配网自动化系统的组成和作用 中文摘要：配网自动化是一个庞大复杂的综合性很高的系统性工程，包含电力企业中与配电系统有关的全部功能数据流和控制。从而保证对用户的供电质量，提高服务水平，减少运行费用的观点来看，配网自动化是一个统一的整体。配网自动化系统采用分层分布式结构，配电主站层、配电子站层、配电终端层。其系统内部分为硬件系统和软件系统。其系统的作用大致分为九个方面：配网SCADA；对10kV馈线的快速故障诊断、隔离和自动恢复供电功能；无功/电压控制，配网潮流分析计算；网络拓扑分析及最优开关程序(网络重构)；负荷控制与管理；远方抄表、电量电价分析、自动计费和管理的研究；GIS/AM/FM的联网、应用与开发；DMS与EMS的联网及数据共享；DMS与MIS的联网及数据共享。 日本语摘要：配網は大きな复雑なのは自动化システムプロジェクトの高い総合的な电力企业の中で、すべて配电システムに関するデータ流制御機能を備えている。ユーザーさんの供給を保証し、品质、サービス向上を减らす運行料金の観点からは、さらに網の自动化の全体の画一的。配网自动化システムを采用し配电主站构造になって、ファクトライズド?パワー?アーキテクチャ支援が立って、配电层、配電子機器だったという。そのシステム内部はハードウエアシステムやソフトウエアシステム。そのシステムの作用は大きく分けて九方面です。 前言 配电自动化系统，亦称配电管理系统(DMS)或配电自动化/需求方管理系统(DA/DSM)，是包括110/10kV变电所的10kV馈线，开闭所、二次配电站和用户
在内的配电系统的整体数字自动化与能源管理系统，通过这一系统来完成对配电同一用户(尤其是城市电网—用户)的集中监视、优化运行控制与管理，达到高可靠性、高质量的供电，降低供电成本和为广大用户提供优质服务的目的。 配网自动化系统是利用了现代电子技术、计算机和网络技术及现代通信技术，将配电网数据和用户数据、电力网结构和地理图形进行信息综合，构成完整的自动化系统，实现配网及其设备正常运行和事故状态下的智能化监测、保护和控制。 正文 1、配网自动化系统的结构 配网自动化系统采用分层分布式结构，一般情况分为三层：配电主站层、配
电力系统基本概述 一、电力系统与电网 发电厂将一次能源转变成电能，这些电能需要通过一定方式输送给电力用户，在由发电厂向用户供电过程中，为了提高其可靠性和经济性，广泛通过升、降压变电站，输电线路将多个发电厂用电力网连接起来并联工作，向用户供电。这种由发电厂、升压和降压变电站、送电线路以及用电设备有机连接起来的整体，称为电力系统。发电机的原动机、原动机的力能部分、供热和用热设备，则称为动力系统。在电力系统中，由升压和降压变电站和各种不同电压等级的送电线路连接在一起的部分称为电网。 二、电力生产的特点 电能的生产与其它工业生产有着显然不同的特点。 1．电能不能大量储藏 电力系统中发电厂负荷的多少，决定于用户的需要，电能的生产和消费时时刻刻都是保 持平衡的。电能的生产、分配和消费过程的同时性，使电力
系统的各个环节形成了一个紧密 的有机联系的整体，其中任一台发、供、用电设备发生故障，都将影响电能的生产和供应。 2．电力系统的电磁变化过程非常迅速 电力系统中，电磁波的变化过程只有千分之几秒，甚至百万分之几秒；而短路过程、发 电机运行稳定性的丧失则在十分之几秒或几秒内即可形成。为了防止某些短暂的过渡过程对 系统运行和电气设备造成危害，要求能进行非常迅速和灵敏的调整及切换操作，这些调整和 切换，靠手动操作不能获得满意的效果，甚至是不可能的，因此必须采用各种自动装置。 3．电力工业和国民经济各部门之间有着极其密切的关系 电能供应不足或中断，将直接影响国民经济各个部门的生产，也将影响人们的正常生活， 因此要求电力工业必须保证安全生产和成为国民经济中的
先行工业，必须有足够的负荷后备 容量，以满足日益增长的负荷需要。 三、电力系统的运行要求 为了保证为用户提供电能，电力系统的运行必须满足下列基本要求。 1．保证对用户供电的可靠性 在任何情况下都应该尽可能的保证电力系统运行的可靠性。系统运行可靠性的破坏，将 引起系统设备损坏或供电中断，以致造成国民经济各部门生产停顿和人民生活秩序的破坏,甚至发生设备和人身事故。 电力用户，对供电可靠性的要求并不一样，即使一个企业中各个部门或车间，对供电持 续性的要求也有所差别。根据对供电持续性的要求，可把用户分为三级。
10kV配网自动化系统及故障处理的研究梁峻玮 发表时间：2019-09-11T14:03:21.767Z 来源：《基层建设》2019年第17期作者：梁峻玮[导读] 摘要：随着社会经济发展，人们生活质量的提升，对电量的需求也逐渐呈上升趋势。 广东电网有限责任公司肇庆鼎湖供电局广东省肇庆市 526040摘要：随着社会经济发展，人们生活质量的提升，对电量的需求也逐渐呈上升趋势。为了保证供电的质量，满足人们用电需求，就必须要对10 kV配网系统进行合理设计，提升系统运行质量与效率，做好自动化系统管理工作，进而减少故障出现，保证电网系统正常运行，提升供电的安全性与稳定性，进而促进电力行业更好发展。 关键词：10kV配网；自动化系统；故障处理； 1 10 kV配网自动化系统概述 10 kV配网自动化系统属于一项系统性工程，其结构主要是由三部分构成的，分别是配网测控段设备、配网自动化主站系统、自动化子站系统。其中，配网测控段设备是配网自动化主站、子站系统稳定运行的前提。在实际运行中，主要通过检测技术、传感器技术对其系统进行控制，而且还能及时发现电网运行中所出现的问题，并且在第一时间进行控制。除此之外，还具有故障识别与隔离功能。而自动化主站系统是10 kV配网自动化系统中最关键的组成部分，对其整个系统的运行都产生着重要的影响，而且还在数据存储、控制中发挥着至关重要的作用。同时该系统的功能也是十分齐全的。例如，在实际工作中，可以对系统故障报警、重播、处理的顺序进行准确记录，为其故障处理提供了一定依据。再如，还可以对电网数据进行采集等。10 k V配网自动化系统中自动化子站主要是将相关数据输入到主站的通信处理器中，具有节省主站通道的作用。 2 10 kV配网自动化系统故障处理的探究 2.1长线路故障定位 在对故障进行处理时，常会遇到一些长线路、偏远线路，相对来说，对这样的线路故障进行处理有很大难度。这就需安装故障指示器对其线路进行检测，为线路故障巡视提供极大便利性。为降低长线路故障的处理难度，可以合理地将故障定位主站、故障指示器、通信终端结合起来，为其故障处理创造良好的环境。通过可视化的故障定位方式，可以促使其故障处理工作顺利开展。但是要确保指示器的安装位置科学合理，这样才能充分发挥故障指示器的功能。通常情况下，会将其安装在变电站线路分支的位置、出口的位置及主干线长线路分段处。而且每组有三只故障指示器，分别安装在不同位置，如图1所示，分别在图中的A、B、C位置上。 图1 故障指示 在实际的结合中，故障定位主站、故障指示器、通信终端结合主要有三种模式，分别是:故障指示器、故障指示器-通信终端、故障定位主站-故障指示器-通信终端结合。其中，在故障指示器模式中，要在架空线路上安装指示器。这种模式需要相关巡检工作人员进行巡检，如果在巡检的过程中，发现异常情况，可以通过翻牌闪光的形式进行故障预警，在这一模式实施中，需要人工的参与，相对来说，其工作效率与质量不是很高。为了减少工作人员的工作量，可以采用故障指示器-通信终端结合的模式，相对于前一种模式而言，这种模式是不需要巡检人员的，主要是利用通信终端独特的功能，当出现故障时，可以自动进行翻牌闪光报警。最后一种模式将故障定位主站加入其中，也是不需要巡检人员的，当故障发生时，不仅会翻牌报警，而且还能够将故障的具体信息传输到故障定位主站，这时相关管理人员就可以对这些信息进行分析，采取有效的措施解决问题，对故障处理效率与质量的提升具有重要作用。 2.2解决集中控制故障的对策 在10 kV配网自动化系统中，整体与区域结合是其供电线路主要的布置形式，因此为了对其系统进行有效的控制和管理，也需要从这种形式为切入点，也就是要合理使用集中控制的措施，对其控制效率与质量的提升具有重要意义。为了能够在供电终端及时发现故障，还需要在配网自动化系统中增添检测功能、传输信息功能、分析功能，这样才能及时发现问题，而且还能够对故障的原因进行有效分析，可以为其故障解决提供可靠的参考依据，进而提升故障解决的效率，提升10 kV配网自动化系统运行的有效性，可最大限度减少损失，确保供电质量，满足人们用电需求。因此，必须要在电网相关设备上，合理安置故障检测器，进而应用其检测功能，随时对电网的运行状态进行监控，这样才能及时发现故障并解决。一旦出现故障，要根据故障产生的原因，对其电量负荷和具体传输路径、状态进行合理的优化和调整，与此同时，还要及时将故障区和电网隔离，可有效防止故障影响扩大，防止对供电区域造成不良影响。 相对其它措施而言，集中控制对策具有操作简单、效率高、管理难度小、效果佳、不受分段影响的优势。应用该技术对故障进行处理，可提升故障解决的有效性，对电网正常运行具有重要意义。但这种技术要求的条件是比较高的，需要以故障系统主站与通信终端为支撑，其投入资金是比较大的。因此，线路故障解决的对策要根据实际情况合理选择。 2.3科学规划配网自动化系统 为了促使10 kV配网自动化系统安全稳定运行，减少故障发生，就必须要对其自动化系统进行科学、合理的规划，尽可能提升系统的性能，发挥系统的优势，这样才能保证供电正常，同时也是保证人们正常生活、工厂生产最重要的条件。因此，必须要提升对10 kV配网自动化系统规划设计的重视度。由于影响系统正常运行的因素有很多，因此在实际设计与规划中，也要考虑多方面的因素，进而提升系统规划的科学性、有效性，保证系统正常运行。尤其是要重点对供电的实际需求进行充分的考虑，并且结合具体情况对配电网进行规划。另外，为了提升经济效益，在设计过程中，还需要对所投入的资金进行衡量，要确保其成本在预期范围内，这也是提升10 kV配网自动化系统运行可行性的前提。此外，在具体规划中，还需要做到以下几点。
第一章电力系统概述 第一节本厂在系统中的地位和作用 一、华中电网现状 2002年底华中地区装机容量为52142MW。其中水电装机17985MW，火电装机34157MW。分别占全部装机的34.5%、65.5%。统调装机容量39140MW，其中水电12294MW，火电26845MW。 2002年华中地区发电量221.9TW·h。其中水电发电量64.2TW·h，火电发电量157.7TW·h，分别占全部发电量的28.9%、71.1%。统调发电量168.1TW h，其中水电发电量45.3TW h，火电发电量122.8TW·h。 2002年华中地区全社会用电量为220.3TW·h。统调用电最高负荷30790MW，比上年增长14.72%。 二、湖南省电力系统现状 1．电源现状 2002年底湖南省装机容量为11110.86MW。其中水电装机6135.28MW，火电装机4975.58MW。分别占全省装机的55.2%、44.8%。2002年统调装机容量为7424.65MW，其中水电装机3419.65MW、火电装机4005MW。 2002年湖南省发电量45.387TW·h。其中水电发电量25.329TW·h、火电发电量20.05785TW·h，分别占全省发电量的55.8%、44.2%。 湖南省电网电源主要分布在湖南西部，全省最大火力发电厂为华能岳阳电厂（725MW）。最大水电站为五强溪水电站（1200MW）。 2．网络现状 湖南省电力系统是华中电力系统的重要组成部分，处于华中系统的南部，目前全网分为14个供电区。 湖南电网经两条联络线即葛洲坝～岗市500kV线路及汪庄余～峡山220kV线路与华中电网联系，贵州凯里电厂通过凯里～玉屏～阳塘220kV线路向湖南送电。目前省内已建成五强溪～岗市～复兴～沙坪～云田～民丰～五强溪500kV环网，并且岗市与云田间另有一回500kV线路直接相联。 2002年底湖南省共有500kV变电所5座，变电容量4,250MV A（云田（株洲）2,750MV A，民丰（娄底）1,750MV A，岗市（常德）1,500MV A，复兴（益阳）1,750MV A，沙坪（长沙）1,750MV A）220kV公用变电所54座，变电容量10,590MV A，拥有500kV线路8条894.3km ，220kV线路136条6666km。 2002年底湖南电网共装有无功补偿设备7630.7Mvar，其中电容器6180.2Mvar，并联电抗器1280.1Mvar，调相机50.4Mvar，其他165Mvar。 3．供用电现状
配网自动化的体系结构及其实现技术(2021版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0620
配网自动化的体系结构及其实现技术 (2021版) 1、配网自动化的体系结构 (1)配网自动化的基本问题： 尽管我国的配电网自动化工作目前已进入试点实施阶段，但对于配电自动化的认识仍然众说纷纭，下面仅对配网自动化的概念、目标、范围阐述本文的观点： a．概念：配电网自动化首先表现为一种集成化自动化系统，它在在线(实时)状态下，能够监控、协调、管理配电网各环节设备与整个配电网优化运行。 b．目标：提高供电可靠性、改善电能质量和提高运行管理效率(经济运行)。 c．范围：以10kV干线馈线自动化为主，覆盖了400V低压配电
台区自动化，延伸到用户集中抄表系统。 (2)配网自动化的体系结构： 配网自动化是一项系统工程，完整的配电网自动化系统包含了四个主要环节：供电网络、远动系统、通信系统、主站网络。目前存在的误区之一：过分强调自动化及软件功能，忽略电网的根本需求。 (3)实施配网自动化的技术原则： a．可靠性原则：实施配网自动化的首要目标是提高配电网的供电可靠性，实现高度可靠的配网自动化系统要遵循以下原则：①具有可靠的电源点(双电源进线、备自投、变电所自动化)。②具有可靠的配电网网架(规划、布局、线路)。③具有可靠的设备(一次智能化开关、二次户外FTU、TTU)。④具有可靠的通信系统(通信介质、设备)。⑤具有可靠的主站系统(计算机硬件、软件、网络)。 b．分散性原则：①由于配电网的地域分布性特点，建立配网自动化系统希望功能分散、危险分散，采用具有智能的一次设备(如重合器)，故障就地解决。对于县级规模的配电网，复杂性并不高，提
智能配网自动化系统总体方案设计 摘要 目前，城市现有的配电网已经无法满足经济增长的需要，既不能适应分布式电源的大量接入，也不能满足人们对高供电可靠性的需求。因此，建设结构完善、技术领先、高效互动、灵活可靠的智能配电网是电网企业急需的战略部署。 本文依托某城市智能配电网建设改造工程，对城区智能配电网的规划和建设进行了系统地研究。本文通过分析核心区配电网的发展现状及存在的问题，有针对性地提出了核心区智能配电网的规划目标、建设与改造原则，重点从网架优化、设备改造、配网自动化系统、配网信息系统、配网通信系统、分布式电源接入等方面提出了配电网的具体方案设计。 关键词:智能电网，配电网，规划与建设，配网自动化系统
目录 摘要................................................................................................................................. I 第一章绪论 (1) 1.1引言 (1) 1.2选题背景与意义 (1) 1.3国外智能电网技术研究现状 (2) 1.4智能配电网的特征 (2) 1.5本文研究容 (3) 1.6本章容小结 (4) 第二章中心城区配电网现状分析 (4) 2.1 核心区配电网基本情况 (4) 2.2 网架和设备现状 (4) 2.2.1网架现状 (4) 2.2.2线路负载 (6) 2.2.3 配网设备现状 (7) 2.3配电自动化系统应用现状 (7) 2.3.1概况 (7) 2.3.2配网自动化主站系统 (8) 2.3.3配电子站和终端 (9) 2.4配电通信系统现状 (9) 2.5信息系统应用现状 (10) 2.6存在问题 (12) 2. 7本章小结 (13)
3．配网自动化系统通信方案 3．1通信系统结构 图10 配网自动化通信组网结构图 如图10所示，通信系统可以分为三个层次，第一层是主站与子站之间的通讯层；第二层是子站与馈线主干线上的终端设备（FTU、DTU等）之间的通讯层；第三层是终端设备之间（如FTU、DTU与TTU之间）的通讯层。
3．2我市市中压配网系统通讯现状 我市市电业局现有电力载波、光纤、音频电缆、程控调度机、程控交换机、微波等多种通信方式，通信网络主要由电力载波、光纤、程控交换机（含调度机）组成。近年来，随着我市一次电力系统的不断发展，现代化水平不断提高，原有的以电力载波通信方式为骨干组建的电力专用通信网络越来越难以满足系统发展的需要，存在着通道数量少、干扰大、难以提供数字通道、设备及线路可靠性低、电力线路检修时通信中断、备用通道组织难度大、无法满足高速率数字信号（如MIS连网）的传输要求、无法开通各种各样的新业务等一系列的问题。为配合电网特别是城网改造工程的实施，按照省电业局《城市电网建设、改造技术原则》的原则：“城网通信网应按照规划设计，实现与电力网同步建设和运营。．．．城网通信网应建设为．．．综合高速数字网，并应适应远期商业化运营的需要。城网通信网应以光纤为主，建设为环状网和部分链形电路结合组成的复合网。在可能情况下，尽可能选用复合地线光缆和无金属自承式光缆。”，我市市电业局在近几年开始大力发展光纤通信网络，并以发展符合现代通信发展方向的SDH光纤通信网络为主，对于边远站区则辅之以必要的载波通信方式。按照我市局电力通讯网络建设的规划，城区内一般通信点将拥有6个以上的2M数字通道，枢纽通信站则更多。预计整个城网通讯工程完成后我市城区内将形成以下光纤通信网络（具体详细的网络结构见附图5《我市市电业局光纤通信发展规划图》）： 环网1：局－体育村变－贾庄变－东郊变－计山变－铁南开关站－局光纤环网，采用武汉邮电院的GHS－4型34M系列环网设备； 环网2：局－建设变－中兴路变－光明变－湛河变－九里山变－计山变－新华变－局SDH STM－1光纤环网； 环网3：局－建设变－黄楝树开关站－五一路变－贾庄变－金属公司开关站－建东小区开关站－体育村变（仅完成光纤转接）－局SDH STM－1光纤环网。本环网中，由局－建设变－黄楝树开关站－五一路变采用STM－4级别的设备，局站、建设变、五一路变均采用交叉连接设备，其目的不仅在于本工程
配电网自动化存在的问题及解决措施樊涛 发表时间：2019-03-12T11:22:04.093Z 来源：《电力设备》2018年第27期作者：樊涛[导读] 摘要：配电网自动化是对配电网上的所有设备进行实时远方监控以及协调的集成系统。 （国网江苏省电力有限公司灌南县供电分公司江苏连云港灌南 223500）摘要：配电网自动化是对配电网上的所有设备进行实时远方监控以及协调的集成系统。电力系统配电网自动化技术是指多种现代高科技在配电网自动化方面的应用,主要包括现代电子计算机技术、通信技术等等。近年来,我国电力系统自动化在多个方面都有迅速的发展,比如高压网路、发电厂等等。然而在配电网上是相当落后的。在我国城市化进程的不断加快的背景下,配电网供电质量的矛盾日益突出,所以想要 提高配电网供电质量,必须要进一步推进电力系统配电网自动化建设。 关键词：配电网；自动化；问题；解决措施 1概述配电网运行系统 1.1 配电网自动化主站系统 配电网自动化主站系统在配电网自动化系统是最顶层, 分别是配电网应用软件子系统DAS、配电SCADA主站系统以及配电故障诊断恢复等等。[1]想要更好的保证配电网自动化系统在投入运营之后, 能够满足相关的技术要求, 应该对配电网应用软件子系统DAS和配电网故障诊断恢复做联调测试。配电主站系统中的AM/GIS是获得、保存和分析电力设备的属性资料, 从而建立的信息化数据库管理系统。 1.2 配电网自动化终端系统 配电网自动化终端系统是应用于中低压电网的每种远方监测、控制单元的总称, 其关键功能是对开闭所、以及环网柜等进行有力的监控,从而实现FTU、TTU等各项功能、对故障的控制功能, 为配电网自动化主站系统提供更好的配合基础, 也为子站实现配网运行中的工况检测以及配电网故障中的非故障区域的修复, 创造一些技术条件。 2电力系统配电网中自动化技术应用的主要功能在电力系统中应用自动化技术具有重要作用, 能够有效促进配电网自动化的发展, 确保配电网能够朝着自动智能化的方向发展。通过自动化技术还能有效改善配电网的基本结构, 提高电网的基本供电能力。将自动化技术融入到电力系统配电网中, 能够对配电网进行全面监控,监控环节具有持续性与远程性, 能收集电网供配电环节中电流变化的数据, 还能促进数据信息之间的有效共享, 提高配电网基本监控成果。技术人员能够根据实际工作要求, 对配电网的基本运行情况进行查看, 找寻主要的安全问题, 便于配电网稳定运行。 在配电网的运行过程中, 要发挥出馈线自动化功能, 确保电力系统运行的安全性能够有效提升。在自动化系统运行中如果出现较多问题,通过检测系统能够发现问题, 然后根据问题提出应对措施。技术人员通过检测系统掌握问题的根源, 从而提高系统的安全性与稳定性, 降低各类故障威胁。在电力系统中应用自动化技术具有重要作用, 能够将电网运行中的各项数据进行收集, 提高数据应用的真实性, 便于配电网的自动化管理。比如可以根据实际运行要求, 设定停电自动化管理系统, 对获取的数据进行分类, 对故障的产生位置进行精确化定位, 确定停电基本范围, 确保各项维修操作稳定开展, 提高检修效率, 在最短时间内恢复供电。 3配电网自动化的现状分析 3.1配电网自动化建设认识不够 目前,我国电力企业对配电网自动化认识程度不够,导致很多企业投资人员没有正确认识自动化建设的重要性。配电网自动化建设在电力行业并没有获得统一协调认知,人们对于配电网建设的主要追求目标依然是投资回报。很多人认为,配电网自动化建设的回报率不高,且对建设技术、建设方法等要求很高,最终会降低企业经济利润。这种认识与想法非常片面,没有正确对待计算自动化技术和配电网经济效益回报之间的长久正比例关系。此外,我国政府相关部门并没有形成统一的配电网自动化建设体系与规章制度,经济市场中也没有规章制度可依,不利于配电网自动化建设的发展。 3.2配电网自动化功能设计不全面 很多城市进行配电网自动化建设,不仅是为了解决城市部分地区的用电需求,更重要的是合理调整与把控地区的电压。所以,城市大部分配电网建设中依然采取传统的配电建设模式,只有少数地区采用自动化建设模式。调查资料显示,很多城市电网系统的设计功能只有在大面积或者大范围停电时才会发挥其调控作用,部分停电或部分故障时无法充分发挥其调控与管理作用。虽然我国很多配电网自动化建设中都采取了各种各样的电力系统和建设方法,但是配电网系统的功能却比较单一或相似,无法很好地体现配电网自动化的调控与管理作用。 4配电网自动化技术的具体应用 4.1 DTS调度仿真防误系统 DTS调度仿真防误系统能够为配电网系统的调度工作发挥辅助作用, 可以避免调度操作的失误信息传达。操作系统的智能化使得主计算机的每一个命令以及具体操作过程都会在防误系统中呈现, 在传达信息存在错误的情况下, 防误系统会在第一时间发出警告, 引起工作人员的关注。然后相关工作人员会对警告发出的具体原因进行调度检查, 切实解决问题。此外, 工作人员可以在结合配电网实际情况的基础上利用仿真系统的模拟操作进行调度, 在减轻人员工作压力的同时实现整体操作的便捷。 4.2馈线自动化技术 馈线自动化技术作为一种综合智能系统, 能够对数据进行智能化运算, 实现对整个配电网系统的监控和检查, 还可以对电气设备的运转方式进行监察保护。在配电网系统中应用馈线自动化技术, 能够发现配电网工作中出现的故障问题, 节约维保人员的工作时间, 降低电气设备的维修成本。同时还具备地域定位能力, 可以精确的反映出发生故障的地域, 进而保证配电网系统故障的高效排除。馈线自动化技术容易受到外界条件的干扰, 因此, 目前在配电网系统中的应用还不是十分广泛。 4.3智能电网与电网调度自动化技术的应用 在计算机技术应用该过程中, 信息管理技术的应用范围较广, 实际应用价值较高。随着我国科学技术的快速发展, 当前信息管理技术与电力系统之间的融合度逐步提升, 通过二者之间的有效结合, 能够对电网运行环节进行有效控制, 确保电网朝着智能化的方向稳定发展。目前配电网自动化技术的有效研究主要是向电网调度自动化技术的方向发展, 对技术应用能够进行不同等级的划分, 不同等级的电网调度需要充分发挥出计算机的应用功能, 在电网调度系统中全面发挥计算机系统的应用价值, 对电网系统实施监控, 采集多项数据, 分析数据, 提高管理系统的运行效率与安全性。
电力系统状态估计研究综述 摘要：电力系统状态估计是当代电力系统能量管理系统(EMS)的重要组成部分。本文介绍了电力系统状态估计的概念、数学模型，阐述了状态估计的必要性及其作用，系统介绍了状态估计的研究现状，最后对状态估计的研究方向进行了展望。关键词：电力系统；状态估计；能量管理系统 0 引言 状态估计是当代电力系统能量管理系统(EMS)的重要组成部分, 尤其在电力市场环境中发挥更重要的作用。它是将可用的冗余信息(直接量测值及其他信息)转变为电力系统当前状态估计值的实时计算机程序和算法。准确的状态估计结果是进行后续工作(如安全分析、调度员潮流和最优潮流等)必不可少的基础。随着电力市场的发展，状态估计的作用更显重要[1]。 状态估计的理论研究促进了工程应用，而状态估计软件的工程应用也推动了状态估计理论的研究和发展。迄今为止，这两方面都取得了大量成果。然而，状态估计领域仍有不少问题未得到妥善解决，随着电力系统规模的不断扩大，电力工业管理体制向市场化迈进，对状态估计有了新要求，各种新技术和新理论不断涌现，为解决状态估计的某些问题提供了可能。本文就电力系统状态估计的研究现状和进一步的研究方向进行了综合阐述。 1 电力系统状态估计的概念 1.1电力系统状态估计的基本定义 状态估计也被称为滤波，它是利用实时量测系统的冗余度来提高数据精度，自动排除随机干扰所引起的错误信息，估计或预报系统的运行状态(或轨迹)。状态估计作为近代计算机实时数据处理的手段，首先应用于宇宙飞船、卫星、导弹、潜艇和飞机的追踪、导航和控制中。它主要使用了六十年代初期由卡尔曼、布西等人提出的一种递推式数字滤波方法，该方法既节约内存，又大大降低了每次估计的计算量[2,4]。 电力系统状态估计的研究也是由卡尔曼滤波开始。但根据电力系统的特点，即状态估计主要处理对象是某一时间断面上的高维空间(网络)问题，而且对量测误差的统计知识又不够清楚，因此便于采用基于统计学的估计方法如最小方差估计、极大验后估计、极大似然估计等方法，目前很多电力系统实际采用的状态估计算法是最小二乘法。 1.2电力系统状态估计的数学模型 状态估计的数学模型是基于反映网络结构、线路参数、状态变量和实时量测之间相互关系的量测方程： z+ =) ( h v x 其中z是量测量；x是状态变量，一般是节点电压幅值和相位角；v是量测误差；z和v都是随机变量。 状态估计器的估计准则是指求解状态变量x的原则, 电力系统状态估计器采用的估计准则大多是极大似然估计, 即求解的状态变量x*使量测值z被观测到的可能性最大, 用数学语言描述, 即： z f x f= z (x , )] , ( *) max[ 其中f(z)是z的概率分布密度函数[3]。
1.电力系统运行的特点：电能不能大量储存、过渡过程非常迅速、与国民经济各部门密切相关；基本要求：保证可靠地持续 供电、保证良好的电能质量、努力提高电力系统运行的经济性。 2.按供电可靠性的要求将负荷分为三级： 一级负荷：属于重要负荷，如果对该负荷中断供电，将会造成 人身事故、设备损坏、产生大量废品，或长期不能恢复生产秩序，给国民经济带来巨大损失。 二级负荷：如果对该负荷中断供电，将会造成大量减产、工人 窝工、机械停止运转、城市公用事业和人民生活受到影响。 三级负荷：指不属于第一、二级负荷的其他负荷，短暂停电不 会带来严重后果，如工厂的不连续生产车间或辅助车间、小城镇、农村用电等。 3.电力系统的接线方式和特点：无备用接线的特点是简单、经济、运行方便，但供电可靠性差、电能质量差；有备用接线的 优点是供电可靠、电能质量高，缺点是运行操作和继电保护复杂，经济性较差。 4.中性点接地方式：一般电压在35及其以下的中性点不接地或 经消弧线圈接地，称小电流接地方式；电压在110及其以上的 中性点直接接地，称大电流接地方式。 5.为了减小电晕损耗或线路电抗，电压在220以上的输电线还 常常采用分裂导线。 6.在精度要求较高的场合，采用变压器的实际额定变比进行归算，即准确归算法。在精度要求不太高的场合，采用变压器的 平均额定变比进行归算，即近似归算法。 7.线电压与相电压存√3倍的关系，三相功率与单相功率存在3 倍关系，但他们在标幺值中是相等的。 8.电压降落是指线路始、末两端电压的向量差（12）。 电压损耗是指线路始、末两端电压的数值差（U12）。 电压偏移是指网络中某一点的电压与该网络额定电压的数值差。
高设备利用率，提高企业的经济效益和工作效率，并可以为用户提供自动化的用电信息服务和其他服务。 1现状 我国的配网自动化系统从20世纪90年代开始试点工程的实践，虽然已经取得了一些成果并积累了不少经验，但仍然存在以下问题。 1）配网自动化系统功能定位未能充分反映供电企业的实际需求。 2）技术方案不能针对不同的配网架特点和要求，合理选择配网信息采集以及监控的应用类型和配置。 3）系统效益低，试点系统缺少规模效应。 4）在馈线自动化方面，过分强调快速（1min 以内）完成电网故障隔离，没有考虑针对不同的供电可靠性要求来设计不同的故障隔离和恢复教训，结合创国际先进供电企业的标准，深圳供电局重新启动了配网自动化试点的研究工作，提出了建设实用型配网自动化系统的基本思路及相应的规划建设原则。 2规划原则 深圳供电局配网自动化的建设应按照“经济实用、技术先进，因地制宜、分步实施，合理利用、适当改造，统筹兼顾、协调发展”的总体原则进行规划建设，具体应遵循以下原则。 1）以全面提高配网运行及管理水平为主要目标，实现配网实时监控。 2）注重自动化功能的实用性原则，尽量扩大对配网运行的监控范围，以求最大限度地发挥配网自动化的综合效益。 3）遵循开放性原则，应具备良好的可扩展性和可用性。
4）遵循安全、可靠、稳定的原则，遵循国家有关部门关于信息安全的有关规定，从系统架构、软硬件技术、通信系统、功能体系等方面保证系统运行的安全、可靠和稳定。 5）立足现有的配电一次网架基础。 6）针对城区现状和特点，在整体规划的基础上，因地制宜，分区域、分阶段对各个城区做出相应的建设规划。 7）坚持不懈地改进和完善生产管理制度和管理流程，不断创新，切实提高管理水平。 3配网自动化系统结构 配网自动化体系结构决定了配网监控数据的流程、通信系统设计以及工作管理流程，是规划的重中之重。选择一种实用、稳定、可持续发展的体系结构，对整个配网自动化的建设和发展是至关重要的。 深圳供电局采用分散的监控模式，建立一套配网自动化主站系统，如图1所示。所有数据集中采集到主站，由配网主站和各远程监控工作站共同实现监控功能。 图1深圳供电局的配网自动化系统结构Fig.1Structure of distribution network automation system in Shenzhen Power Supply Bureau 在纵向结构方面，配网自动化主要包括主站层、通信层（含配电子站）与终端设备层。根据不同的通信模式采用不同的组网方式：如采用公共无线通信网，则终端设备信息直接传送到主站；如采用有线专网，终端设备与配电子站（可根据实际需要选配）连接一起，组成专用网络把数据传送至配网自动化主站系统。 3.1主站模式 配网自动化主站系统集中采集处理深圳城区范围内配电网运行信息，采集终端的数据统一集中到市局配网自动化主站系统的中心数据库中。下属各区局客户端在管辖权限范围内可以远程访问和使用，实现各个区局配电网的运行、维护、监控和管理。 3.2配网终端 配网自动化的建设不需对配网一次网架结构进行大规模改造。对配网自动化的要求是：以遥信为主，实现城区电缆网故障指示器的信号回传，缩短故障排查时间；以遥测为辅，监测重要公用变压器的负荷。 配电终端的功能至少包括：支持接入各种类型的故障指示器；开关状态、电流、电压量采集，馈线运行状态监视；故障检测及故障判别功能，故障信息主动上报主站；支持多种通信方式，提供DL/T 634.5101-2002，DL/T634.5104-2002，DNP3.0等多种通信协议；失电或通信中断后数据长期保存，支持历史数据补充上传。 3.3通信模式 配网通信技术是基于信息技术的配电网管理的关键技术之一，通信系统的好坏从很大程度上决定了自动化系统的优劣。由于配网通信具有点多面广的特点，且现场条件复杂多变，没有一种通信方式能够满足配网自动化通信的全部要求，因此配网自动化宜采用综合的、混合的通信方式。 考虑到配网通信对实时性、可靠性和安全性的特殊要求，随着通信手段的不断更新，目前可供选择的通信方式有多种。按照传统的分类方法，可简单地分为有线方式（包括架空明线或电缆、电力线载波、光纤等）和无线方式（包括CDMA，GPRS，EDGE等）。 1）光纤通信。光纤通信以可靠性高、保密性和抗干扰能力强（适用于强电磁干扰的场合）、高带宽及传输距离远等优点，成为配网自动化“三遥”站点通信方式的首选。目前，应用配网自动化的光 电力系统通信2009，30（196）6 ··
电力系统概述 电力系统是指发电厂，输送电线路，变配电设备和用电设备组成的进行电能生产、输送和应用的整体。 电力由于其生产、输送和应用较其他能源方便，因而在诸多能源中电力发展最快，应用最为广泛。电力系统的结构和发展与经济的发展密切相关，地方经济的发展为电力系统提供了强大的用户，必然促进电力系统的扩容发展，而电力系统丰富的电力资源和无处不到的网络又为经济发展提供了能源保障， 必然促进企业的飞速发展。经济发达地区，电力系统也必然发达。 一个电力系统的组成可用图1-1表示。它是由一个水电厂，两个火电厂和一个热电厂构成了动力系统，由330kV 线路、220kV 线路、110kV 线路、35kV 线路及诸变电所构成输变电力网，由10kV 线路及配电所构成配电网。 电力系统主要包含以下几部分： 一、发电厂 发电厂将其他形式的能源转换为电能。根据转换能量的不同，发电厂分为火电厂、热电厂、风电厂、水电厂、核电厂等。 我国煤炭资源丰富，目前仍以燃煤为燃料的火电厂为主。这些电厂，早期多建在用电集中地区，由于电力输送成本较煤炭运输成本低廉，为提高经济性，近年来火电厂多建在煤炭基地附近，故称为“坑口”电厂。电厂若向用户兼供热能，则称为热电厂。 水电厂是将江河水位落差造成的势能转换为电能的。我国水力资源丰富，而 火力发电厂 变压器台 二次电压变电站 一次降压变电站 工厂 10kV 220V
水力资源不利用又不能保存，会白白浪费。在我国能源紧张的今天，发展水力发电是国家的优先选择。水里电厂一次性投资大，运行费用低廉。由于改革开放的成果，国家财力较为雄厚，为建设大水电厂提供了可能，近年来国家投资兴建的葛洲坝、三峡等一批大型水电站必将为国民经济的大发展发挥重大作用，也将造福于子孙万代。 核电厂是将原子核裂变时产生的核能转化为电能。核电厂的重要部分是核子反应堆和蒸汽发生器。相当于火电厂的蒸汽锅炉，其发电设备与火电厂相同为汽轮发电机。核电厂在安全运行状态下，是最卫生环保的发电厂，但一旦发生泄露，将造成不可估量的损失和严重的后果，所以在建设核电厂时要用大量资金建设公用辅助和防护设施，以确保人民生命财产安全。 风力电厂是将风力的动能转换为电能的。由于能用于发电的风力资源很有限，因而风力发电厂在电力系统中所占的比重较小。 发电机考虑到并网的要求，一般采用三相同步发电机，输出电压多为6.3kV 和10.5kV。通常是经过升压后才并网输送的。 二、输电线 输电线是由导线及相应杆塔组成完成电网连接和电能输送的。输电线路的电压是按输送距离而确定的，输送距离较远电压就高，反之电压就低。如连接几个地区或几个省的一般电压为330~500kV；输送距离在一个省或一个地区的一般电压在110~220kV。用于分配电能的配电线电压在35kV以下。输电线电压与输送距离、容量的关系如表1-1所示。 表1-1 各级电压的输送容量与距离 三、变电所
安全管理编号：LX-FS-A62535 配网自动化的体系结构及其实现技 术 In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior or activity reaches the specified standard 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
配网自动化的体系结构及其实现技 术 使用说明：本安全管理资料适用于日常工作环境中对安全相关工作进行具有统筹性，导向性的规划，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 1、配网自动化的体系结构 (1)配网自动化的基本问题： 尽管我国的配电网自动化工作目前已进入试点实施阶段，但对于配电自动化的认识仍然众说纷纭，下面仅对配网自动化的概念、目标、范围阐述本文的观点： a．概念：配电网自动化首先表现为一种集成化自动化系统，它在在线(实时)状态下，能够监控、协调、管理配电网各环节设备与整个配电网优化运行。 b．目标：提高供电可靠性、改善电能质量和提
第一章概述 1.名词解释 1）配电系统：配电区域的配电线及配电设施的总称。它由变电站、配电站、配电变压器及二次变电站以下各级线路、发电厂直配线路和进户线及用电设备组成。 2）配电系统自动化：（DSA）“是利用现代电子、计算机、通信及网络技术，将配电网在线数据和离线数据等配电网数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成，构成完整的自动化系统，实现配电网及其设备正常运行及事故状态下的监测、保护、控制、用电和配电管理的现代化。” 3）SCADA:(SCADA系统)即数据采集与监视控制系统。是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。4）SA(变电站自动化)：包括配电所、开关站自动化。它是利用现代计算机技术、通信技术将变电站的二次设备（包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等）经过功能组合和优化设计，利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护，以及与调度通信等综合性的自动化功能。 5）FA（馈线自动化）:包括故障自动隔离和恢复供电系统，馈线数据检测和电压、无功控制系统。主要是在正常情况下，远方实时监测馈线分段开关与联络开关的状态及馈线电流、电压情况，并实现线路开关的远方分合闸操作；在线路故障时，能自动的记录故障信息、自动判别和隔离馈线故障区段以及恢复对未故障区段的供电。 6）DMS（配电管理系统）:就是利用当前先进的计算机监控、网络通信、数据处理技术对配电的运行工况进行监视、控制，并对其设备、图纸和日常工作实现离线、在线管理，提高配电运行的可靠性和故障自动分段、故障快速处理。包括配电网SCADA、配电网的负荷管理功能(LM)和一些配电网分析软件（DPAS），如网络拓扑、潮流、短路电流计算、电压/无功控制、负荷预报、投诉处理、变压器设备管理等。 7）LM（配电网的负荷管理功能）：负荷管理提供控制用户负荷，以及帮助控制中心操作员制定负荷控制策略和计划的能力。其中削峰和降压减载为其主要的两个功能。 8）DPAS（配电网分析软件）:配电系统的高级应用软件为配电网的运行提供了有力的分析工具，主要包括：潮流计算、负荷预测、状态估计、拓扑分析、电流/阻抗计算及无功电压优化等。 9）AM/FM/GIS（配电图资系统）:是自动绘图AM（Automatic Mapping）、设备管理FM（Facilities Management）和地理信息系统GIS（Geographic Information System）的总称，也是配电系统自动化的基础。 10）DSM（需方用电管理）:实际上是电力的供需双方共同对用电市场进行管理，以达到提高供电可靠性，减少能源消耗和供需双方的费用支出的目的。其容包括负荷监控、管理和远方抄表、计费自动化两方面。 11）FTU:馈线自动化测控终端, 是一种集测量、保护、监控为一体的综合型自动监控装置 12）TTU(distribution Transformer supervisory Terminal Unit，配电变压器监测终端):对配电变压器的信息采集和控制，它实时监测配电变压器的运行工况，并能将采集的信息传送到主站或其他的智能装置，提供配电系统运行控制及管理所需的数据。 13）RTU：Remote Terminal Unit 微机远方终端/变电站远方终端。 2.问答题 (3)我国配电网有哪些主要特点？ 1>城市配电网的主要特点 1》深入城市中心地区和居民密集点，负载相对集中，发展速度快，因此在规划时应留有发展余地。 2》用户对供电质量要求高。 3》配电网的设计标准较高，在安全与经济合理平衡下，要求供电有较高的可靠性。 4》配电网的接线较复杂，要保证调度上的灵活性、运行上的供电连续性和经济性。 5》随着配电网自动化的水平提高，对供电管理水平的要求越来越高。 6》对配电设施要求较高。因为城市配电网的线路和变电站要考虑占地面积小、容量大、安全可靠、维护量小及城市景观等诸多因素。 2>农村配电网的主要特点 1》供电线路长，分布面积广，负载小而分散；用电季节性强，设备利用率低。 2》发展速度快，存在建设无规划，布局不合理，施工无设计，设备质量差等先天不足。