配电骨干网

现代配电网现代配电网及配电自动化系统测试技术及配电自动化系统测试技术陈宜凯陕西电力科学研究院2013.
82一、现代配电网二、信息交互三、配电自动化项目四、配电自动化系统测试技术1现代配电网国家电网公司《配电自动化试点建设与改造技术原则》提出了适用于不同条件下的五种配电自动化实现方式:4配电自动化系统的五种建设模式配电自动化系统的五种建设模式智能型智能型集成型集成型标准型标准型实用型实用型简易型简易型n在标准型的基础上,通过信息交互总线实现配电自动化系统与相关应用系统的互连,整合配电信息,外延业务流程,扩展和丰富配电自动化系统的应用功能,支持配电生产、调度、运行及用电等业务的闭环管理,为配电网安全和经济指标的综合分析以及辅助决策提供服务.
适用于配电一次网架和设备条件比较成熟,配电自动化系统初具规模,各种相关应用系统运行经验较为丰富的地区.
5集成型集成型6集成型集成型…通信网FTU配电子站柱上开关TTU重要配变FTU柱上开关…通信网DTU配电子站环网柜DTU环网柜FTU柱上开关…DTU开闭所配电主站通信网上级调度自动化系统简易型配电自动化区域负控系统安全隔离基于IEC61968的信息交换总线或综合数据平台(安全I和II区)基于IEC61968的信息交换总线或综合数据平台(安全III和IV区)企业GIS应用系统配变采集与监测系统…生产管理系统PMS营销管理系统CIS企业资源计划ERP…馈线自动化区域7现代配电网现代配电网n现代配电网是以坚强网架为基础,以精良设备为载体,以配电自动化和智能电表为手段,以一体化信息平台和通信平台为支撑,通过对用户信息的全采集和网络状态的可视化,实现主动控制和优化调节,保障上级电力的有效配送,满足分布式电源的充分消纳和多元化负荷的大量接入,能为用户提供充足、可靠、优质、经济的电力供应,具有坚强、自愈、灵活、互动、高效等特征的配电网.
8现代配电网现代配电网n2006年城乡供电可靠率分别为99.
84%和99.
49%,2012年城乡供电可靠率分别为99.
94%和99.
74%,用户平均年停电时间为5.
17小时和23.
21小时.
与国际先进水平仍有差距,且城乡差异较大、东西部差距明显.
9高压变电站配电室三双(巴黎、杭州)梅花型(新加坡)双环(包括三角形,国内重点城市核心区)单环(国内市区)多分段适度联络(东京、国内较多)单辐射(农村地区)推行典型供电模式,实行配电网建设的标准化、模块化.
中压配电网结构线路型式供电可靠性水平投资(标幺值)特点适用区域可靠率(%)停电时间(分钟)梅花电缆99.
9999%0.
610.
3全断路器、闭环运行不推荐三双电缆99.
9997%1.
59.
0双电源、双回路、双切换A+双环电缆99.
9991%4.
68.
4负荷开关,开环运行A+、A单环电缆99.
9976%12.
43.
8线路少,开环运行A、B多分段适度联络架空99.
9941%31.
01.
2环网结构,开环运行B、C单辐射架空99.
9767%122.
51.
0---D、E10配电自动化建设方案配电自动化建设方案配电自动化方案终端配置通信方式一次网架需求一次设备需求区域类型智能型"三遥"为主,智能终端为辅光纤通信为主满足N-1电动/弹簧操作机构A+集成型"三遥"为主,"二遥"为辅光纤通信为主,无线为辅满足N-1电动/弹簧操作机构A+、A、标准型"两遥"为主,"三遥"为辅无线为主,光纤为辅满足N-1---B,C基本型"一遥"为主,"二遥"为辅无线或载波D、E基本型:采用故障指示器获取故障信息,上传到主站,由主站判断故障区段,再由人工处理停电故障.
利用重合器或配电自动开关,通过时序配合就地实现故障的自动隔离和恢复供电.
标准型:在基本型的基础上具有配电SCADA功能和集中型馈线自动化功能,能够通过配电主站和终端的配合,实现故障区段的快速切除与自动恢复供电;建立完整的配网模型,实现配电网拓扑的各类应用功能.
集成型:在标准型的基础上,通过信息交互总线实现配电自动化系统与相关应用系统的互连,扩展配应用功能,支持配电规划、设计、生产、调度、运行及用电等业务的闭环管理.
智能型:在标准型或集成型的基础上,通过扩展分布式电源/储能装置/微电网的接入及应用功能,在快速仿真和预警分析的基础上进行配电网自愈控制,通过网络优化实现经济运行,并与智能用电系统互动,实现智能化应用.
11现代配电网的发展阶段现代配电网的发展阶段满足供电能力的基本需求.
以供电可靠性和供电质量为目标.
实现企业经济效益的优化.
充分消纳分布式电源,满足多元化用户接入,实现社会价值.
12现代配电网建设目标现代配电网建设目标2015年,统筹城乡配电网协调发展,满足用电负荷增长需求,以可靠性和供电质量为目标,基本建成现代配电网.
n城市电网:城市10千伏电网联络率达到100%,基本解决城网供电"卡脖子"问题,重点城市核心区采用"三双"等高可靠性电网结构;城网供电可靠率、电压合格率分别达到99.
975%、99.
904%,其中重点城市核心区供电可靠率达到99.
999%,年平均停电时间5分钟.
n农村电网:满足城镇化发展需要,加快城乡结合部、县城和小城镇的骨干网建设,全部解决县域电网与主网联接薄弱问题,基本解决农网"低电压"问题;通过电网最大延伸方式,基本实现经营区全部人口用上电;农网供电可靠率、电压合格率分别达到99.
87%、99.
02%.
n智能化水平:30%城市配电网推行配电自动化;110千伏及以上变电站光纤覆盖率达到100%,10千伏光纤专网覆盖率超过50%;用电信息采集系统实现全覆盖,线损率、供电可靠率等指标统计到低压用户.
13智能配电网智能配电网n分布式电源、储能、微网的接入,以及接入后的调度管理,此为高级配电自动化内容之一n分布式智能控制、广域保护,n配用电系统的互动应用(智能电表、实时电价等)n基本内容还是配电自动化n向主动配电网概念引申2信息交互15客户来电接线员/自动电话系统故障分析系统报警/事件数据库抢修或生产任务派遣现场工作人员配电调度员故障数据库配电管理系统(DMS)能量管理系统EMS工作计划多媒体显示系统配电图形数据库用户信息数据库配电生产管理D-PMS统计报表客服CIS系统AM/FM/GIS-电网模型负荷管理系统LMS操作票配电自动化系统信息流配电自动化系统信息流16调度自动化系统EMS负荷管理系统PLMS配变监测系统DTM配电自动化系统DSCADA/DA故障报修系统TCM营销管理系统CIS生产管理系统PMIS地理信息系统AM/FM/GIS调度自动化系统EMS负荷管理系统PLMS配变监测系统DTM配电自动化系统DSCADA/DA故障保修系统TCM用电营销系统CIS生产管理系统PMIS地理信息系统AM/FM/GIS信信息息交交换换总总线线IIEEBB遵循61968标准的方式原先的接口方式DL/T890能量管理系统应用程序接口(EMS-API)nDL/T890.
1-2007第1部分:导则和一般要求nDL/Z890.
2-2010第2部分:术语nDL/T890.
301-2004第301部分:公共信息模型(CIM)基础nDL/Z890.
40x-20xx第40x部分:组件接口规范(CIS)nDL/T890.
453-2012第453部分:基于CIM的图形交换DL/T1080电力企业应用集成配电管理的系统接口nDL/T1080.
1-2008第1部分:接口体系与总体要求nDL/Z1080.
2-2007第2部分:术语nDL/T1080.
3-2010第3部分:电网运行接口nDL/T1080.
4-2010第4部分:台帐与资产管理接口nDL/T1080.
13-2012第13部分:配电CIMRDF模型交换格式17信息交换的相关标准信息交换的相关标准3配电自动化项目n国家电网公司第1批配电自动化试点工程:(4座城市)厦门、杭州、银川、北京2011年12月前全部通过实用化验收n第2批配电自动化试点工程:(19座城市)天津、成都、西安、福州、宁波、西宁、大连、郑州、武汉、唐山、兰州、长沙、南京、青岛、太原、重庆、石家庄、合肥、上海2012年初全部通过工程验收后,已有部分城市通过实用化验收n第3批配电自动化试点工程:(7座城市)济南、南昌、长春、苏州、沈阳、吉林、泉州2013年5月全部通过工程验收配电自动化项目进入大规模推广阶段,部分省份已在全省地市铺开.
国家电网公司配电自动化项目国家电网公司配电自动化项目19nQ/GDW567—2010配电自动化系统验收技术规范n配电自动化验收细则(第二版)n配电自动化实用化验收细则(试行)n重点城市配电网示范工程建设效果评估细则(试行)…nDL/T814—2002配电自动化系统功能规范nQ/GDW382—2009配电自动化技术导则nQ/GDW513—2010配电自动化主站系统功能规范nQ/GDW514—2010配电自动化终端子站功能规范…验收工作相关标准验收工作相关标准20n验收资料n运维体系n考核指标n实用化应用验收内容验收内容n配电终端覆盖率n配电主站月平均运行率n配电终端月平均在线率n遥控使用率n遥控成功率n遥信动作正确率214配电自动化系统测试技术立项背景立项背景23n配电网是电力系统中联接用户的重要部分,具有"点多、面广"的特点.
n据统计,超过85%的故障停电是由于配电网故障造成的.
——《中国电力报》n配电自动化是提高供电可靠性的重要手段,故障处理是配电自动化的核心功能.
n以前,由于缺乏有效的测试手段,故障处理性能需要长期运行等待故障发生才能检验,导致缺陷不能早期充分暴露和解决.
发电输电变电配电用电n发明了主站注入测试法并研制了主站注入测试软件(DATS-1000),可设置各种故障现象和运行场景,并经过快速仿真计算后,模拟大量配电终端以标准协议与主站交互数据,从而对主站的故障处理性能进行测试.
24成果及创新成果及创新11::.
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配电自动化主站配电自动化终端配电自动化终端配电自动化终端DL/T634.
5101-2002DL/T634.
5104-2009DATS-1000配电自动化主站注入测试系统n发明了二次同步注入测试法并研制出二次同步注入测试设备(DATS-2000),在模拟故障区段上游的各配电终端二次侧,由故障模拟发生器同时注入模拟故障现象,从而对配电自动化主站、子站、终端、通信、开关设备、继电保护、备用电源等各个环节在故障处理过程中的相互配合进行测试.
25成果及创新成果及创新22::ABC10kV大容量短路阻抗开关(C)电流互感器控制保护装置开关(A)分合闸控制器n发明了10kV馈线可控短路试验测试法,并研制了(DATS-3000)10kV馈线可控短路试验装置,解决了无主站及无法二次注入的配自动化系统的测试问题,故障模拟更加真实.
26成果及创新成果及创新33::n研制了(DATS-1100)配电自动化主站压力测试系统,能够考核配电自动化系统主站的极限处理能力以及灾难性故障场景下大规模配电自动化系统的健壮性.
单套测试系统最多可模拟700个终端,可多套并行每周期生成最多80000点遥测数据每周期生成最20000点遥信数据,1200个遥信变位,1200个SOEn研制了(DATS-4100)配电自动化系统运行指标统计软件,可统计配电终端月平均在线率、遥控使用率、遥控成功率、遥信动作正确率,有效提高验收工作的效率和结果的准确性.
27成果及创新:成果及创新:28n配电自动化系统的主站全数字场景测试法,专利申请号:201110170713.
9n配电自动化系统二次注入测试法,专利申请号:201110170913.
4n配电自动化系统主站注入和二次注入同步协调的测试方法,专利申请号:201110388005.
2n10kV馈线短路试验法,专利申请号:201110171021.
6nDAST-1000配电自动化主站注入测试系统,软件著作权登记号2011SR066229知识产权知识产权获奖情况获奖情况n"馈线自动化的系统测试技术研究"荣获2012年陕西省科学技术一等奖29评评价价n目前陕西电力科学研究院拥有国内最为完备的配电自动化系统测试手段nDATS-1000配电自动化主站注入测试系统nDATS-1100配电自动化主站压力测试系统nDATS-2000配电网故障同步测试装置nDATS-300010kV馈线可控短路试验装置nDATS-4100配电自动化系统运行指标统计软件nDATS-5000配电网单相接地试验装置3031n采用我院研制的主站注入测试系统及二次同步测试装置对北京等国家电网公司第一批全部4个城市的配电自动化项目进行了实用化验收测试,对天津等第二批全部19个城市和济南等第三批全部7个城市的配电自动化项目进行了工程验收测试,有效支撑了验收工作.
n对西安配电自动化试点工程进行了全面测试.
n受邀对多个城市的配电自动化项目进行了咨询测试.
n对西安世园会配电自动化系统进行了专门测试.
n对国网公司第一批农网智能化试点工程陕西蒲城智能配电自动化系统进行了专门测试.
支撑国家电网配电自动化工程建设支撑国家电网配电自动化工程建设32n在国调委托的入网检测中,中国电科院引进配电自动化主站压力测试系统对东方电子、北京科东、北京四方、积成电子、南瑞科技、珠海许继、电研华源、国电南自、南瑞继保、长园深瑞等10家国内企业的主站产品进行了压力测试.
n运用配电自动化系统运行指标统计软件在宁波、南京、天津、重庆、长沙、西安、郑州等6个试点城市的实用化验收和天津、杭州、宁波、厦门、重庆、长沙等6个重点城市配电网示范工程验收工作中对考核指标提供数据支撑.
支撑国家电网配电自动化工程建设支撑国家电网配电自动化工程建设33测试现场测试现场-34-海南黑龙江吉林辽宁河北山东福建江西安徽湖北湖南广东广西上海河南山西内蒙古陕西宁夏甘肃青海四川贵州云南西藏新疆江苏浙江北京台湾重庆天津应用前景应用前景35社会效益社会效益n解决了国内外配电自动化系统故障处理测试的难题,使缺陷得以早期暴露与及时处理,有效保障了配电自动化工程的质量,使配电自动化系统提高供电可靠性的作用切实发挥出来,社会效益非常显著.
n把原本需要在运行的电网上长期等待故障发生才能进行的测试,用所发明的测试方法和专用测试设备模拟故障现象和运行场景来实现,对于推动配电自动化技术的进步具有重要意义.
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