畢業(yè)論文：某縣供電局配電網自動化系統方案的研究

目錄/提綱：……
（一）數據采集和通信的功能
（二）數據處理
（三）安全監(jiān)控
（四）運行記錄
（五）微機保護功能
（六）電壓和無功功率控制功能
（七）遠動功能
（八）人機聯系功能
（一）微機保護功能要求
（二）后臺監(jiān)控系統的要求
（三）系統的可靠性要求
（四）操作和維護的要求
（五）抗干擾性能要求
一、縱向分層
二、橫向分布
（一）系統最大運行方式、變壓器并列運行下的短路計算
（二）系統最大運行方式、變壓器分列運行下的短路計算
（三）系統最小運行方式、變壓器分列運行下的短路計算
……

畢業(yè)論文：某縣供電局配電網自動化系統方案的研究
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摘要

隨著用電量的增加，供電質量日益成為人們關注的焦點，我國國民經濟的迅速發(fā)展對配電網供電質量及經濟運行指標等提出了更高的要求。為了提高配電網運營的各項技術經濟指標，配電自動化系統的建設勢在必行。本文首先介紹了配電自動化的內容和國內外配電自動化的發(fā)展現狀，以及配電自動化系統設計的重要性及其必要性。然后詳細分析了配電自動化系統中饋線自動化、通信系統及主站系統的應用技術。在此基礎上，結合邵武市配電網的結構特點與實際情況，確定所采用的配電自動化系統模式，饋線自動化方案及FTU所需的各項功能、通信系統所采用的通信方案以及配電SCADA系統所需的各項功能等。最后對配電網短路電流進行了說明與計算。該配電自動化系統方案的實施，可以提高該縣的供電的質量和可靠性，提高了電力系統的經濟效益。
關鍵詞：配網自動化；饋線自動化；通信系統；主站系統；短路計算

ABSTRACT

As the increase of the power construction, power supply quality becomes the focus that people pay close attention to day by day. The rapid development of native economy put forward a higher request of electrical quality and economical running target. In order to enhance the control of the net and realize the real digital net, the reconstruction of the distribution network must be done. This paper introduces the content and the development of distribution automation at home and abroad, as well as the significance to implement distribution automation system. Then there is a detailed analysis of the technology of feeder automation, communication system, SCADA system, and so on. On
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術集于一體的信息管理系統，是一個對配電網絡進行實時監(jiān)測、協調和控制的集成系統，是電力系統自動化重要的一部分。其發(fā)展過程經歷了三個階段：第一階段是實現故障自動隔離、自動抄表技術的系統。第二階段是從二十世紀八十年代中期開始，通過大量的配電自動化試點工作及營業(yè)自動化、負荷控制、饋線自動化的試點工作，大部分為獨立的新時期配電自動控制系統；第三階段從二十世紀九十年代中期開始，基于計算機和網絡通信技術的迅速發(fā)展、電力工業(yè)的市場化改革，以用戶自動化、配電管理系統、配電自動化為主要內容的綜合自動化儼然成為配電網自動化的發(fā)展方向。
作為電力系統自動化發(fā)展進程中的一個重要階段，配網自動化是以上一級電網的自動化作為基礎�，F今，國內外的配電網基本上都實現了高壓配電網或輸電網的調度自動化和變電站綜合自動化，這些電壓等級的電網自動化是實施配電網自動化的前提和基礎。根據我國電網管理體系的實際情況，實施配網自動化的配電網是指10kV及以下的面向最終用戶的中低壓配電網。在國外，開展配網自動化工作一般是在36~0.4kV的中低壓配電網中進行。
實現配網自動化有利于配電網的正常運行，也能對配網運行方式進行優(yōu)化；有利于在供電可靠性的基礎上保證用戶用電的及時有效性；對于高質量的電能更有保障，進一步能滿足高端家用電器和高科技設備的用電要求，同時避免高峰低谷的出現，防止電壓幅值、諧波和頻率產生的不良影響。

1.2 國內外配電網自動化現狀與發(fā)展趨勢
1.2.1 國外配電自動化現狀和發(fā)展趨勢
在國外配電網自動化技術發(fā)展較早。在一些發(fā)達國家中，配電自動化系統受到了高度的重視，國外的配電自動化系統已經形成了集電容器組調節(jié)控制、變電所自動化、遠程抄表技術及用戶負荷控制等系統于一體的配電管理系統，其功能就達到130余種。
國外的一些著名電力系統設備制造廠家大部分都涉及配電自動化領域，如美國Cooper公司、摩托羅拉公司、德國西門子公司、法國施耐德公司、日本東芝公司、英國ABB公司等，均推出了各具自己特色的配電網自動化產品。
芬蘭"Espoo Sahko"電力公司的配電自動化網絡覆蓋了該公司的90000個用戶，9座110/35kV的一次變電所，1200km的10kV饋線。在二十世紀八十年代中期，新加坡公用電力局投運并在90年代加以發(fā)展和完善的超大型配電網中的SCADA系統，規(guī)模最初覆蓋了220kV配電網的1200個配電所，到目前已經將網l管理功能擴展到10kV配電網，覆蓋約3000個配電所。
目前，國外正致力于配電自動化系統和配電網仿真系統等的研究，且在研究中通過負荷分配的優(yōu)化來減少損耗，管理變壓器負荷運行情況，最大限度地利用變壓器容量，降低系統有功損耗，按即時電價對用戶負荷進行管理等。
1.2.2 國內配電自動化現狀和發(fā)展趨勢
隨著電力市場建設和電力系統的快速發(fā)展，我國一些大規(guī)模的配電網建設已經進入正軌。設備的使用量將大幅增加，大大提高了供電設備的可靠性。隨著城市配電網電自動化的試點并投入使用，中國有100多個城市供電企業(yè)實施具有自己特色的配網自動化系統，并已取得初步成效。但仍有很多問題需要解決。因此，配電自動化的發(fā)展似乎已成為電力市場建設的一個重要組成部分。
從國內配電自動化發(fā)展現狀來看，我國配電網自動化的發(fā)展趨勢大致為：
1.配電網自動化功能框架
國際供電會議(CIGRED)將配電自動化功能劃分為四組：電網運行、運行計劃及其優(yōu)化、維修管理、用戶聯系和控制。
2.集成化、綜合化、智能化
早期配電自動化的實施通常采用發(fā)展獨立的、單項自動化系統來解決問題，但由于配電自動化的功能之間有著不同程度的關聯，大部分要求很難滿足。配電自動化系統采用全面解決的方案，走系統集成之路，利用這種方法使得各種應用之間可共享投資和運行費用，降低用戶的投資。
3.配電網優(yōu)化運行
電力市場的不斷完善迫使電力企業(yè)以效益為目標，把工作中心轉移到降低成本效率管理和為用戶提供優(yōu)質服務上。
4.電能質量成為關注焦點
電能質量的定義是：導致用電設備故障或不能正常工作的頻率、電流或電壓偏差。電能質量和產品質量是不相同的，它具有以下兩個特點：一是不同的供電時間和不同的供電點，電能的質量指標是不同的；二是不完全取決于電力生產的企業(yè)。
5.配電數字通信技術高速發(fā)展
采用OFDM的數字配電線通信技術已基本成熟，配電線通信技術下一步將向構件配電線數字通信的方向發(fā)展，實現配電線數字通信網的技術關鍵是數據高速傳輸及網絡互聯。
1.2.3 配電自動化的難點分析
(1)配電自動化系統比輸電自動化系統對設備的要求高，而且規(guī)模也要大得多，因而建設費用也要高得多。因此每臺設備的成本要受到限制。
(2)輸電網自動化系統的站端設備一般都放在需測控的變電所內，而配電自動化系統大量的站端設備，如饋線RTU必須放在戶外，工作條件惡劣，對站端設備要求較高。
(3)由于配電自動化的站端設備數量非常多，從目前成熟的通信手段看，沒有一種通信方式能夠單獨滿足通訊系統的要求，必須綜合采用多種通訊方式，增加了通信系統的建設難度。
(4)為了實現故障位置判斷、隔離故障區(qū)段、恢復正常區(qū)域的信息，對于野外現場RTU的控制電源和工作電源的提取問題異常困難。目前常采用蓄電池和與之配套的充電器和逆變器。長期未進行深放電的蓄電池性能受到較大的影響，而對于蓄電池的充放電，通常是不便進行控制的。
1.3 課題的意義和主要工作
配電網自動化是一個綜合性的工程，涉及網絡規(guī)劃、設備型號選型、城市建設、網絡布局規(guī)劃等，內容豐富，技術性強，涉及到一系列廣泛的問題。首先，在實施配電自動化網絡結構的前提下，必須與配電自動化涉及的規(guī)劃相結合。如果其布局不合理，結構不靈活，配電自動化功能將大大降低。它涉及到信息采集點，信息傳輸的流量，通信網絡規(guī)劃的選擇和配電網絡結構優(yōu)化。因此，城市電網應該與配電自動化一并規(guī)劃建設。配電網的改造、設備的選擇，都應該考慮到今后的配電自動化的發(fā)展情況。
在實施配電自動化的一些工程中，有很多工程是不夠成功的，一個重要原因是沒有清晰的認識配電自動化的功能需求，沒有與城市規(guī)劃相結合。
本文根據邵武市（福建省一個縣級市）配網規(guī)劃進行了分析，闡述了配網自動化系統設計的基本思路、范圍和原則，并對邵武市配網自動化系統進行總體框架設計，較為詳細的闡述了配網自動化系統的整體設計方案。對配電自動化系統的功能進行了全面的分析，包括配變電站自動化、電網通信系統及遠動裝置、饋線自動化、配電網地理信息系統等。最后還對配電網短路故障進行了分析和相應的計算。


第二章 配電網自動化管理系統

配電自動化系統（Distribution Automation System，簡稱 DAS）是一個涵蓋很廣，用于管理與運行配電網的綜合自動化系統，包含了配電網中的變電站，饋線網絡以及用戶的管理、監(jiān)控、優(yōu)化等功能。
通常把從變電、配電到用電過程的監(jiān)視、控制和管理的綜合自動化系統，稱為配電管理系統（Distribution Management System，簡稱DMS）。
2.1 配電管理系統的功能及結構
DMS的功能可以從兩個方面來說明：
1）從結構功能看，DMS是一個計算機網絡，其中包含了SCADA服務器、配電網地理信息系統(AM/FM/GIS)服務器及服務于系統的各種功能軟件（PAS，常稱為高級應用軟件）。系統在DMS數據庫管理系統（DBMS）下協調工作。整個系統還包含了生產管理的管理信息系統（MIS）以及其他有關的服務系統。當今的DMS結構均趨向模塊化結構，按分布式組成系統。
2）從配電網運行管理功能看，SCADA與AM/FM/GIS是DMS的兩個基本運行管理功能。在這兩個功能提供的信息基礎上，配合基本應用軟件，可以實現多種運行管理功能，主要有：負荷管理、運行監(jiān)控及故障處理、無功/電源優(yōu)化及監(jiān)控、電網分析、維修計劃及管理、網絡重構、負荷預測、需方用電管理、調度培訓模擬等。
圖2.1給出了DMS的功能及結構示意圖。

圖2.1 DMS的功能及結構示意圖

2.2 配電變電站自動化
變電站自動化是將變電站的二次設備(包括信號系統、測量儀表、自動裝置、遠動裝置和繼電保護等)經過功能的組合和優(yōu)化設計。然后利用先進的信號處理技術、計算機技術、通信技術和現代電子技術，實現對變電站的輸、配電線路和主要設備的監(jiān)控、門動測量微機保護以及與調度控制中心通信等綜合性的自動化功能。
變電站綜合自動已是配電網自動化系統集成中，最見效益的一個領域。在輸電系統中，同樣如此。
2.2.1 變電站自動化系統的主要功能
一般的來說，變電站自動化系統主要包括數據采集和通信、數據處理、微機保護、安全監(jiān)控、電壓無功控制、開關操作等功能[1]。
（一）數據采集和通信的功能
包括主變壓器和線路的直流測量、交流測量、隔離開關等遙信量的實時采集、保障信息的收集，并與上級統一時鐘。
（二） 數據處理
線路主變壓器及各條線路的功率和功率因數的計算、事件順序記錄、電能的計算與統計等。
（三） 安全監(jiān)控
系統的運行狀況監(jiān)測，變電站運行狀態(tài)監(jiān)測，遠程測量的監(jiān)視，事故信號和預告信號的報警，變壓器分接頭和電容器組的手動、自動的調整。
（四） 運行記錄
事故記錄和電力系統的運行記錄，設備的運行記錄，系統的歷史數據記錄，及各種記錄的統計，屏幕拷貝等。
（五） 微機保護功能
包括線路保護、變壓器保護、電容器保護、母線保護及一些其他設備的保護的配置。
（六） 電壓和無功功率控制功能
有載調壓變壓器分接頭和并聯補償電容器的綜合調控，以確保電壓質量和無功補償的優(yōu)化。
（七） 遠動功能
包括傳統的遙控、遙調、遙信、遙測，通過遠程監(jiān)控和修改來保護定值，故障記錄，并從遠方傳輸功能。
（八） 人機聯系功能
在線修改數據庫的參數，控制閉鎖與解除，在線生成、修改各種畫面及報表；畫面多窗口顯示，畫面可縮小、放大，極其方便，當地和遠方操作以及當地操作的防誤操作等功能。
2.2.2 變電站自動化系統的技術要求
（一 ……（未完，全文共29961字，當前僅顯示5389字，請閱讀下面提示信息。收藏《畢業(yè)論文：某縣供電局配電網自動化系統方案的研究》）