变电所综合自动化

1、变电所综合自动化

概念：变电所综合自动化是将变电所的二次设备（包括测量仪器，信号系统，继电保护，自动装置和远动装置）经过功能的组合和优化设计，利用先进的计算机技术，现代电子技术，通信技术，信号处理技术实现对全变电所的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和保护与上级调度通信的综合性自动化功能。

特点：①利用微机和大规模集成电路组成的自动化系统代替常规控制屏、中央信号系统和远动屏②利用微机保护代替常规保护③能采集完整的运行信息和利用计算机的高速计算与逻辑判断能力实现监视、控制、运行报告等功能④功能综合化、结构微机化、监视屏幕化运行管理智能化。

基本功能：监视和控制、微机保护、电压和无功综合控制、低频减载、备用电源自动投入、通信

结构：①集中式（集中采用变电站的模拟量、开关量和数字量等信息，集中进行计算与处理，再分别完成微机监控，微机保护和一些自动控制等功能）②分层分布式系统集中组屏（分层式：将变电站信息的采集和控制分为管理层，站控层和间隔层。分布式：再结构上采用主从CPU协同工作的方式，各功能模块之间采用网络技术或串行方式实现数据通信多CPU系统提供了处理并行多发事件的能力，解决了集中式结构中独立CPU计算处理的瓶颈问题，方便系统发展）③集中组屏与分散安装相结合（将配电线路的保护盒测控单元分散安装在开关柜内，高线路保护和主变压器保护装置等采用集中组屏的系统结构），其优点：@简化了变电站二次部分的配置，大大缩小了控制室的面积@减少了设备安装工程量@简化了变电站二次设备之间的互连线，节省了大量的电缆@可靠性高，组态灵活，检修方便，分散安装时减小了TA的负担。

2、数字化变电所的主要技术特点

①采用新型电流和电压互感器代替常规电流、电压互感器，将大电流和高电压直接变换为数字信号或者低电平信号②利用高速以太网构成变电站数据采集及状态和控制信号的传输系统③数据和信息实现基于IEC61850标准的统一建模④采用智能断路器等一次设备，实现一次设备控制和监视的数字化。

配电网：通常把电力系统中二次降压变电所低压侧直接或降压后向用户供电的网络，称为配电网，包括馈线、降压变压器、断路器、各种开关等设备。

3、配电SCADA（配电网数据采集和监控、电力系统监控系统）

特点：①基本监控对象为变电站10kV出线开关及以下配电网的环网开关、分段开关、开闭所、公用配电变压器和电力用户，数据量通常要比输电系统多一个数量级②系统要求比输电SCADA系统对数据实时性的要求更高③系统对远动通信规约具有特殊的要求④配电网为三相不平衡网络⑤配电网直接面向用户，对可维护性的要求也更高⑥集成了管理信息系统（MIS）的许多功能，对系统互连性的要求更高，配电SCADA系统必须具有更好的开放性⑦必须和配电地理信息系统（AM/FM/GIS）紧密集成。

基本组织模式：配电网的SCADA系统是通过监测装置来收集配电网的实时数据，进行数据处理以及对配电网进行监视和控制等功能。分层的组织模式，体系结构图

4、电力负荷控制

必要性及其经济效应：①对系统：a使日负荷曲线变平坦，使现有电力设备得到充分利用，推迟扩建资金投入；b减少发电机组启停次数，延长设备使用寿命，降低能耗；c使系统运行稳定，提高供电可靠性。②对用户：让峰用电，减少电费支出。因此，建立一种市场机制下用户自愿参与的负荷控制系统，会形成双赢或多赢的局面。

电力负荷控制种类：1）分散负荷控制2）远方集中负荷控制

5、配电管理系统DMS的通信方案

配电自动化系统采用的通信方式有配电线载波通信、电话线、调幅（AM）调频（FM）广播、甚高频通信、特高频通信、微波通信、卫星通信、光纤通信等多种形式。①主站与子站之间，使用单模光纤；②子站与FTU之间，使用多模光纤；③TTU与电量集抄系统的数据的转发，可以利用有线（屏蔽双绞线）方式，采用现场总线通信，也可采用配电载波通信6、馈线自动化

定义：馈线自动化是指在正常情况下，远方实时监视馈线分段开关与联络开关的状态和馈线电流、电压情况，并实现线路开关的远方合闸和分闸操作；在故障时获取故障记录，并自动判别和隔离馈线故障区段以及恢复对非故障区域供电。

功能：①数据采集功能：采集所有馈线开关的电流、电压和开关位置信号。②数据处理功能：当配电网络中有馈线故障时，根据RTU 和FTU 所采集的信息，自动、准确地诊断故障的区段、性质，并对各类开关动作的顺序和次数进行统计登记，以图形或表格方式显示或打印有关信息，供运行人员及时了解故障情况。③控制操作功能：在正常运行过程中，根据运行方式的需要，带负荷遥控投切馈线开关或线路，遥控投切空载线路、空载变压器或线路电容器等；当馈线上发生故障时，能自动隔离故障区段，自动恢复对非故障线路的供电。④报表功能：自动生成各种表格，表格形式和大小由用户任意生成，各类报表可以定时打印，也可以随时打印。⑤事故告警功能：遥测量越限、设备运行异常、保护和开关动作时发出声、光报警信号，并登记、打印和归档备查。⑥图形功能：用户可自行编辑、绘制各种图表，提供多窗口的画面显示，画面具有平移、滚动、缩放、漫游和自动整理等功能。⑦数据库管理功能：借助窗口，通过数据库管理软件，用户可以方便地对数据库进行创建、删除、修改、读写、检索和显示，但不能修改实时数据，特别是电量数据。通过该软件，可以保证配电网在自动化系统内各工作站数据的一致性。⑧对时功能：为保证全网时钟的统一，配电网主机和RTU与FTU的时钟应保持一致。

实现方式：馈线自动化方案可分为就地控制和远方控制两种类型。

①就地控制：依靠馈线上安装的重合器和分段器自身的功能来消除瞬时性故障和隔离永久性故障，不需要和控制中心通信即可完成故障隔离和恢复供电；②远方控制：是由FTU采集到故障前后的各种信息并传送至控制中心，由分析软件分析后确定故障区域和最佳供电恢复方案，最后以遥控方式隔离故障区域，恢复正常区域供电。

7、配电网自动化系统远方终端分类：

①馈线远方终端（包括FTU和DTU，FTU包括户外柱上FTU，环网柜FTU和开闭所FTU；DTU就是开闭所FTU）②配电变压器远方终端（TTU）③变电站内的远方终端（RTU）

8、能量管理系统（EMS）与配电管理系统（DMS）的差异：

①配电网络多为辐射形或少环网，输电系统为多环网②配电设备沿线分散配置，输电设备多集中在变电站③配电系统远程终端数量大，每个远程终端采集量少，但总的采集量大，输电系统则相反④配电系统中的许多野外设备需要人工进行操作，而输电设备多为远程操作⑤配电系统的非预想接线变化要多于输电系统，配电系统设备扩展频繁，检修工作量大。

9、配电图资地理信息系统

配电图资地理信息系统是自动绘图AM、设备管理FM和地理信息系统GIS的总称，是配电系统各种自动化功能的公共基础。

①地理信息系统GIS：地理信息系统是计算机软硬件技术支持下采集、存储、管理、检索和综合分析各种地理空间信息，以多种形式输出数据与图形产品的计算机系统。

②AM自动绘图：通过扫描仪将地图图形输入计算机，包括制作、编辑、修改和管理图形；

③FM设备管理：将各种电力设备和线路符号反映在计算机的地理背景图上，并通过检索可得到各设备的坐标位置以及全部有关技术档案，包括各种设备及其属性的管理。