智能电网信息通信专题讲座_智能配用电信息通信技

感知 延伸 互动
线路 状态
视频 安全 输电
气象 条件
一次 二次 设备 设备 变电
配用电系统在电力系统中的位置
统 电力 系 生产 用 过程 应 关 相 力 电
发电厂
输电线
变电站
配电网
用户
电厂自动化
线路在线监测
变电站 自动化 配电网 自动化
智能用电 服务系统
调度自动化
计量自动化
企业信息化
国内配用电系统建设发展曲线
发 展 度
建设 高潮
平稳 发展
反思 试点
制定 标准
起步
1995
1997
2001
2004
2006
2009 时间
5.1 配电自动化系统
配电自动化是应用现代计算机技术、远动、自
控、通讯、新型配电设备等先进技术手段，实现配电 网在线和离线远方监控，与配电自动管理，以达到配 网安全，可靠，经济，优质，高效运行之目的。
F类——公变考核计量点
用电信息采集-术语和定义
2）用电信息采集终端 是对各信息采集点用电信息采集的设备，简称采集
终端。可以实现电能 表数据的采集、数据管理、数据双向传输以及转发或执行控制命令的设备。 用电信息采集终端按应用场所分为专变采集终端、集中抄表终端（包括集中 器、采集器）、分布式能源监控终端等类型。
智能配用电信息通信技术
第五讲 智能配用电技术
5.1 配电自动化系统
5.2 用电信息采集系统
5.3 配用电一体化通信技术 5.4 智能用电技术
智能电网信息通信解决方案
信息 应用 输电线路检修 导线 状态 分析 杆塔 气象 状态 条件 分析 分析 变电站检修
一次 设备 状态 分析 二次 设备 状态 分析
目 前 ， 欧 盟 主 要 资 助 “Microgrids”和 “More Microgrids”微 网 项 目
希 腊 、 德 国 、 西 班 牙 等 建 立 不 同 规 模 的 微 网 实 验 室
日 本 已 经 建 立 了 多 个 微 网 工 程
微网的关键技术—并网、保护和通信技术
电力电子技术：并网逆变器（整流器）、静态开关、电能 质量控制装置 故障检测与保护：过压和欠压保护、反孤岛和低频保护
反向安全隔离
基 于 IEC61968的 信 息 交 换 总 线 （ 安 全 Ⅰ 区 和 Ⅱ 区 ）
配电主站 上级调度系统 通信网（骨干层）
配电子站
配电子站
通信网
通信网
柱上开关 环网柜 柱上开关 集中型馈线自动化
环网柜 开闭所 环网柜 就地型馈线自动化
配用电系统的连接与安全隔离
生产管理大区 设备数据及实 时数据报文 据 信息管理大区 导入设备 信息
配电自动化 电能 调度 管理 电能 质量 控制
用户用电信息 计量管理
信息 处理
精细 用能 管理
信息 双向 互动
电力综合信息平台数据库
信息 传输 电力宽带专用网（光纤/宽带无线接入）+3G 链式传感网
极端环境传感网
大规模传感网 潮流 电能 分布 质量 配电 计量 居民 考核 用电 用电
智 能 电 网 标 准 制 定
分段开关
联络开关
开关之间的时序配合
集成型调配 一体化系统
配 电 GIS系 统
地 理 信 息 系 统
生产管理系 统 （ PMS）
故障报修系统 TCM(95598）
营销管理 系 统 (CIS)
用电信息 采集系统
A M / F M / G IS
基 于 IEC61968的 信 息 交 换 总 线 （ 安 全 Ⅲ 区 和 Ⅳ 区 ） 正向安全隔离
实时监控的系统，实现用电 信息的自动采集、计量异常监测、电能质量监测、用电分析和管理、相关信 息发布、分布式能源监控、智能用电设备的信息交互等功能。 包括5类用户和1个公变考核计量点： A类——大型专变用户 B类——中 小型专变用户 C类——三相一般 工商业用户 D类——单相一般工 商业用户 E类——居民用户
通过相关控制装置间的协调配合，可以同时向用户 提 供电能和热能 根据实际情况，系统容量一般为数千瓦至数兆瓦 通常接在低压或中压配电网络中 目前主要应用 单一种类可再生能源发电场、（冷） 热 电联供系统
智能微网示意图
微网的发展历程
美 国 电 气 可 靠 性 技 术 措 美 国 电 力 公 司 施 解 决 方 案 联 合 会 Walnut微 网 测 试 （ CERTs） 提 出 微 网 概 念 基 地 验 证 CERTs 微网 理 论 和 方 法
用电信息采集-系统功能
1）数据采集 根据不同业务对采集数据的要求，编制自动采集任务,并管 理各种采集任 务的执行，检查任务执行情况。 采集的主要数据项有电能量数据、交采数 据、工况数据、电能质量统计数 据、事件记录数据等。 采集方式有定时自动采集、随机召 测、主动上报等方式。 2）数据管理 对采集数据完整性、正确性进行检查和分析，对于异常数据不 予自动修复， 并限制其发布，保证原始数据的唯一性和真实性。 按区域、行业、线路、 时间等对采集的原始数据进行计算、统计和分析。
BM15 有序用电管理
市场与需求侧
BM14 能效管理
BM10 计量体系管理
BM11 电能信息采集
电能计量及信息采集
财务管理
安全生产
协同办公
人力资源
物资管理
项目管理
综合管理
外部单位
用电信息采集系统
用户用电信息采集系统 层次型结构示意图
用电信息采集-术语和定义
1）电力用户用电信息采集系统 是对电力用户的用电信息进行采集、处理和
用 电 信 息 采 集 系 统
电力营销业务模型
客户服务与客户关系 BM17 BM07 95598业务处理 客户联络 BM01新装、 增容及变更用电 BM02 供用电合同管理 BM16 客户关系管理 BM06 用电检查管理 综合管理 营销分析与辅助决策 BM18 稽查及工作质量 BM19 客户档案资料管理 BM12 市场管理 BM08 资产管理 BM09 计量点管理 BM13 线损管理 BM05 电费收缴及账务管理 BM03 抄表管理 电费管理 BM04 核算管理
用电信息采集-系统指标
4）数据采集成功率
数据采集成功率等级
C1 C2 C3 C4
一次采集成功率
≥99％ ≥97％ ≥95％ ≥90％
周期采集成功率
100％ ≥99.5％ ≥99％ ≥98％
5.3 配用电一体化通信技术
监测对象 配电网电能质量的实时监测 台 区变考核、防窃电 大用户远程 负荷控制：实时远 程拉合闸控 制和网络预付费、 用电信息远 程发布应用 居民用户用电实时 、精确计量， 用电事件上报、 告警 居民家电设备用电的精细 管理 与计量
配电自动化意义

开关
提高供电可靠性
TV
改善电能质量
FTU


节能降损，优化运行，提高系统经济运行水平
提高配网现代化管理水平 提高服务水平，改善用户形象合理规划，科学决策
配电自动化系统的三个发展阶段
• 1）简易型配电自动化系统（DA）
是以馈线自动化（FA）为主的实时应用系统。
2）调/配一体化系统
配电自动化主站系统的总体功能架构
配电终端
FTU/DTU/T TU
运行监视及优化
广域分布式数据 采集处理
停电分析
智能数据分析
综合可视化
EMS 实时数据 实时数据
馈线自动化 配电网运行监控 配网模型管理
智能化应用
计划停电 故障停电
配网应用软件
抢修指挥 调度运行
配网仿真培训
静态电网模型
智能配电网调控一体化支撑平台
美 国 北 部 电 力 美 国 能 源 部 制 定 “Grid 加 拿 大 BC和 Quebec开 系 统 Mad River 2030”发 展 战 略 建 微 网 示 范 工 程 微 网 示 范 工 程
2005， 欧 洲 提 出 “ 智 能 电 网 计划 ， 2006年 出 台 技 术 实 现 方 案
3） 专变采集终端 专变采集终端是对专变用户用电信息进行采集的设备， 可以实现电能表 数据的采集、电能计量设备工况和供电电能质量监测，以及客户用电负荷和 电能量的监控，并对采集数据进行管理和双向传输。
用电信息采集-术语和定义
4）集中抄表终端 集中抄表终端是对低压用户用电信息进行采集的设备，包 括集中器、采 集器。集中器是指收集各采集器或电能表的数据，并进行处理储存，同时能 和主站或手持设备进行数据交换的设备。采集器是用于采集多个或单个电能 表的电能信息, 并可与集中器交换数据的设备。 采集器依据功能可分为基本型采集器和简易型采集器。基本型采集器抄 收和暂存电能表数据，并根据集中器的命令将储存的数据上传给集中器。简 易型采集器直接转发集中器与电能表间的命令和数据。 5）分布式能源监控终端 是对接入公用电网的用户侧分布式能源系统进行监 测与控制的设备，可 以实现对双向电能计量设备的信息采集、电能质量监测，并可接受主站命令 对分布式能源系统接入公用电网进行控制。
智能电表
分时电价 即时电量计 量 双向通信 电能质量监 测 窃电检测 家电控制 远程升级
遵循IEC 61968/61970标准的信息交换总线
wenku.baidu.comGIS
CIS
TCM
PMS
AMR
EMS
简易型配电自动化系统
ID
S1
故障指示 单元
ID
故障指示 单元
ID
故障指示 单元
故障指示 单元
ID
故障指示 单元
ID
故障指示 单元
ID
故障指示器
变电站出线 开关 S1
分段开关
分段开关
变电站出线 开关 S2
分段开关
经济运行 与协同 调度
智能型配网管理系统
配电网的发展方向：智能微网
风力发电站
飞轮储能
冷/热储能 太阳能发电站 微网控 制中心
Other Consumers
中压配电网
柴油发电机组
电力用户
智能微网技术的定义
由各种分布式电源/微电源、储能单元、负荷以及监 控 、保护装置组成的集合 可在并网运行和孤岛（自主）运行2种模式间切换
是将调度自动化和配电自动化合为一体的实时应用系统。最近几年各 级供电企业的配网调度得到较多的应用，有较好的实用性。
3）配网智能管理系统（DMS）
采取实时应用和管理应用相结合的手段，面向供电企业所辖的整个 配电网的自动化及管理系统。国外（尤其是欧美）的配网自动化项目基 本属于这类系统。国内大中型供电企业已开始应用。
通信技术：在采集不同特性的单元信息的基础上，通过配 网级、微网级、单元级各控制器间的通信来实现
5.2 用电信息采集系统
智能用电服务体系建设是推进电网发展方式转变、建设 坚强智能电网的必然要求。在用电环节，构建“大营销” 体系，拓展面向信息化、自动化、互动化的服务能力，实 现电网与客户能量流、信息流、业务流实时互动，构建客 户广泛参与、市场响应迅速、服务方式灵活、资源配置优 化、管理高效集约、多方合作共赢的新型供用电模式。 用电信息采集系统承担着用电信息自动采集、高效共享 和实时监控的重要任务，是智能用电服务体系的重要基础 和用户用电信息的重要来源。建设坚强智能电网，客观要 求必须建设好用电信息采集系统，实现覆盖公司系统全部 用户、采集全部用电信息、支持全面电费控制的目标。
生 产管 理 系统
能 量管 理 系 统 EMS
配 网自 动 化 系统
资源中心
电表电量 实时数据
设备数 反 向 隔 离 装 置 正 向 隔 离 装 置
设备数据
信息交换总线
信息交换总线 电表电量 实时数据
用电信息 采集系统
配网智能型管理系统
分布式电源 /储能装置/ 微网接入
高级配电 自动化 系统
…
与智能用电 系统互动
用电信息采集-系统功能
3）控制 功率定值控制：时段控、厂休控、营业报停控、当前功 率下浮控 电量定值控制：按月电量数据实施电量控制 费率定值 控制：按电量费率、用电量、用电费实施费控 遥控：执行远方 遥控 保电：实施保电措施 剔除：剔除操作
用电信息采集-系统功能
4）综合应用 自动抄 表管理 费控管理： 三个环节 有序用电管理：限电和保电 用电情况统计分析：负荷分析、电量分析、 三相不平衡分析 异常用电分析：计量及用电异常监测、重点用户监测 电 能质量数据统计：电压、功率因数、谐波数据统计 线损、变损分析：对 线路线损和变压器损坏分析提供数据 增值服务：多种渠道查询和发布信 息、与售电系统联网实施网上售电、为 实现双向互动提供技术手段
用电信息采集-系统指标
1）可靠性 平均无故障工作时间MTBF ≥2×104h,可修复系统 2）可用性 主站的年可用率应不小于99.9％，终端的年可用率应不小于 99.5％ 3）响应时间 遥控操作响应时间＜ 5s 重要信息巡检时间＜15min 常规数据召测和设置响应时间＜15s 历史数据召 测响应时间＜30s 用户事件响应时间＜30min 常 规数据（数据库）查询响应时间＜5s。 模糊（ 数据库）查询响应时间＜15s