 配電自動化系統(tǒng)主站功能 33 配電SCADA系統(tǒng)的功能 33 本身運(yùn)行狀況的監(jiān)控功能 33 配電網(wǎng)運(yùn)行狀況的監(jiān)控功能 34 變電站內(nèi)設(shè)備的監(jiān)控功能 34 戶外設(shè)備的監(jiān)控功能 34 電網(wǎng)負(fù)載監(jiān)視功能 36 配電網(wǎng)專用AM/FM/GIS功能 36 配電生產(chǎn)管理系統(tǒng) 36 顯示管理 37 設(shè)備管理 37 查詢統(tǒng)計(jì) 38 系統(tǒng)設(shè)置 39 輔助作圖 39 配電生產(chǎn)管理 39 配電運(yùn)行管理 42 配電網(wǎng)在線維護(hù) 43 高級應(yīng)用功能 44 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?44 在線仿真培訓(xùn)功能 44 負(fù)荷預(yù)測 45 配電網(wǎng)潮流計(jì)算 45 配電網(wǎng)重構(gòu) 45 配電WEB瀏覽功能 46 與其它系統(tǒng)接口功能 469 結(jié)論 47參考文獻(xiàn) 48致謝 491 引言 配電自動化的研究內(nèi)容和意義配電自動化系統(tǒng)(DAS)是包括110/10KV變電站(部分地區(qū)有66/10KV變電站、35/10KV變電站)的10KV部分,10KV饋線以及從10KV饋線到用戶的全部配電系統(tǒng)元件的綜合自動化系統(tǒng)。ChinaJune哈爾濱2009 年6 月Northeast Agricultural University Bachelor Degree Dissertation Number: A07050271The Design of Distribution Automation System Name: Tutor :Department : Major : Harbin本文深入討論了配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和實(shí)現(xiàn)技術(shù),主要工作包括:(1)配網(wǎng)主站系統(tǒng)平臺設(shè)計(jì)和SCADA系統(tǒng)設(shè)計(jì)(2)站端系統(tǒng)設(shè)計(jì)(3)饋線自動化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提高了配電網(wǎng)絡(luò)智能化水平,特別是加快了配網(wǎng)故障區(qū)域的隔離和負(fù)荷的轉(zhuǎn)供速度,為電力企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。配電自動化是電力系統(tǒng)現(xiàn)代化的必然趨勢,其主要目標(biāo)可歸結(jié)為:在正常情況下,通過監(jiān)視配電網(wǎng)運(yùn)行工況,優(yōu)化配電網(wǎng)運(yùn)行方式;當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障或異常運(yùn)行時,迅速地查出故障區(qū)段及異常情況,快速隔離故障區(qū)段,及時恢復(fù)非故障區(qū)域用戶的供電,縮短對用戶的停電時間,減少停電面積;根據(jù)配電網(wǎng)電壓合理控制無功負(fù)荷和電壓水平,改善供電質(zhì)量,達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行目的,合理控制用電負(fù)荷,從而提高設(shè)備利用率,自動抄表計(jì)費(fèi),保證抄表計(jì)費(fèi)的及時和準(zhǔn)確,并可為用戶提供自動化的用電信息服務(wù)等。按照國際現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展規(guī)律,配電自動化的系統(tǒng)實(shí)施是整個配電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平、管理水平的全方位全過程的提高,是未來能夠?qū)崿F(xiàn)多方面、巨大的經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)?;谛畔⒓夹g(shù)的配電網(wǎng)自動化將會在墾區(qū)得到廣泛的應(yīng)用并發(fā)揮巨大的作用。國外著名電力系統(tǒng)設(shè)備的制造廠家基本都涉足配電自動化領(lǐng)域,如德國西門子公司、法國施耐德公司、美國COOPER公司、摩托羅拉公司、英國ABB公司、日本東芝公司等,推出了各具特色的配電網(wǎng)自動化產(chǎn)品。1997年全紐約的用戶平均停電時間(含檢修、故障等各種因素停電時間)為104min,而曼哈頓地區(qū)僅為9min。第三步實(shí)施非故障段的自動恢復(fù)供電。其后由于電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及信息傳送技術(shù)的發(fā)展,全國9個電力公司的41610條配電線路己有35983條(%)實(shí)現(xiàn)了故障后的按時限自動順序送電,其中2788條(%)實(shí)現(xiàn)了配電線開關(guān)(指柱上開關(guān))的遠(yuǎn)方監(jiān)控(包括一般的和計(jì)算機(jī)監(jiān)控)。在日本,由于無線電通信頻段大都被電臺占用而很難得到保證,日本在配電自動化系統(tǒng)中,基本不采用無線電通信。UHF和VHF電臺、調(diào)頻廣播(FM)和調(diào)幅廣播(AM)多用來用作負(fù)荷監(jiān)控的信道,無線擴(kuò)頻和一點(diǎn)多址微波通信大多用于配網(wǎng)自動化的通信主干線。日前國外正致力于配電自動化專家系