1、中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,第5章 配电SCADA系统的组织5.1 配电SCADA系统组织的基本方式,馈线自动化与配网进线监视、变电站自动化等一起构成一体化的配电SCADA系统；构造配电SCADA系统应进行的工作:1）10kV线路的分段、联络开关能具备电动分合闸，并分别装设FTU单元；2）10kV配变应装设TTU单元；3）开闭所与配电变电站内应装设RTU，或微机综合保护测控装置；4）10kV进线监控由地调或区调转发；5）市区供电局设置基于计算机网络的配电SCADA系统；6）合理选择通信方式，满足实时性数据传输的要求；7）对分散
2、的测控点，可设置区域工作站。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,配电SCADA系统的体系结构,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,5.2 配电SCADA系统的功能与特点,DMS的SCADA系统特点：1）系统采用开放式平台组成，具有方便灵活的图形界面，使用多窗口技术显示各种图形；2）可接收GIS的地理图形数据，组成SCADA地理接线图；3）具有网络拓扑分析能力，采用不同颜色和图标以区分线路是否带电、是否接地；4）支持变电站综合自动化系统，实现保护投切和监视、保护定值选择及故障
3、录波、测距数据的收集等功能。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,配电SCADA功能（1）,数据采集：遥测、遥信，根据RTU等采集信息，在屏幕上以图形、列表等方式显示电网运行工况。报警（Alarm）：设备过负荷、越限、断路器事故跳闸时发出警报（预警、告警）。事件顺序记录SOE扰动后追忆PDR（Post Disturbance Review)：记录事故前后一段时间间隔的重要实时数据。远方控制和远方调整计算（Calculation）趋势曲线（Trend）和棒图（Bargraph）,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,
4、中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,配电SCADA功能（2）,历史数据存储（History）和制表打印（Report）事件记录（Event Log）时钟（Clock）模拟盘接口（Mapboard Interface）支持无人值班的变电站综合自动化动态线路着色地理接线图：通过GIS系统为SCADA系统提供作为背景画面的地理图。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,SCADA采集信息显示例子厂站单线图,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,SCADA采集信息显示例子厂站单线图部分
5、放大,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,SCADA采集信息显示例子棒图,适合显示机组出力，电压等数据。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,SCADA采集信息显示例子曲线,适合显示某个量的变化趋势，如系统负荷、频率、电压等。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,1. 汉中市配电SCADA系统,配电网分布比较集中，采用分层集结站点多，将分散的测控点先集结成若干个点，再上传。根据地理分布，划分为4个区域。测控点到区域站
6、：屏蔽双绞线（必要时加中继）区域站包括：FTU、TTU区域工作站，3个在110KV站内，可借助原有的数据传输通道。1个在市区电业局，屏蔽双绞线,5.3 典型配电SCADA系统的组织,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,配电开闭所：与控制中心采用屏蔽双绞线加中继小区变、箱变、配变：公用电话网用户：具有远方抄表功能的电度表，低压配电线载波通信到配变,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,
7、2银川城区配电SCADA系统,系统特点：1）设置区域工作站，适应分散用户测控的要求；2）通信主干道采用无线扩频方式，速率1200bps；3）分散站点与区域站间用RS485通信方式（距离小于2km)，采用屏蔽双绞线，通信速率6001200bps；4）FTU电源通过专设的两路低压(400V)线路供电;5）UPS备用供电：配网控制中心SCADA系统(备用16h)、区域工作站(备用4h)；6）开闭所与小区变RTU(TTU)采用双路低压供电。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业
8、大学智能电器与微机保护研究室,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,3宝鸡市区配电SCADA系统,系统特点：1）市区主要变电站（110kV）与市供电局间通信主干道采用光纤网，市局与各供电分局间也设置光纤通信；2）主变电站与区域工作站间、区域工作站与分散站点（FTU、TTU等）间用载波通信方式；3）柱上开关操作电源取自馈线电源，FTU工作电源采用蓄电池。其他特点与银川SCADA系统类同。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16
9、,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,4石家庄电业局配电SCADA系统,石家庄市区配电网面积大、测控点分散，故采用无线电台和有线通信结合的通信方式。系统特点：1）配电控制中心与区域工作站、开闭所间采用无线通信；2）区域站与FTU间采用基于LON WORK现场数据总线的全双工通信方式；3）区域站与TTU间采用RS-485通信方式。其他特点与前述SCADA系统类同。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2
10、018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,Motorola公司的几个SCADA系统,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,作业,SCADA系统包括哪几部分。构造配电SCADA系统应进行的工作。建设一个城市的配电自动化系统，说明设计思路、系统组成、各子系统结构框图及通信类型选择。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16
11、,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,第6章 远方抄表与电能计费系统,6.1 电能表的发展和现状电能表发展过程：机械式电能表机械电子式电能表电子式电能表。机械式电能表：通过电磁感应驱动机械转动，机械表盘转动圈数反映了用户用电量；可靠性高，抗干扰性好，但测量精度不高，功能单一。电子式电能表：测量精度高、性能稳定、功耗低、体积小、功能丰富。机械电子式电能表：在机械式电能表基础上加入电子线路，性能介于上述两者间。电子式电能表优点多，是一种应用趋势。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/1
12、6,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,6.2 电子式电能表,类型：热电转换型、模拟乘法器型、数字乘法器型，其中数字乘法器型最适合于远方抄表技术。热电转换型：通过热电转换电路，使热电偶输出与平均功率成正比。模拟乘法器型：包括分割乘法器、跨导型乘法器、霍尔效应乘法器。通过对电流、电压进行脉宽、幅度调制，或通过模拟乘法器实现。数字乘法器型：以微处理器为核心，由A/D对输入电流、电压进行交流采样和数字处理，功能多。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护
13、研究室,6.3 多功能电子式电能表,1. 多功能电子式电能表功能1）用电计测功能：包括累计计量（WP、WQ、WS）和实时计量（I、U、P、Q、S、f）。2）监视功能：用电最大需量、防窃电监视，缺相、断电指示、恢复供电时间记录、电压异常报警。3）控制功能：复费率分时计费的时段控制。4）管理功能：时段/费率计费管理、抄表及组网管理、负荷管理。5）存贮功能：实现对参数、事件的记录存贮。6）自恢复和自检测功能：看门狗电路、硬件自检测实现。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2多功能电能表的电源,电源形式：交流电源、表内电池(一般在停电时使用
14、)。1）交流电源将50 Hz交流电变换成表内电子电路所需的直流低电压（一般5伏），几种变换方式：（1）变压器降压直接整流供电方式；（2）电阻或电容降压方式；（3）开关电源方式；（4）变压器降压加线性稳压电源。2）电池：掉电期间充当电能表的电源，以维持时钟及RAM 中的数据，可选镉镍、锂可充电电池。3）电源切换：掉电后，电源电压下降至某一值时，掉电检测电路动作，使电源切换到表内电池。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,6.4 抄表技术综述,1. 抄表计费的几种方式1）手工抄表；2）本地自动抄表；3）移动式自动抄表；4）预付费电能计费；
15、5）远程自动抄表。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2. 预付费电能计费方式,需借助于预付费电能表的使用来实现。预付费电能表方式：1）投币式；2）磁卡式；3）IC卡式（Integrated Circuit Card)。磁卡、IC卡预付费以卡上携带电量为基准，实施对用电的自动控制，变人工抄表收费为用户买电插卡用电，避免了收电费难现象。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,预付费计费方式和远程自动抄表计费方式的比较,预付费计费方式只是一种过渡方式，原因如下： 1)这种电能计费
16、方式不能使供电管理部门及时了解用户的实际用电情况和对电能的需求，因此难于掌握用电规律、确定最佳供电方案。 2)采用预付费方式，需要改革供电部门的售电机构，还要广设售电网点，这会带来大量的新问题。 3)拖欠电费的现象主要是法律不健全、法律观念差造成的，应通过法律途径来解决，而不是拉闸限电，随着电力企业走向市场，拉闸限电不仅对用户，而且对供电企业均会造成一定的经济损失。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,4)自动抄表电能计费方式显然是一种自动化程度更高、更先进的计费方式。它便于将计算机网络和营业管理相结合，成为配电自动化系统的一部分。而
17、且不久还可望发展成为自动抄表结合银行计算机联网的收费方式，实行银行票据自动划拨，从而更有效地确保电力企业的合法权益，到那时预收费装置也就失去了其使用价值。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,但是，远程自动抄表系统需要建立通信网络，增加了系统的复杂性，而且建设费也较大，而预付费电能计费方式则无须建设通道。因而在一些偏远并且地线辽阔的地区(如新疆、青海等地)，预付费电能表目前仍有其存在价值。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,6.5 采用IC卡电能表的预付费系统,1. IC卡
18、电能表的组成,IC卡预付费复费率电能表原理框图,电能采集部分完成电度采集与脉冲转换，微处理器完成脉冲计数，并与存入的IC卡电量信息比较，剩余电量不足时发报警，为零时由漏电保安器跳闸。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,IC卡的组成,组成：CPU、工作缓冲器RAM、程序存储器ROM、数据存储器E2PROM、通信单元（实现卡与外部读写装置的串行异步通信）。IC卡功能：IC卡预付电费；分时(峰、谷、平时段)计量有功、无功电度并计费；分时计量有功、无功最大需求量；功率因数测量；提醒与跳闸；防窃电。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,20
19、18/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2.预付费电能管理系统,售电终端功能：日常售电、用户查询、系统管理、打印制表。,售电管理系统计算机网络,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,6.6 自动抄表技术,一. 本地自动抄表技术采用携带方便、操作简单可靠的抄表微机来自动完成抄表编程工作。实现方法：以红外线作通信媒体，将某一区域内电能表的各项数据集，传输到抄表集中器，再用便携式掌上电脑将数据抄回。掌上电脑功能：实现仪表数据的现场记录
20、、现场设置智能仪表特定参数或原始数据、与中心站计算机系统通信上传采集数据；可配微型打印机，直接打印收费通知单。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,二. 远程自动抄表技术(Automatic Meter Reading, AMR),远方自动抄表是自动抄表技术随着通信技术的发展而产生。自动抄表包括移动式手持自动抄表仪、配电台区集中式自动抄表和远方自动抄表系统。从用途上，大致可以分为变电站、大客户和一般居民客户3种类型。电能表、采集器等电能量采集装置已经成熟，其关键技术就是如何构建通信网。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/
21、4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,纵观当前远方自动抄表通信方式，大致有以下几种： (一)有线方式 有线方式包括有线电话网、有线电视网和建设专用通信网等。此技术成熟、简单，在通信信道正常的情况下通信稳定可靠，可以实现即时通信。但对于建设专用通信网存在布线量大，通信信道易受人为损坏，损坏后故障排除困难、恢复慢，信道后续维护量大等缺点。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,由一个采集终端通过R5485总线采集几十块电能表的数据，电能表为具有485输出口的电子表或加装电能量数据采集模块的机械表。采集终端通过专用电缆(如专用电话线
22、)，将采集的电能量数据送入集中器进行数据集中和处理，抄收区域较大时多个集中器可以级联。由最上一级集中器通过调制解调器接人公用电话网，由此传送到供电企业的电能量抄收中心。一些多功能电能表亦可直接经R5485接口与一级集中器连接。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,采用有线电话网或者有线电视网方式通常通信质量较稳定可靠，维护量也较少，但系统运行合固定的基本费用，而且不能覆盖所有的用电区域，使用后易受制约，因而不利于长期规划和发展。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,(二)电力
23、线载波方式,最大的优点是网络自成一体，不涉及电力企业以外的部门。一次性投资后，不再发生大的费用，即系统后续的运行费用以及维护费用都极少。缺点是系统的安装和维护可能要求线路停电，需要部门之间的协调，同时目前的10kv电力载波通信传输速率还比较低。但是对于低压台区以下的拉表采用低压电力载波逼信技术是完全适用的。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,（三）无线方式自动秒表技术,美国早在20世纪70年代已开始使用无线集中抄表系统，它是在每块电能表内安装一块微处理芯片，负责收集和存储电能表的累计电能量。另安装一个微型收、发信机。抄表员通常持车载
24、式无线抄表器到各个区域(半径为1km左右)进行分区集中抄表，然后回到电力公司将拉录的数据输入到数据处理机进行集中处理。这种系统的每块电能表附加成本较高且只能为收费提供数据，不能提供用电管理所需的实时信息。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,(四)无线通信网方式,目前公共移动通信网技术有全球性移动通信系统(Global Syetem of Mobile Communication,简称GSM)和通用无线分组业务(General Packet Radio Service，简称GPRS)以及3G等。目前的GSM数据服务是基于电路交换技术并
25、提供9.6kb/S和14.4kb/S的最大用户传输率。该服务针对中间接口，利用加密识别技术为通信双方提供高级安全保障。该服务还可以提供短信息服务(SMS)，信息最长可达160字符，并可将4个不同的信息连续发出。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,GPRS是在常规GSM和第三代(3G)移动电话技术之间派生的技术。GPRS通信采用与GSM相同的频带并共享相同的基地设备，而其收发器则采用与GSM不同的形式。3G(第三代移动电话服务) 采用更高的工作频率。最大数据通信容量可达2M。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,
26、中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,远程自动抄表技术的特点,特点：利用公共电话网络、负荷控制信道或低压配电线载波等通信联系，将电能表数据自动传输到计算机电能计费管理中心进行处理。优点：不需现场人员；提高抄表的准确性、及时性；杜绝少抄、误抄、漏抄等问题。实现方法：在普通电能表内加装自动抄表单元。1. 远程自动抄表技术的发展远程自动抄表电量计费系统：集中式分布式网络式开放式。电能表数据采集：集中式脉冲处理方式分布式直接传送方式。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,1) 集中式脉冲处理式电能表特点,（1）电能表以脉冲计数方式输出电量，不
27、具备数字传输能力；（2）可靠性差，远程运输需中间设备；（3）电能表的数据下载、报警、信息上报等功能较难实现；（4）新型智能电能表在该方式下无法有效发挥其功能；（5）抗干扰性差。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2) 分布式直接传送式电能表特点,（1）数据采集中心与多功能电表之间直接数据通信；（2）可实现多种通信方式；（3）电能表具有采集、储存、处理数据等功能，电能表间可互为备用；（4）可对电能表预先编程，定时或事件发生时主动上报电能表本身状态信息。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微
28、机保护研究室,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2远程自动抄表系统的组成,组成：具有自动抄表功能的电能表、抄表集中器、抄表交换机、中央信息处理机。1）电能表脉冲型：分电压型(传输距离近，三线传输方式)、电流型(传输距离远，两线传输方式)。智能型：分RS-485通信接口型、低压配电线载波通信接口型。2）抄表集中器将电能表数据集中后，通过电力载波或其它通信方式上传。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,3）抄表交换机收集抄表集中器的数据，然后通过公用电话网或其他方式上传到计费中
29、心计算机网络。4）中央信息处理机整个远程自动抄表系统的管理层设备，可由单台计算机或计算机局域网配合相应的抄表软件构成。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,3. 自动抄表系统的远程传输通道,远传通道方式：1）电能表到抄表集中器、抄表集中器到抄表交换机间：RS485、低压配电线载波等。2）抄表交换机到电能计费中心计算机系统间：电话线、无线电台方式。具有负荷控制装置时，可利用集中式负荷控制系统定时集中抄表，但应用有一定局限性。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,基于四级网络远程
30、抄表系统,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,基于三级网络远程自动抄表系统,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,基于无线电台的远程自动抄表系统,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,实现防窃电功能的远程抄表系统,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,中国矿业大学智能电
31、器与微机保护研究室,作业,电子式电能表类型抄表方式分类远程自动抄表电能计费系统的组成及系统结构构造一个小区远程自动抄表系统的方案：30栋楼、3单元/栋电度表类型远程抄表系统组成、结构与框图各环节通信方式,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,第7章 负荷控制和管理系统,电力负荷管理系统：是实现计划用电、节约用电、安全用电的技术手段，也是配电自动化的组成部分。电力负荷管理目标：通过削峰填谷使负荷曲线尽可能变得平坦；确保供用电的平衡，保障电网安全经济运行。,中国矿业大学智能电器与微机
32、保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,7.1 负荷控制系统的概念和类型,1. 负荷控制系统种类1）音频电力负荷控制：利用高低压配电线传输音频控制信号，实现电力负荷控制。2）无线电电力负荷控制：利用无线电信道传输控制信号，实现电力负荷控制。3）配电线载波电力负荷控制：利用配电线传输载波控制信号，实现电力负荷控制。4）工频电力负荷控制：利用输电线传输的工频电压的畸变信号，实现电力负荷控制。5）混合负荷控制：利用两种以上控制方式组成的电力负荷控制系统。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2. 负荷控制系统组
33、成,组成：负荷控制中心（主控站）、负荷控制终端（被控端，在用户端，受电力负荷控制中心监视和控制）。负荷控制终端分类：单向终端、双向终端。单向终端：可分为遥控开关、遥控定量器；只能接收负荷控制中心的遥控命令。双向终端：可分为双向控制终端、双向三遥控制终端；可与负荷控制中心进行双向数据传输、实现当地控制。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,一种典型的双向控制终端,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,典型双向控制终端的智能部分,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/
34、16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,典型双向三遥终端组成框图,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,3. 负荷控制方式(1),1）降压减负荷根据P=U2/R，电压的变化对负荷影响较大，若电压降低5%，负荷将减少近10%；电网电压允许在10%额定范围内变化，可通过暂时降低线路电压减轻系统总负荷。可采用线路电压调整器VRC（Voltage Reduction Controller）接收控制中心命令调节分接头动作，一般分5步调整：1.5%、3%、4.5%、6%、7.5%。这种负荷控制方式不涉及用户负荷的拉闸限电问题，但投资较大。,中国
35、矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,3. 负荷控制方式(2),2）用户可控负荷周期控制对用户可控负荷(空调、热水器、储热系统、冷藏库、冷热水泵等)灵活、有效的一负荷种控制方式。一般通过可寻址的智能电能表实现，根据其峰、平、谷三个不同时段的电能对负荷进行控制。此电能表要求具双向通信功能。3）切除用户可控负荷最简单的一种减负荷措施，由单向通信的负荷管理终端完成，通过简单的“合闸”、“分闸”命令控制负荷。根据电网实际情况，将三种负荷控制方式有机组合起来，实现最佳负荷控制。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智
36、能电器与微机保护研究室,7.2 负荷控制系统的基本结构和功能,1负荷控制系统的基本结构,一般以市（地）为基础构建负荷控制系统，规模不大时，可省去县（区）负荷控制中心。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2负荷控制系统的功能,1）负荷控制中心主控机的功能管理功能（负荷控制方案、报表打印）；负荷控制功能（各种控制命令发出）；数据处理功能（数据计算处理、曲线绘制、画面刷新、告警、密码口令等）；系统自诊断自恢复功能；遥信功能（与上级调度中心、负荷控制中心、计算机网络通信）；其它功能（调试时与终端的通话、配网中设备分合操作与运行情况的监视）。
37、,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2）负荷控制终端的功能,根据负荷控制终端分类（单向终端、双向终端）采用相应的功能。具体见表71。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,7.3 无线电负荷控制系统,典型无线电负荷控制系统组成,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,负荷管理系统控制中心的构成,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,7.4 音频、载波混合负荷控制系
38、统,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,7.5 配电网的负荷预报,负荷预报对电网安全与经济运行意义重大。配电网负荷预报分类：1. 地区负荷预报：配电网一日至一周逐小时的总负荷或某一区域的负荷预报，主要用于购电计划与供电计划。2. 母线负荷预报：配电网总的或某一区域各负荷点（母线）的负荷预报，主要用于状态估计或潮流计算。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,1. 地区负荷预报,地区负荷预报可针对整个配电网，也可针对某些地区进行。短期负荷预报：一般以日为周期，时间间隔为1h、0.
39、5h或10min，对每周5天工作制，时间周期可定为1周，时间间隔可用不等间距（负荷快速变化时取小间距，平缓时取大间距）。预报的数学方法：最小二乘法（最常用）、线性外推法、时间序列法、卡尔曼滤波法、人工神经网络法、灰色理论等。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,负荷预报步骤,1）分析历史数据：找出负荷变化规律，建立负荷预报模型。2）建立线性变化模型：将过去几日平均负荷曲线按时序画在一张图上，按此曲线的延长段即可预报次日平均负荷。3）建立负荷周期变化模型：用一日平均负荷除以各时段负荷，得到过去几日的日负荷周期变化曲线；取此曲线的各时段均
40、值，即可得到次日负荷变化周期曲线。4）负荷预报：按线性模型预报次日负荷评价值，按周期变化模型预报次日负荷变化系数，两者相乘即可得到次日负荷预报值。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,负荷预报举例（按3天负荷数据为例）,a)日实时负荷曲线；b)日平均负荷曲线；c)日负荷周期变化曲线,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,预报过程（1）,假设前3天负荷资料：Z1,1 Z1,2 Z1.3 Z1,24 第1日每小时负荷；Z2,1 Z2,2 Z2,3 Z2,24 第2日每小时负荷；Z3
41、,1 Z3,2 Z3,3 Z3,24 第3日每小时负荷。1）计算每天日负荷均值：,2）将3个日平均负荷 Xi 拟合为直线，即：,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,预报过程（2）,由此可以预报第4日的负荷均值为：,采用最小二乘法求系数a、b，即：,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,预报过程（3）,4）将第4天的负荷均值和周期变化系数相乘，即可得到第4天的负荷预报值：,3）计算日负荷周期变化系数：,将前3天的时段均值作为第4天的周期变化系数，即：,中国矿业大学智能电器与微机保
42、护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,预报过程（4）,按上述方法进行负荷预报后，还应考虑实际电网可能遇见的其他变化因素：1）气象变化；2）临时性社会事件。对于气象变化因素，可采用下式修正均值：,对临时性社会事件，主要指有影响力的电视节目，一般是事先预告，可在对应时间段上加上经验值得到：,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2.母线负荷预报,在配电网不可能实时量测到每一母线上的负荷，一般采用预报方法将量测或预报得到的上一级地区负荷近似地分到各母线上。对每个母线给出一个负荷分配系数，将地区负荷乘此系数便可得到
43、各母线上的负荷。各地区、各母线上的负荷性质不同，变化规律不一致，实际中采用层次负荷模型。,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,负荷层次模型（四层）,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,负荷层次模型处理方法,对应各负荷层次间设定负荷分配系数，且分配系数周期变化，以表示上下不一致的负荷周期变化曲线。给定各负荷层的负荷分配系数后，只要给出上一层的负荷，便可则逐层分配、得到各母线负荷。负荷层次划分原则：依据各层次负荷曲线形状是否一致进行，不一致者分层，一致者不分层。,中国矿业大学智能
44、电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,不同类型负荷与负荷分配系数举例,不同类型负荷 随时间变化的负荷分配系数1居民负荷；2工矿负荷3商业负荷；4合成负荷,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,2018/4/16,中国矿业大学智能电器与微机保护研究室,作业,电力负荷管理系统的目标（作用）。电力负荷控制系统的组成。负荷控制终端的分类。负控原理。,第8章 配电自动化地理信息系统,8.1 地理信息系统的发展现状与组成地理信息系统(Geographic Information System， GIS)是地理信息学方法的种实用手段，是以多学科技术集成的基础平台。它
45、是代表用各种现代化方法，来采集、测量、分析、存贮、管理、显示、传播和应用与地理空间分布有关的数据的一门综合和集成的信息科学和技术。是测绘、遥感、汁算机、应用数学以及各种应用学科的有机结合。发展的四个时期：60年代：思想和技术方法的探索时期；70年代：发展时期，有相关系统投入运行，主要用于土地资源、城市规划、市政建设、地下管线等管理；80年代：在理论、方法和技术上取得突破且趋向成熟；90年代：GIS进入实用阶段，成为基础平台。,GIS系统与有关学科的融合关系,地图学计算机辅助设计与计算机图形学 测量与航测 基于专业地图的空间分析 点状资料插值 遥感,GIS,GIS系统以其混合数据结构和独特的地理
46、空间分析功能独树一帜。GISCAD(计算机辅助制图) DATABASE(数据库) SPATIAL OPERATION(空间操作),地理信息系统在电力行业的应用现状,由于地理信息系统具有突出的数据可视化的特点，使得其在电力系统中的应用方兴未艾。从过去的主要集中在配电系统管理功能方面应用，向输电系统、客户服务系统、客户管理系统、用电营业系统、配电管理系统以及地理信息系统和EMS/SCADA、配电自动化系统相互结合的综合应用发展。,存在的问题,总体规划或设计方案不全面。地理信息系统运行所需要的基础数据不全。一体化数据图模解决力案未能解决好地理信息系统与EMSSCADA、配电自动化系统等生产运行自动化
47、系统的数据图模共享问题。,难点,配电网的资料和数据的整理输入工作量巨大，并旦配电网又经常处于变动中，数据不稳定，必然造成工作中的多次反复；由于众多需使用地理信息系统的建设单位无能力二次开发，而大多数软件开发商对电力行业知识又较为贫乏、从而造成开发的软件功能不全，深度不够。所以，开发和建设好地理信息系统必须做到计算机技术与电力生产实际之间紧密结合。,8.2 地理信息系统的组成,组成：包括硬件、软件、数据。硬件：数字化仪、解析绘图仪、扫描仪、测绘仪器、计算机、存储器、打印机、绘图仪等。,软件：操作系统（Windows系列、Linux）、数据库管理系统（SQLServer、Sybase、Oracle
48、、Informix）、GIS开发平台（美国：环境系统研究所公司ESRI公司的ArcGIS、MapInfo，中国GROW、）、开发工具（VC+、VB）、GIS应用软件。随着Internet技术广泛应用，目前的发展趋势为开发基于Web技术的组件式GIS系统,8.3 配电网地理信息系统的功能分析,配电网地理信息系统目标：以变电站自动化、馈线自动化、负荷信息管理、用户抄表与自动计费等四个子系统的地理信息管理为目标，并融合进MIS管理信息与实时信息管理，实现图形和属性的双重管理功能。,配电网地理信息系统的功能,一、数据预处理功能图形数据的录入、转换和编辑属性数据的录入、转换和编辑属性数据与图形数据的挂接与配电网SCADA系统的实时数据接口及图形转换二、图形操作与制图输出三、站内自动化子系统的地理信息管理四、馈线自动化子系统的地理信息管理五、负荷控制与管理子系统的地理信息管理六、用户抄表与自动计费子系统的地理信息管理七、辅助设计功能,
