畢業(yè)論文：某縣供電局配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)方案的研究

目錄/提綱：……
（一）數(shù)據(jù)采集和通信的功能
（二）數(shù)據(jù)處理
（三）安全監(jiān)控
（四）運(yùn)行記錄
（五）微機(jī)保護(hù)功能
（六）電壓和無功功率控制功能
（七）遠(yuǎn)動(dòng)功能
（八）人機(jī)聯(lián)系功能
（一）微機(jī)保護(hù)功能要求
（二）后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的要求
（三）系統(tǒng)的可靠性要求
（四）操作和維護(hù)的要求
（五）抗干擾性能要求
一、縱向分層
二、橫向分布
（一）系統(tǒng)最大運(yùn)行方式、變壓器并列運(yùn)行下的短路計(jì)算
（二）系統(tǒng)最大運(yùn)行方式、變壓器分列運(yùn)行下的短路計(jì)算
（三）系統(tǒng)最小運(yùn)行方式、變壓器分列運(yùn)行下的短路計(jì)算
……

畢業(yè)論文：某縣供電局配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)方案的研究
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摘要

隨著用電量的增加，供電質(zhì)量日益成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展對(duì)配電網(wǎng)供電質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo)等提出了更高的要求。為了提高配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，配電自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)勢(shì)在必行。本文首先介紹了配電自動(dòng)化的內(nèi)容和國(guó)內(nèi)外配電自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀，以及配電自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要性及其必要性。然后詳細(xì)分析了配電自動(dòng)化系統(tǒng)中饋線自動(dòng)化、通信系統(tǒng)及主站系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合邵武市配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與實(shí)際情況，確定所采用的配電自動(dòng)化系統(tǒng)模式，饋線自動(dòng)化方案及FTU所需的各項(xiàng)功能、通信系統(tǒng)所采用的通信方案以及配電SCADA系統(tǒng)所需的各項(xiàng)功能等。最后對(duì)配電網(wǎng)短路電流進(jìn)行了說明與計(jì)算。該配電自動(dòng)化系統(tǒng)方案的實(shí)施，可以提高該縣的供電的質(zhì)量和可靠性，提高了電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動(dòng)化；饋線自動(dòng)化；通信系統(tǒng)；主站系統(tǒng)；短路計(jì)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(shù)集于一體的信息管理系統(tǒng)，是一個(gè)對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、協(xié)調(diào)和控制的集成系統(tǒng)，是電力系統(tǒng)自動(dòng)化重要的一部分。其發(fā)展過程經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一階段是實(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)隔離、自動(dòng)抄表技術(shù)的系統(tǒng)。第二階段是從二十世紀(jì)八十年代中期開始，通過大量的配電自動(dòng)化試點(diǎn)工作及營(yíng)業(yè)自動(dòng)化、負(fù)荷控制、饋線自動(dòng)化的試點(diǎn)工作，大部分為獨(dú)立的新時(shí)期配電自動(dòng)控制系統(tǒng)；第三階段從二十世紀(jì)九十年代中期開始，基于計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的迅速發(fā)展、電力工業(yè)的市場(chǎng)化改革，以用戶自動(dòng)化、配電管理系統(tǒng)、配電自動(dòng)化為主要內(nèi)容的綜合自動(dòng)化儼然成為配電網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展方向。
作為電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展進(jìn)程中的一個(gè)重要階段，配網(wǎng)自動(dòng)化是以上一級(jí)電網(wǎng)的自動(dòng)化作為基礎(chǔ)。現(xiàn)今，國(guó)內(nèi)外的配電網(wǎng)基本上都實(shí)現(xiàn)了高壓配電網(wǎng)或輸電網(wǎng)的調(diào)度自動(dòng)化和變電站綜合自動(dòng)化，這些電壓等級(jí)的電網(wǎng)自動(dòng)化是實(shí)施配電網(wǎng)自動(dòng)化的前提和基礎(chǔ)。根據(jù)我國(guó)電網(wǎng)管理體系的實(shí)際情況，實(shí)施配網(wǎng)自動(dòng)化的配電網(wǎng)是指10kV及以下的面向最終用戶的中低壓配電網(wǎng)。在國(guó)外，開展配網(wǎng)自動(dòng)化工作一般是在36~0.4kV的中低壓配電網(wǎng)中進(jìn)行。
實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化有利于配電網(wǎng)的正常運(yùn)行，也能對(duì)配網(wǎng)運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化；有利于在供電可靠性的基礎(chǔ)上保證用戶用電的及時(shí)有效性；對(duì)于高質(zhì)量的電能更有保障，進(jìn)一步能滿足高端家用電器和高科技設(shè)備的用電要求，同時(shí)避免高峰低谷的出現(xiàn)，防止電壓幅值、諧波和頻率產(chǎn)生的不良影響。

1.2 國(guó)內(nèi)外配電網(wǎng)自動(dòng)化現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
1.2.1 國(guó)外配電自動(dòng)化現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
在國(guó)外配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展較早。在一些發(fā)達(dá)國(guó)家中，配電自動(dòng)化系統(tǒng)受到了高度的重視，國(guó)外的配電自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)形成了集電容器組調(diào)節(jié)控制、變電所自動(dòng)化、遠(yuǎn)程抄表技術(shù)及用戶負(fù)荷控制等系統(tǒng)于一體的配電管理系統(tǒng)，其功能就達(dá)到130余種。
國(guó)外的一些著名電力系統(tǒng)設(shè)備制造廠家大部分都涉及配電自動(dòng)化領(lǐng)域，如美國(guó)Cooper公司、摩托羅拉公司、德國(guó)西門子公司、法國(guó)施耐德公司、日本東芝公司、英國(guó)ABB公司等，均推出了各具自己特色的配電網(wǎng)自動(dòng)化產(chǎn)品。
芬蘭"Espoo Sahko"電力公司的配電自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)覆蓋了該公司的90000個(gè)用戶，9座110/35kV的一次變電所，1200km的10kV饋線。在二十世紀(jì)八十年代中期，新加坡公用電力局投運(yùn)并在90年代加以發(fā)展和完善的超大型配電網(wǎng)中的SCADA系統(tǒng)，規(guī)模最初覆蓋了220kV配電網(wǎng)的1200個(gè)配電所，到目前已經(jīng)將網(wǎng)l管理功能擴(kuò)展到10kV配電網(wǎng)，覆蓋約3000個(gè)配電所。
目前，國(guó)外正致力于配電自動(dòng)化系統(tǒng)和配電網(wǎng)仿真系統(tǒng)等的研究，且在研究中通過負(fù)荷分配的優(yōu)化來減少損耗，管理變壓器負(fù)荷運(yùn)行情況，最大限度地利用變壓器容量，降低系統(tǒng)有功損耗，按即時(shí)電價(jià)對(duì)用戶負(fù)荷進(jìn)行管理等。
1.2.2 國(guó)內(nèi)配電自動(dòng)化現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
隨著電力市場(chǎng)建設(shè)和電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，我國(guó)一些大規(guī)模的配電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入正軌。設(shè)備的使用量將大幅增加，大大提高了供電設(shè)備的可靠性。隨著城市配電網(wǎng)電自動(dòng)化的試點(diǎn)并投入使用，中國(guó)有100多個(gè)城市供電企業(yè)實(shí)施具有自己特色的配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)，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(dòng)化的發(fā)展似乎已成為電力市場(chǎng)建設(shè)的一個(gè)重要組成部分。
從國(guó)內(nèi)配電自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀來看，我國(guó)配電網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)大致為：
1.配電網(wǎng)自動(dòng)化功能框架
國(guó)際供電會(huì)議(CIGRED)將配電自動(dòng)化功能劃分為四組：電網(wǎng)運(yùn)行、運(yùn)行計(jì)劃及其優(yōu)化、維修管理、用戶聯(lián)系和控制。
2.集成化、綜合化、智能化
早期配電自動(dòng)化的實(shí)施通常采用發(fā)展獨(dú)立的、單項(xiàng)自動(dòng)化系統(tǒng)來解決問題，但由于配電自動(dòng)化的功能之間有著不同程度的關(guān)聯(lián)，大部分要求很難滿足。配電自動(dòng)化系統(tǒng)采用全面解決的方案，走系統(tǒng)集成之路，利用這種方法使得各種應(yīng)用之間可共享投資和運(yùn)行費(fèi)用，降低用戶的投資。
3.配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行
電力市場(chǎng)的不斷完善迫使電力企業(yè)以效益為目標(biāo)，把工作中心轉(zhuǎn)移到降低成本效率管理和為用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)上。
4.電能質(zhì)量成為關(guān)注焦點(diǎn)
電能質(zhì)量的定義是：導(dǎo)致用電設(shè)備故障或不能正常工作的頻率、電流或電壓偏差。電能質(zhì)量和產(chǎn)品質(zhì)量是不相同的，它具有以下兩個(gè)特點(diǎn)：一是不同的供電時(shí)間和不同的供電點(diǎn)，電能的質(zhì)量指標(biāo)是不同的；二是不完全取決于電力生產(chǎn)的企業(yè)。
5.配電數(shù)字通信技術(shù)高速發(fā)展
采用OFDM的數(shù)字配電線通信技術(shù)已基本成熟，配電線通信技術(shù)下一步將向構(gòu)件配電線數(shù)字通信的方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)配電線數(shù)字通信網(wǎng)的技術(shù)關(guān)鍵是數(shù)據(jù)高速傳輸及網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。
1.2.3 配電自動(dòng)化的難點(diǎn)分析
(1)配電自動(dòng)化系統(tǒng)比輸電自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的要求高，而且規(guī)模也要大得多，因而建設(shè)費(fèi)用也要高得多。因此每臺(tái)設(shè)備的成本要受到限制。
(2)輸電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的站端設(shè)備一般都放在需測(cè)控的變電所內(nèi)，而配電自動(dòng)化系統(tǒng)大量的站端設(shè)備，如饋線RTU必須放在戶外，工作條件惡劣，對(duì)站端設(shè)備要求較高。
(3)由于配電自動(dòng)化的站端設(shè)備數(shù)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(dú)滿足通訊系統(tǒng)的要求，必須綜合采用多種通訊方式，增加了通信系統(tǒng)的建設(shè)難度。
(4)為了實(shí)現(xiàn)故障位置判斷、隔離故障區(qū)段、恢復(fù)正常區(qū)域的信息，對(duì)于野外現(xiàn)場(chǎng)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(zhǎng)期未進(jìn)行深放電的蓄電池性能受到較大的影響，而對(duì)于蓄電池的充放電，通常是不便進(jìn)行控制的。
1.3 課題的意義和主要工作
配電網(wǎng)自動(dòng)化是一個(gè)綜合性的工程，涉及網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、設(shè)備型號(hào)選型、城市建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)布局規(guī)劃等，內(nèi)容豐富，技術(shù)性強(qiáng)，涉及到一系列廣泛的問題。首先，在實(shí)施配電自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的前提下，必須與配電自動(dòng)化涉及的規(guī)劃相結(jié)合。如果其布局不合理，結(jié)構(gòu)不靈活，配電自動(dòng)化功能將大大降低。它涉及到信息采集點(diǎn)，信息傳輸?shù)牧髁�，通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的選擇和配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。因此，城市電網(wǎng)應(yīng)該與配電自動(dòng)化一并規(guī)劃建設(shè)。配電網(wǎng)的改造、設(shè)備的選擇，都應(yīng)該考慮到今后的配電自動(dòng)化的發(fā)展情況。
在實(shí)施配電自動(dòng)化的一些工程中，有很多工程是不夠成功的，一個(gè)重要原因是沒有清晰的認(rèn)識(shí)配電自動(dòng)化的功能需求，沒有與城市規(guī)劃相結(jié)合。
本文根據(jù)邵武市（福建省一個(gè)縣級(jí)市）配網(wǎng)規(guī)劃進(jìn)行了分析，闡述了配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思路、范圍和原則，并對(duì)邵武市配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行總體框架設(shè)計(jì)，較為詳細(xì)的闡述了配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案。對(duì)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的功能進(jìn)行了全面的分析，包括配變電站自動(dòng)化、電網(wǎng)通信系統(tǒng)及遠(yuǎn)動(dòng)裝置、饋線自動(dòng)化、配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)等。最后還對(duì)配電網(wǎng)短路故障進(jìn)行了分析和相應(yīng)的計(jì)算。


第二章 配電網(wǎng)自動(dòng)化管理系統(tǒng)

配電自動(dòng)化系統(tǒng)（Distribution Automation System，簡(jiǎn)稱 DAS）是一個(gè)涵蓋很廣，用于管理與運(yùn)行配電網(wǎng)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，包含了配電網(wǎng)中的變電站，饋線網(wǎng)絡(luò)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(dòng)化系統(tǒng)，稱為配電管理系統(tǒng)（Distribution Management System，簡(jiǎn)稱DMS）。
2.1 配電管理系統(tǒng)的功能及結(jié)構(gòu)
DMS的功能可以從兩個(gè)方面來說明：
1）從結(jié)構(gòu)功能看，DMS是一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，其中包含了SCADA服務(wù)器、配電網(wǎng)地理信息系統(tǒng)(AM/FM/GIS)服務(wù)器及服務(wù)于系統(tǒng)的各種功能軟件（PAS，常稱為高級(jí)應(yīng)用軟件）。系統(tǒng)在DMS數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）下協(xié)調(diào)工作。整個(gè)系統(tǒng)還包含了生產(chǎn)管理的管理信息系統(tǒng)（MIS）以及其他有關(guān)的服務(wù)系統(tǒng)。當(dāng)今的DMS結(jié)構(gòu)均趨向模塊化結(jié)構(gòu)，按分布式組成系統(tǒng)。
2）從配電網(wǎng)運(yùn)行管理功能看，SCADA與AM/FM/GIS是DMS的兩個(gè)基本運(yùn)行管理功能。在這兩個(gè)功能提供的信息基礎(chǔ)上，配合基本應(yīng)用軟件，可以實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)行管理功能，主要有：負(fù)荷管理、運(yùn)行監(jiān)控及故障處理、無功/電源優(yōu)化及監(jiān)控、電網(wǎng)分析、維修計(jì)劃及管理、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、負(fù)荷預(yù)測(cè)、需方用電管理、調(diào)度培訓(xùn)模擬等。
圖2.1給出了DMS的功能及結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2.1 DMS的功能及結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 配電變電站自動(dòng)化
變電站自動(dòng)化是將變電站的二次設(shè)備(包括信號(hào)系統(tǒng)、測(cè)量?jī)x表、自動(dòng)裝置、遠(yuǎn)動(dòng)裝置和繼電保護(hù)等)經(jīng)過功能的組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)。然后利用先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和現(xiàn)代電子技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的輸、配電線路和主要設(shè)備的監(jiān)控、門動(dòng)測(cè)量微機(jī)保護(hù)以及與調(diào)度控制中心通信等綜合性的自動(dòng)化功能。
變電站綜合自動(dòng)已是配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)集成中，最見效益的一個(gè)領(lǐng)域。在輸電系統(tǒng)中，同樣如此。
2.2.1 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的主要功能
一般的來說，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集和通信、數(shù)據(jù)處理、微機(jī)保護(hù)、安全監(jiān)控、電壓無功控制、開關(guān)操作等功能[1]。
（一）數(shù)據(jù)采集和通信的功能
包括主變壓器和線路的直流測(cè)量、交流測(cè)量、隔離開關(guān)等遙信量的實(shí)時(shí)采集、保障信息的收集，并與上級(jí)統(tǒng)一時(shí)鐘。
（二） 數(shù)據(jù)處理
線路主變壓器及各條線路的功率和功率因數(shù)的計(jì)算、事件順序記錄、電能的計(jì)算與統(tǒng)計(jì)等。
（三） 安全監(jiān)控
系統(tǒng)的運(yùn)行狀況監(jiān)測(cè)，變電站運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，遠(yuǎn)程測(cè)量的監(jiān)視，事故信號(hào)和預(yù)告信號(hào)的報(bào)警，變壓器分接頭和電容器組的手動(dòng)、自動(dòng)的調(diào)整。
（四） 運(yùn)行記錄
事故記錄和電力系統(tǒng)的運(yùn)行記錄，設(shè)備的運(yùn)行記錄，系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)記錄，及各種記錄的統(tǒng)計(jì)，屏幕拷貝等。
（五） 微機(jī)保護(hù)功能
包括線路保護(hù)、變壓器保護(hù)、電容器保護(hù)、母線保護(hù)及一些其他設(shè)備的保護(hù)的配置。
（六） 電壓和無功功率控制功能
有載調(diào)壓變壓器分接頭和并聯(lián)補(bǔ)償電容器的綜合調(diào)控，以確保電壓質(zhì)量和無功補(bǔ)償?shù)膬?yōu)化。
（七） 遠(yuǎn)動(dòng)功能
包括傳統(tǒng)的遙控、遙調(diào)、遙信、遙測(cè)，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控和修改來保護(hù)定值，故障記錄，并從遠(yuǎn)方傳輸功能。
（八） 人機(jī)聯(lián)系功能
在線修改數(shù)據(jù)庫(kù)的參數(shù)，控制閉鎖與解除，在線生成、修改各種畫面及報(bào)表；畫面多窗口顯示，畫面可縮小、放大，極其方便，當(dāng)?shù)睾瓦h(yuǎn)方操作以及當(dāng)?shù)夭僮鞯姆勒`操作等功能。
2.2.2 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)要求
（一 ……（未完，全文共29961字，當(dāng)前僅顯示5389字，請(qǐng)閱讀下面提示信息。收藏《畢業(yè)論文：某縣供電局配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)方案的研究》）