配电自动化系统
配电自动化系统功能规范
配电自动化系统功能规范配电自动化系统是电力系统中的重要组成部分，它能够实现对配电网的运行状态进行实时监控、控制和调节，提高配电网的供电可靠性和运行效率。
本文将从配电自动化系统的功能规范方面进行探讨。
一、配电自动化系统的基本功能1.数据采集与监控配电自动化系统应具备对配电网运行状态的实时监控能力，包括对电压、电流、功率因数、有功功率、无功功率等电气参数的采集和监控。
同时，系统还应具备对开关状态、故障信息等运行信息的采集和监控功能。
2.故障定位与隔离配电自动化系统应具备快速定位和隔离故障的能力，以便在配电网发生故障时，能够迅速确定故障位置，并采取相应的隔离措施，确保非故障区域的正常供电。
3.负荷管理配电自动化系统应能够对配电网的负荷进行实时监控和管理，包括对负荷的分配、调整和控制。
通过对负荷的合理分配和控制，系统能够有效降低线路的损耗，提高配电网的运行效率。
4.远程控制与操作配电自动化系统应具备对配电网进行远程控制和操作的能力，包括对开关的分合、调节变压器分接头等操作。
通过远程控制和操作，能够提高工作效率，减少人工干预。
5.事件记录与告警配电自动化系统应对配电网中的事件进行实时记录，包括故障信息、操作记录等。
同时，系统还应具备告警功能，及时提醒工作人员处理异常情况。
二、配电自动化系统的扩展功能1.需求响应与优化配电自动化系统应具备对用户需求进行响应和优化的能力，根据用户的用电需求和用电行为，对配电网的运行方式进行优化调整，提高供电可靠性和经济性。
2.分布式能源接入与调控配电自动化系统应具备对分布式能源的接入和调控能力，包括对太阳能、风能等新能源的接入和控制。
通过对分布式能源的调控和管理，能够提高能源利用效率，降低碳排放。
3.网格化管理配电自动化系统应具备网格化管理的功能，将配电网划分为若干个网格单元，对每个网格单元进行精细化管理。
通过网格化管理，能够提高配电网的运行效率和管理水平。
4.智能化决策支持配电自动化系统应具备智能化决策支持的功能，通过对配电网的运行状态进行实时监测和分析，为调度人员提供科学、合理的决策支持。
配电自动化系统组成
配电自动化系统组成配电自动化系统是现代电力配电系统中的重要组成部份，它通过引入先进的技术和设备，实现对电力系统的智能化管理和控制。
本文将从五个方面详细阐述配电自动化系统的组成。
一、监测与测量1.1 智能电能表：配电自动化系统中的智能电能表可以实时监测电力负荷和电能消耗情况，为系统运行提供准确的数据支持。
1.2 温度传感器：通过安装在配电设备上的温度传感器，可以实时监测设备的温度变化，及时发现异常情况并采取相应措施。
1.3 电压、电流传感器：配电自动化系统中的电压、电流传感器可以实时监测电力系统的电压、电流变化，为系统的安全运行提供保障。
二、通信与网络2.1 通信设备：配电自动化系统中的通信设备可以实现与上级调度中心、下级设备的数据交换和控制指令传输，确保系统的稳定运行。
2.2 通信协议：为了实现不同设备之间的互联互通，配电自动化系统采用了统一的通信协议，如Modbus、DNP3等，确保数据的准确传输。
2.3 网络架构：配电自动化系统的网络架构包括局域网、广域网和互联网，通过合理的网络配置和安全措施，确保系统的可靠性和安全性。
三、数据处理与分析3.1 数据采集：配电自动化系统通过各种传感器和监测设备，实时采集电力系统的各项数据，包括电流、电压、功率等，为后续的数据处理和分析提供基础。
3.2 数据存储：采集到的数据经过处理后，需要进行存储以备后续分析使用。
配电自动化系统通常采用数据库来进行数据的存储和管理。
3.3 数据分析：通过对采集到的数据进行分析，配电自动化系统可以实现对电力系统的状态评估、故障诊断和负荷预测等功能，为系统的运行提供决策支持。
四、控制与保护4.1 远动控制：配电自动化系统可以实现对配电设备的远程控制，通过与控制中心的通信，实现对设备的开关操作和状态监测。
4.2 故障保护：配电自动化系统中的保护装置可以实时监测电力系统的电流、电压等参数，一旦发生故障，及时切除故障部份，保护系统的安全运行。
配电自动化系统组成
配电自动化系统组成配电自动化系统是现代电力系统中的重要组成部份，它能够实现对电力设备的远程控制和监测，提高电力系统的可靠性和运行效率。
本文将从五个方面详细阐述配电自动化系统的组成。
一、配电自动化系统的硬件组成1.1 主控制器：主控制器是配电自动化系统的核心部件，负责系统的数据采集、处理和控制指令的发送。
它通常采用高性能的工控计算机或者嵌入式系统，并配备相应的通信接口和数据存储设备。
1.2 采集设备：采集设备主要负责对电力设备的运行状态进行实时监测和数据采集。
它包括传感器、智能电表、电流互感器等，能够采集电流、电压、功率等参数，并将数据传输给主控制器进行处理。
1.3 执行设备：执行设备是配电自动化系统中的执行部件，负责接收主控制器发送的控制指令，并对电力设备进行远程控制。
常见的执行设备包括开关、断路器、遥控开关等。
二、配电自动化系统的软件组成2.1 远程监控软件：远程监控软件是配电自动化系统的重要组成部份，它能够实现对电力设备的实时监测和远程控制。
通过远程监控软件，用户可以随时了解电力设备的运行状态，并进行远程操作。
2.2 数据处理软件：数据处理软件负责对采集到的数据进行处理和分析，生成相应的报表和图表。
它能够实现对电力设备的运行状态进行预测和故障诊断，提供决策支持。
2.3 通信软件：通信软件是配电自动化系统中实现数据传输和通信的关键环节。
它能够实现与电力设备之间的数据交换和远程通信，保证系统的稳定运行。
三、配电自动化系统的网络组成3.1 局域网：局域网是配电自动化系统内部各个设备之间的通信网络，通过局域网，各个设备能够实现数据的共享和交互。
常见的局域网技术包括以太网、无线局域网等。
3.2 广域网：广域网是配电自动化系统与外部网络之间的连接通道，通过广域网，用户可以实现对配电自动化系统的远程访问和控制。
常见的广域网技术包括互联网、专线等。
3.3 无线通信网络：无线通信网络是配电自动化系统中实现无线数据传输的重要手段。
配电自动化系统
配电自动化系统的发展经历了从局部自动化到全面自动化、从单一功能到多功能 集成、从简单控制到智能控制等多个阶段。随着技术的不断进步和应用需求的不 断提高，配电自动化系统的功能和性能也在不断完善和提升。
系统组成及功能
系统组成
配电自动化系统主要由主站系统、子站系统、通信系统和终端设备四部分组成。其中，主站系统负责 数据处理和决策支持，子站系统负责数据采集和转发，通信系统负责数据传输，终端设备负责执行控 制指令和采集数据。
能性。
经济性原则
在满足系统功能需求的 前提下，尽量降低系统
建设和运行成本。
灵活性原则
系统应具有良好的可扩 展性和可维护性，方便 未来进行升级和改造。
安全性原则
保障系统网络安全，防 止恶意攻击和数据泄露
。
设备选型与配置方案
01
02
03
04
主站系统
选用高性能计算机、服务器和 网络设备，确保数据处理速度
应急预案制定
针对可能出现的各种安全事件，制定相应的应急预案，明确应急 响应流程和处置措施。
应急演练实施
定期组织应急演练，检验应急预案的有效性和可行性，提高应急响 应能力。
持续改进
根据应急演练结果和实际情况，不断完善应急预案和处置措施，提 高配电自动化系统的安全保障水平。
CHAPTER 06
配电自动化系统发展趋势与挑战
根据预设的控制逻辑和实时数据，自动对配电设备进行控制，提高 系统的智能化水平。
故障诊断与自愈技术
实时监测配电系统的运行状态，发现故障后自动进行诊断并尝试自 愈，提高系统的可靠性和稳定性。
人工智能技术在配电自动化中的应用
数据挖掘与分析
利用人工智能技术对配电系统历史数据进行挖掘和分析，发现潜在 的运行规律和故障模式，为系统运行和维护提供决策支持。
配电自动化系统
配电自动化系统一、引言随着我国经济的快速发展和电力需求的日益增长，配电系统的稳定性和可靠性越来越受到重视。
为了提高供电质量，降低能源消耗，实现电力系统的自动化、智能化，配电自动化系统应运而生。
本文将从配电自动化系统的概念、组成、功能、应用等方面进行详细阐述。
二、配电自动化系统概述1.概念配电自动化系统是利用现代电子技术、通信技术、计算机技术和控制技术，对配电系统进行实时监控、自动控制和优化调度的一套集成系统。
通过该系统，可以实现配电设备的远程监控、故障检测、设备保护、电能质量分析等功能，提高配电系统的运行效率和管理水平。
2.组成（1）监控中心：负责对整个配电系统进行实时监控、数据采集、故障处理和指挥调度。
（2）通信网络：实现监控中心与各现场设备之间的数据传输和通信。
（3）现场设备：包括配电开关、保护装置、测量仪表等，负责实现配电系统的自动控制和数据采集。
（4）用户终端：为用户提供实时电能信息、故障报警等功能。
三、配电自动化系统功能1.实时监控配电自动化系统可以实时监测配电系统的运行状态，包括电压、电流、功率、功率因数等参数，为运行管理人员提供直观的运行数据。
2.故障检测与保护系统具有故障检测和设备保护功能，当发生故障时，可以迅速切除故障区域，保护设备和电网安全稳定运行。
3.自动控制系统可以根据预设的策略，对配电设备进行远程控制和调节，实现无功补偿、负荷分配等功能，提高供电质量和运行效率。
4.电能质量分析系统可以对电能质量进行实时监测和分析，为运行管理人员提供优化调整的依据，降低能源消耗。
5.设备管理系统可以对配电设备进行远程维护和管理，实现设备寿命预测、故障预警等功能，提高设备运行可靠性。
四、配电自动化系统应用1.配电网优化通过配电自动化系统，可以实现配电网的优化运行，降低线损，提高供电可靠性。
2.新能源接入配电自动化系统可以支持新能源的接入和消纳，实现分布式能源的高效利用。
3.智能小区配电自动化系统可以为智能小区提供实时电能信息，实现智能家居的远程控制和管理。
配电自动化系统组成
配电自动化系统组成配电自动化系统是现代电力配电系统中的重要组成部分，它通过引入先进的自动化技术，实现对电力配送过程的智能化管理和控制。
本文将从四个方面详细介绍配电自动化系统的组成。
一、监测与测量1.1 智能电能表：配电自动化系统中的重要组成部分之一是智能电能表。
智能电能表具有高精度的电能测量功能，能够实时监测电能的使用情况，为电力管理提供准确的数据支持。
1.2 环境监测设备：配电自动化系统还包括环境监测设备，用于监测配电设备的工作环境。
环境监测设备可以实时监测温度、湿度、气压等参数，及时发现异常情况并采取相应的措施，保证配电设备的安全运行。
1.3 故障监测装置：故障监测装置是配电自动化系统中的关键组成部分，它能够实时监测电力设备的运行状态，一旦发现故障情况，能够及时报警并采取相应的措施，保证电力系统的可靠性和安全性。
二、远程通信与控制2.1 通信网络：配电自动化系统采用先进的通信网络技术，实现与配电设备之间的远程通信。
通信网络可以实现对配电设备的远程监控和控制，提高配电系统的运行效率和可靠性。
2.2 远程监控与管理系统：配电自动化系统还包括远程监控与管理系统，通过该系统可以实时监测配电设备的运行状态、电能消耗情况等，并对配电设备进行远程控制和管理，提高电力配送的效率和稳定性。
2.3 远程操作与维护：配电自动化系统还具备远程操作和维护功能，运维人员可以通过远程操作系统对配电设备进行参数设置、故障排除等操作，减少人工干预，提高工作效率和安全性。
三、智能保护与自动化控制3.1 智能保护装置：配电自动化系统中的智能保护装置能够对电力设备进行精确的保护，一旦发生故障或异常情况，能够及时切断电源，保护设备和人员的安全。
3.2 自动化控制设备：配电自动化系统还包括自动化控制设备，通过对电力设备的自动化控制，可以实现对电能的合理分配和调度，提高能源利用效率。
3.3 智能开关设备：智能开关设备是配电自动化系统中的重要组成部分，它能够实现对电力设备的远程控制和管理，提高电力系统的可靠性和安全性。
配电自动化系统组成
配电自动化系统组成一、引言配电自动化系统是一种集成了电力监测、控制和保护功能的智能化系统，旨在提高配电网络的可靠性、安全性和效率。
本文将详细介绍配电自动化系统的组成部分及其功能。
二、配电自动化系统的组成1. 主控系统主控系统是配电自动化系统的核心，负责整个系统的监控、控制和管理。
它由以下几个部分组成：- 监控中心：通过监控中心，操作人员可以实时监测配电网络的状态，包括电压、电流、功率因数等参数。
监控中心通常配备了人机界面，操作人员可以通过图形界面直观地查看配电网络的拓扑结构和运行状态。
- 控制器：控制器是主控系统的核心设备，负责对配电设备进行远程控制。
它可以接收监控中心的指令，并将指令传递给相应的设备，如断路器、开关等。
控制器还可以根据监控中心的设定，自动调整配电设备的运行参数，以实现配电网络的优化运行。
- 通信设备：通信设备用于主控系统与配电设备之间的数据传输。
它可以通过有线或无线方式与配电设备进行通信，确保监控中心能够及时获取配电设备的状态信息。
2. 配电设备配电设备是配电自动化系统的执行部分，负责将电能从电源送至终端用户。
常见的配电设备包括：- 断路器：断路器用于控制电路的开关和断开，以保护电路免受过载、短路等故障的影响。
在配电自动化系统中，断路器通常与控制器连接，可以实现远程控制和自动保护功能。
- 开关：开关用于控制电路的通断，常用于配电柜、配电箱等场所。
在配电自动化系统中，开关通常与控制器连接，可以实现远程控制和自动化操作。
- 变压器：变压器用于调整电压的大小，将高压电能转换为低压电能，以适应不同电器设备的需求。
在配电自动化系统中，变压器通常与监控中心连接，可以实时监测电压和功率因数等参数，实现智能化调节和优化运行。
- 电能质量监测设备：电能质量监测设备用于监测电能的质量，包括电压波动、谐波、电能损耗等参数。
它可以帮助操作人员及时发现电能质量问题，并采取相应的措施进行调整和改善。
3. 数据管理与分析系统数据管理与分析系统是配电自动化系统的重要组成部分，负责对配电网络的数据进行采集、存储和分析。
配电自动化系统组成
配电自动化系统组成一、引言配电自动化系统是指利用先进的电气设备、通信技术和计算机控制技术，实现配电过程中的自动化控制、监测和管理的系统。
本文将详细介绍配电自动化系统的组成部份及其功能。
二、配电自动化系统的组成1. 电源系统电源系统是配电自动化系统的基础，主要包括电源输入、变压器、开关设备等。
电源输入可以通过电网供电或者独立的发机电组供电。
变压器用于将高电压变换为低电压，以满足不同负荷的需求。
开关设备用于控制电流的通断，包括断路器、隔离开关等。
2. 监测与测量系统监测与测量系统用于实时监测配电系统的各项参数，以确保系统的正常运行。
主要包括电流、电压、功率、频率等参数的测量设备，以及温度、湿度等环境参数的监测设备。
这些设备将采集到的数据传输给控制系统，以便进行后续的控制和管理。
3. 控制系统控制系统是配电自动化系统的核心部份，负责对配电设备进行自动控制和调节。
控制系统通常由PLC（可编程逻辑控制器）或者DCS（分布式控制系统）组成，具有高可靠性和灵便性。
控制系统可以根据监测到的数据进行自动切换、调节负荷、保护设备等操作，以确保系统的安全稳定运行。
4. 通信系统通信系统用于实现配电自动化系统各个组成部份之间的数据传输和远程控制。
通信系统可以采用有线或者无线的方式进行数据传输，包括以太网、无线局域网、光纤通信等。
通过通信系统，各个设备可以实现远程控制和监测，提高系统的运行效率和可靠性。
5. 人机界面人机界面用于人员与配电自动化系统进行交互，包括显示设备、触摸屏、键盘等。
通过人机界面，操作人员可以实时监测系统的运行状态、进行参数设置和故障诊断等操作。
人机界面的友好性和易用性对于提高系统的操作效率和减少人为错误非常重要。
6. 数据管理与分析系统数据管理与分析系统用于对配电自动化系统采集到的数据进行存储、管理和分析。
通过对数据的分析，可以及时发现问题和异常，提高系统的可靠性和运行效率。
数据管理与分析系统通常包括数据库、数据采集与处理软件等。
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参考资料：配电网自动化系统 电力系统继电保护
电力系统分析 电机学
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• 电压无功调控的目的与目标
– 以保证系统在正常运行时，用户侧能得 到质量合格的电能，同时尽可能减小网 损，达到经济运行的目的。
– 在不同电压等级中，电压调控的目标是 不同的。
• 220KV变电站中110KV~35KV电压等级，在正常运行方式下，
允许偏差规定为额定电压的-3%~+7%，事故后为±10%。
QC=U 2/XC
• 缺点：电容器的无功功率调节性能比较差。 • 优点：静电电容器的装设容量可大可小，既可集 中使用，又可以分散安装。且电容器每单位容量的 投资费用较小，运行时功率损耗亦较小，维护也较 方便。
无功电源
4.静止补偿器
• 静止补偿器由静电电容器与电抗器并联
组成 • 电容器可发出无功功率，电抗器可吸收 无功功率，两者结合起来，再配以适当 的调节装置，就能够平滑地改变输出 （或吸收）的无功功率。
电压调整的必要性：
电压偏移过大对电力系统以及用电设备会带来不良的影响： • （1）效率下降，经济性变差。 • （2）电压过高，照明设备寿命下降，影响绝缘。 • （3）电压过低，电机发热。 • （4）系统电压崩溃 不可能使所有节点电压都保持为额定值： • （1）设备及线路压降 • （2）负荷波动 • （3）运行方式改变 • （4）变 ，使可能调节的 尽可能接近 ，以达到△P 为最小。
– 使△P为最小有两种原则 •使自动装置所在变电站的△P为最 小，按此原则称就地综合调节。 •按整个配电网络在各节点电压合格 的前提下全网网损最小，此称为集 中式电压 无功综合调节。
• 就地电压无功控制（VQC）的综合控
磁电流不再是限制条件，原动机的机械功率又 成了限制条件。
• （3）发电机只有在额定电压、额定电流和额
定功率因数（即运行点C）下运行时视在功率 才能达到额定值，使其容量得到最充分的利用。
无功电源
2.同步调相机
• 同步调相机相当于空载运行的同步电动机。 • 在过励磁运行时，它向系统供给感性无功功率 •
1．发电机 同步发电机 不仅是电力系 统的有功电源， 而且是电力系 统的主要的无 功电源。它发 出的功率是可 以调节的。
发电机的P-Q极限
无功电源
• （1）当发电机低于额定功率因数运行时，能
增加输出的无功功率，但发电机的视在功率因 取决于励磁电流不超过额定值的条件，将低于 其额定值。
• （2）当发电机高于额定功率因数运行时，励
2 2
– 经变压器向系统吸取的无功功率与U2平 方成正比。 – 通常正常运行时，认为U1不变，则当改 变变比K时，K大，则U2减少，负荷吸取 的无功减少；反之，K小，QL增大。
• 电容器补偿对电压及功率损耗的影响
当变压器有电流流过时，将产生有功、无 功损耗：
SL 2 2 2 有功损耗：PT I RT ( ) RT RT ( PL2 QL ) /U 2 U2
制策略
在第9区域，电压、无功均在合格 范围内，不需调控。其它八个区 域则均有电压或/和无功不合格， 需要进行调控。
• 综合自动化系统中的VQC装置
– VQC是一套可以独立运行的自动装置。 当变电站实现综合自动化时，VQC应与 变电站的主站有通信联系。这就可以使 装置的投切、参数的设定及运行监测等 不仅可在现场进行，还可通过主站实现。 当调度端要进行集中调控时，也通过主 站完成调控过程。
• 要使UL在合格范围内，在PL、QL变动时，
应调整U2来满足。
PL RS (QL QC ) X S U S U1 U1
PL RT (QL QC ) X T U1 U 2 U2
计入无 功补偿 电容容量
• 电压调节对无功功率的影响
QL (U1 U 2 )U 2 / X T (k 1)U / X T
• 空载时有功损耗为：
PQ RT (QC ) / U
2 2 2
空载时应 切除一定 补偿容量
• 电压与无功的综合自动调节
– 调控原则
• 通过改变有载调压变压器变比K调压时，将改变无功
功率分配； • 在改变无功补偿容量时，电压也将变化。
– 目标
• 要求负荷端电压UL与其额定电压ULN偏差UL-ULN为
4.无功功率损耗 电力系统的无功功率损耗由两部分组 成：电力系统中的线路无功损耗和变压 器中的无功损耗。 线路电抗中的无功损耗与线路电流的 平方成正比，线路电纳中的无功功率是 容性的，又称为充电功率，也可把它看 成是无功电源。 变压器的无功损耗包括励磁无功损耗 和电抗中的无功损耗两部分。
无功电源
2 L
2 2 2 无功损耗： QT I L X T X T ( PL2 QL ) / U2 2 X T ( PL2 QL ) /U 2
• 由无功功率的传输导致的有功损耗为 ：
• 当投入后 Qc后，有功损耗为：
PQ RT (QL QC ) / U
2 2 2
2 2 PQ RT QL /U2
——变电站自动化系统
利用多台微型计算机（包括单 片机等）和大规模集成电路组 成的分级分布式的自动化系统， 它以微计算机为基础，实现对 变电站传统的继电保护、测量 手段、控制方式以及通信和管 理模式的全面改造。
•变电站综合自动化的概念
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）经过功能的 组合和优化设计，利用先进的计 算机技术、通信技术、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、控制、保护、与上级调度 通信的综合性自动化功能。
• 10KV用户，正常时为±7%。
• 调控手段
– 动态调压设备
压器
• 发电机及同步调相机的励磁调节系统、有载调压变
– 无功补偿设备 – DFACTS
• 发电机及同步调相机、补偿电容器、无功静止补偿
装置（SVC）等。
• 静止无功功率发生器（SVG）、动态电压恢复器
（DVR）、有源电力滤波器等。
• 电压无功调控原理
复杂； • 有功功率损耗较大，在满负荷时约为额 定容量的(1.5~5)%，容量越小，百分 值越大； • 小容量的调相机每MVA容量的投资费用 也较大。故同步调相机宜大容量集中使 用，容量小于5MVA的一般不装设。 • 同步调相机常安装在枢纽变电所 。
无功电源
3. 静电电容器
• 静电电容器可按三角形和星形接法连接在变电所 母线上。它供给的无功功率 QC 值与所在节点电压的 平方成正比，即
– 电压损耗
. U 2 U L ( PL jQL ) / U L ( RL jX L ) ( PL RL QL X L ) / U L j ( PL X L QL RL ) / U L 纵分量 U L jU L 横分量 .
PL RL QL X L U 2 U L U L UL
电力系统的无功功率平衡
• 电压是衡量电能质量的重要指标。 • 电力系统的运行电压水平取决于无功功率
的平衡。 • 系统中各种无功电源的无功出力应能满足 系统负荷和网络损耗在额定电压下对无功 功率的需求，否则电压就会偏离额定值。
1.无功功率平衡 电力系统中无功电源所发出的无功功率应与系统中的 无功负荷及无功损耗相平衡，同时还应有一定的无功功 率备用电源。 2.无功电源 电力系统的无功电源包括同步发电机、调相机、电容 器、静止无功补偿器等。 3.无功负荷 电力系统的无功负荷指的是用电设备所吸收的无功功 率，以异步电动机需用的无功功率占的比重最大，一般 综合负荷的功率因数为0.6～0.9。
而起无功电源的作用，能提高系统电压； 在欠励磁运行时（欠励磁最大容量只有过励磁 容量的（50% ～60%）)，它从系统吸取感 性无功功率而起无功负荷作用，可降低系统电 压。 它能根据装设地点电压的数值平滑改变输入 （或吸取）的无功功率，进行电压调节。因而 调节性能好。
•
无功电源
• 缺点： • 同步调相机是旋转机械，运行维护比较