配电自动化和管理系统案例

是上海的 11.8倍
巴黎 芝加哥 曼谷 上海
是曼谷 的14.6倍
香港 悉尼 东京 新加坡
用户平均停电时间对比
用户平均停电次数对比
9
新加坡供电可靠性经验
10
新加坡供电可靠性主要措施
11
新加坡供电可靠性主要措施
12
新加坡供电可靠性主要措施
13
日本配电系统的供电可靠性
14
英国供电可靠性管理经验
配网自动化和配网管理系统 典型案例分析
柳涛
1
目录
• 配网自动化和配网管理系统（DMS）概述 • 配网自动化典型案例分析
– 北京城区供电公司，电缆网和架空网 – 贵阳城北分局，架空网，电压－时间型 – 深圳供电局、中山供电局，故障指示器远传 – 上海电力公司，中压载波 – 抚顺电业局，开闭所智能DTU就地保护和控制
综保继电器
综保继电器
综保继电器
综保继电器
综保继电器
综保继电器
智能报警板
62
案例分析5：抚顺电业局
福中一线 2#民主路开闭所 民主专线
福 民 变
福中二线 4#中央大街开闭所 新抚二线 东六专线 中央专线
中 新 变
•站前电缆网配网自动化
12条线路 6个开闭所 8个柱上开关 80台箱式变和用户 远方监控、故障定 位与隔离
深入分析每次事故原因
15
法国供电可靠性管理经验
制定标准，对达不到可靠性标准的供电公司进行经济罚款
16
美国供电可靠性管理经验
17
美国供电可靠性管理经验
• 针对不同的停电类型，从供电可靠性和成本角度进行审核和实施管理
18
广东电网用户停电原因分类
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与国内外水平差 国内供电企业面临的挑战 距较大
主站和子站
数据采集和控制SCADA 故障隔离和恢复FA
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案例分析1：北京城区供电公司
• 一次网架结构特点 • 东城、西城、宣武、崇 文四个行政区 • 由西直门、长椿街等13 座220kV变电站提供电力 供应。 110kV变电站26 座，35kV变电站1座 • 1500多条10kV线路
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全电缆线路：双射网为主
– 隔离相间短路：变电所跳闸后、看门狗跳闸，变电所 重合 – 切除单相接地：小电阻接地系统，级差配合，看门狗 先动作
• 08年正确动作45次
– 5次相间短路 – 40次单相接地
• 700台通过GPRS实现2遥
42
小节
• 电缆双射网为主，架空多分段多联络 • 开闭站断路器，分散式微机保护、3遥，保 护管理器汇总信息、光纤以太网 • 电缆分界室、配电室监测为主、2遥 • 柱上负荷开关，FTU、3遥，GPRS • 用户分界开关，隔离相间短路、切除单相 接地，GPRS，2遥
Link/Rx
LPT1
LPT2
COM
从载波机
公共信号
从载波机 K型站
主控单元
公共测量量
K型站
公共遥控1 公共遥控2
··· ···
RS232/485
Pow r/TX Link/Rx LPT1 LPT2 COM
RS232 RS485
RS485
带保护层的通讯屏蔽电缆
带保护层的通讯屏蔽电
综保继电器 直流屏
综保继电器
模式：就地/主站/分布式 操作：自动/人工
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策略三：配网管理 － 当务之急
建设配网管理系统（DMS），对配网 生产和调度管理提供技术支撑
• 调度管理：掌握电网运行状态，停电和转 供电方案，保护整定，优化运行方式 • 计划停电管理：可靠指标体系接入生产管 理流程，综合停电，转电操作，时间管理 • 现场检修、抢修工作标准和事故应急管理 体系：标准化、程序化、快速化
• 自动化模式
– 单元化微机保护 – 保护管理机 – 三遥 – 光纤以太网通信 – 计划上工业电视 微 机
保护 配网自动化主站系统 光纤以太网
DTU
保护管理机 配变 低压 信息 微机 保护 微机 保护 开 闭 站 直 流
38
电缆分界室、配电室自动化
• 电缆分界室
– DTU – 要求2遥，具备条件的上遥控 – 光纤或者GPRS
模式1：变电所－>开闭 站 800条，30％负荷 模式2：串连的电缆分界 室，600条，60％负荷
36
开闭站自动化
• 规模
– 共107座，计划全上自动化 – 88座已安装自动化装置、具备通信条件后进行 实传试验 – 目前20座能遥控，其余正在紧张调试中，计划 全部在6.30度夏前投入遥控
37
开闭站自动化
60
案例分析4：上海供电局
• • • • • K型（开关站）：分布式综合自动化装置 P型（环网站）：故障诊断自动化装置 W型（户外站）：配变信息采集终端 杆变： 配变信息采集终端 通信：中压载波
``
`
61
K型站（开关站）分布式综合自动化
上传调度 主载波机
电缆屏蔽层
从载波机
RS-232
Power/TX
１．缩小事故区间 ２．快速定位故障 ３．快速隔离故障 4．迅速进行负荷转移
故障指示器；DTU、FTU；智 能开关控制器；继电保护
26
快速定位故障点
配电自动化终端、故障指示器：感受故障电流、电压
SW
SW
搜索范围
事故点
27
配网自动化提高供电可靠性
１．缩小事故区间 ２．快速定位故障 ３．快速隔离故障 4．快速负荷转移
52
故障指示器远传－电缆网
环网柜 环网柜
SFI 3只
EFI3C1O
终端
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3、FI-3P1O /3P2O
2、EFI-3C1O
1、SFI-2C1O
54
电缆系统故障指示器和终端安装示意图
55
在故障定位系统基础上升级的二遥系统
• 目的：实现实现故障的快速定位，减少故 障巡查和故障处理时间；实时监测电流和 开关状态，实现对电网的基本监测 • 设备：故障指示器＋监测终端 • 特点： 不需要改造现有一次设备、投资省 、见效快、容易实施、容易推广
43
案例分析2：贵阳城北分局
• 一次网架特点
– 架空、电缆混合系统 – 主干线路为架空，电缆分支较多 – 手拉手环网 – 2或3分段
44
45
46
自动化模式
• • • • U-T（电压－时间型）就地FA VSP5自动分段和联络开关 架空光缆＋光Modem 主站远方遥控
47
现场情况
48
FA原理
58
• 深圳供电局配电自动化一期工程 一遥的故障指示器：1541套， 7705只（电缆系统） 二遥的故障指示器：736套，3680只（电缆系统） 二遥通信终端： 232套 ，（电缆系统）
59
小节
• 以故障指示器为基础的一遥方案，最经济 实用 • 以故障指示器为基础的两遥的自动化方案 满足了大多数配网监测需要，不需要改造 任何一次设备，容易实施 • 在关键点的开关（新上设备）实施三遥
32
自动化终端类型 FTU、DTU 智能开关控制器 （电压时间型） 微机保护 故障指示器 测量和遥控
作用
成本 中 高 高 低
和开关配套、就地智能控制 和保护为主，兼测控 用于开闭站、环网柜，继电 保护为主、兼测控 以指示故障为主、最新的故 障指示器也具有测量功能
33
配网自动化的组成
通信
光纤（SDH、以太网、异步串行） GPRS 中压载波 有线
50
小节
• 主干线架空线，手拉手环网 • 电压时间型就地故障隔离和恢复，不依赖 于通信和主站 • 不需要操作电源 • 架空光缆通信 • 主站遥控、调整运行方式 • 无法检测单相接地故障
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案例分析3：深圳供电局、中山供电局 • 特点： • 开闭所是负荷开关柜 • 大量使用一遥：基于故障指示器的故障信号 远传 • 部分使用二遥：自动化终端或者故障指示器 • 关键点、主环的开关上使用三遥
新抚一线 3#东六路开闭所
东三专线
5#解放路开闭所
1#东三路开闭所
6#西七路开闭所
西 七 干 线
解 放 干 线
中 阳 一 线
中 阳 二 线
南阳变
63
开闭所供电模式
福 民 变 6-14 L-600
80台箱式变和用户
6-15 L-976
南 阳 变
I
II
630×2KVA 900KW 6-8 L-77 43-2 43-1 6300×2KVA 6-13 1008KW L-114 商业城 500KVA 380KW F17 所用 500KVA 423.8KW 37 6-1 L-394 F16
变电站综合自动化 变电站电量采集
自动化
输电线路 变电站
一次设备
配电线路 配电站 用户
输变电系统
配电系统
6
配网自动化和管理系统的建设目标
• 提高供电可靠性：减少停电时户数（包括 事故和计划、临时停电等） • 提高管理水平 • 改善用户服务质量 • 提高经济效益：降低电能损耗，减少配电 检修、维护费用
配电
用电
发电
发电
调度中心、生产运行单位
5
主网和配网的自动化和信息系统
主网调度： SCADA/PAS/DTS 调度MIS 主网生产管理系统 输电GIS 调度 配网调度： DSCADA/DPAS 配电调度管理 配网生产系统 配网GIS 营销系统、95598 配网自动化 电量采集
生产 营销
广义 DMS系统
分段/联络模式 分段开关模式： 合位、失压跳闸 来电X时限合闸 合闸后Y时限失压闭锁 残压闭锁 联络开关模式： 单侧失电延时合闸 双侧带电闭锁
49
应用规模
• 贵阳北部城区，VSP5型自动真空负荷开关 148台 • 59条10kV线路形成30个“手拉手”环网运行 • 故障隔离、遥控运行正常 • 通信容易出问题
29
二、配网自动化典型案例
30
系统结构
变电站综合 自动化-SA 负荷控制 LC 远方抄表 系统
31
配网自动化的组成
一次设备
配电变电站 电缆系统：开闭站、环网柜、配电室 架空系统：柱上开关（真空、SF6) 变压器（箱变、柱上变、配电室）
二次自动化终端
微机保护 FTU，DTU TTU、配变综测仪 智能开关控制器 故障指示器
2
目录
• 配网管理系统（DMS）的系统架构与典型 案例分析
– 配网GIS：湖州电力局 – 配网SCADA – 配网生产管理系统DWM：深圳供电局、湖州电 力局 – 配网调度管理系统：南京供电局 – 配网高级应用软件D-PAS：
3
一、配网自动化 和 配网管理系统（DMS） 概述
4
输电
50.0Hz 50.2 49.8
电网网 架薄弱
面临的挑战
配网设备 故障率高
配网管理水平低
20
以提高供电可靠率为核心目标的具体策略
• 电网建设 － • 配网自动化 － • 管理手段 －
夯实基础 逐步实施 当务之急
21
策略一：电网建设 －夯实基础
• 主网建设：
– 新建变电所，提高容载比
• 配网建设
– 改造网络，提高网络的供电能力，提高环网化 率、N－1通过率 – 提高电缆化率、绝缘化率 – 更换可靠性差（容易出故障）的设备
22
如何进一步提高可靠性？
100% 投 资 费 用
用DA进一步提高可靠性
？
投资与效果的界限
可靠性
23
策略二：配网自动化 － 逐步实施
１．缩小事故区间 ２．快速定位故障 ３．快速隔离故障 4．快速负荷转移
电网多分段
源自文库
24
缩小故障停电范围 SW
停电范围
SW
用户 区间分割后
SW
停电范围
SW
用户
25
配网自动化提高供电可靠性
500KVA 420KW 45 6-9 L-140
630×2KVA 900KW 6-5 L-100 42
500KVA 443.3KW 38 6-2 L-145
500KVA 437KW 39 6-3 L-118
7
广东电网与国内先进省份比较
8
广州局与国内外先进水平的比较
广州 都柏林 吉隆坡 旧金山 芝加哥 上海 曼谷 巴黎 悉尼 香港 东京 新加坡 98 57 10 9.8 3 0.5 单位：(分钟/户） 157 148 138 128 121.4 1430 广州 旧金山 1.48 1.30 1.21 0.93 0.48 0.12 0.10 0.05 0.01 单位：(次/户） 4.17
• 配电室
– DTU – 2遥
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架空和电缆混合线路
• 多分段、多联络
– 200条线路，柱上负荷开关
40
架空线路自动化
• • • • 已安装100多台FTU，3遥 GPRS远传 遥控已投入实际运行，延时2-5秒 自动化计划覆盖70％ 的线路（关键分段、 联络开关）
41
用户故障隔离
• 2006年，用户故障引起的停电占40％ • 1000多台用户分界负荷开关（看门狗）
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故障指示器实现二遥
3P3O
探 头
ODU
I/O
开关位置 采集板 GPRS模块
通信终端
57
• 广东中山供电局故障定位系统及馈线自动化 主站：4套 馈线自动化开关及终端：86套（柱上安装） 一遥通信终端： 549台，（安装在配电房和开关站） 二遥通信终端： 94台 ，（安装在配电房和开关站） 一遥的故障指示器：721套， 3606只（电缆系统） 二遥的故障指示器：201套， 1005只（电缆系统） 就地指示的指示器：13300（电缆系统） 5383只（架空系统）