配电自动化主站系统的设计(4)

2015年本科毕业设计（论文）

开关跳闸等故障信息，启动故障处理程序，确定故障类型和快速自动定位故障区段，并在调度员工作站显示器上自动调出该信息点的接线图，通过网络动态拓扑着色的方式明确地表示出故障区段,以醒目方式显示故障发生点及相关信息(如特殊的颜色或闪烁)。根据需要,主站可提供事故隔离和恢复供电的一个或两个以上的操作预案,辅助调度员进行遥控操作，达到快速隔离故障和恢复供电的目的。

4.2.2 故障区域隔离

主站进行故障定位并根据故障定位结果确定隔离方案,故障隔离方案可以自动或经调度员确认后进行。

4.2.3 非故障区域恢复供电

非故障区域恢复供电由主站进行,可选择自动方式进行和人机交互方式进行,通过与EMS系统的互操作实现非故障区域恢复供电。执行过程中允许一步执行,也可在连续执行时人工暂停执行。在故障处理过程中,完成常规的遥控执行之后查询该开关的状态,以判断该开关是否正确执行,若该开关没有动作则停止自动执行,并提示系统运行人员,以示警告。可自动设计非故障区段的恢复供电方案,并能避免恢复过程导致其他线路的过负荷,并恢复操作的快速性、安全性和方便性,并为故障清除后恢复原有供电方式提供支持。

4.3 WEB发布功能

配电自动化系统WEB发布的主要功能包括:

1)配电自动化系统中数据(如报表和图形等)以安全的方式进行网上发布。拥有权限的相关运行人员通过浏览器浏览配电网的实际运行状态。

2)在WEB服务器提供各种报表,供相关人员进行浏览。

3)在WEB服务器进行严格的权限限制,限制不同人员的浏览范围,从而保证数据的安全性。

4.4 高级应用软件功能

随着配电SCADA系统的成功应用,供电企业不再满足数据的采集和控制，要求对基础数据进行分析，为配电运行方式等提供决策参考；再者输电高级应用软件(PAS)的大量应用为配电高级应用软件(DPAS)的发展提供成功经验。

4.4.1 配电网络拓扑分析

配电网络拓扑分析是配网所有分析应用的基础。配电网络拓扑分析用于构建动态的配电网络模型,模型体现了设备之间的连接关系、连通关系、配电网络的实时状态。根据模型,可进行带电区域划分进行动态着色,分析确定配电区域的供电源点和各点供电路径。模型结构随着配电接线图的设备变更而变化,状态随着配电实时信息的刷新而相应变动。具体要求包括：

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1)适用于任何形式的配电网络接线方式；

2)电气岛分析,分析电网设备的带电状态,按设备的拓扑连接关系和带电状态划分电气岛；

3)支持人工设置的运行状态；

4)支持设备挂牌、投退役、馈线拆搭、临时跳接等操作对网络拓扑的影响； 5)支持实时态、研究态、未来态网络模型的拓扑分析；

6)计算网络模型的生成，可依据配电网络拓扑结构生成数值计算需要的计算网络模型，为状态估计、潮流计算、解合环分析提供计算基础；

7)拓扑分析支持配网的各种着色功能：包括全局着色、线路着色、电源点追踪着色、供电范围着色、负荷转供着色。

4.4.2 负荷预测

配电网负荷预测主要针对6-20kV母线、区域配电网进行负荷预测，在对系统历史负荷数据、气象因素、节假日，以及特殊事件等信息分析的基础上，挖掘配网负荷变化规律，建立预测模型，选择适合策略预测未来系统负荷变化。具体要求包括:

1)对不同线路进行负荷特性分析；

2)最优预测策略分析，根据对系统负荷与相关因素关系的定量分析，智能化方法与传统方法相结合，根据负荷规律的特点，自动形成最优预测策略；

3)支持自动启动和人工启动负荷预测；

4)多日期类型负荷预测，针对不同的日期类型设计相应的预测模型和方法，分析各种类型的日期模型(例如工作日、周末和假日等)对负荷的影响；

5)分时气象负荷预测，支持基于分时气象信息的负荷预测，考虑各种气象因素对负荷的影响；

6)支持多预测模式对比分析；

7)支持计划检修、负荷转供、限电等特殊情况对配网负荷影响的分析。

4.4.3 状态估计

具备估计数据和实时数据在同一图形中的比对功能。

4.4.4 潮流计算

配网潮流计算是电网分析应用软件最基本的功能模块，是电力系统运行分析和规划设计最常用的工具,不仅为电力系统稳态运行的潮流分布提供依据，也为其它应用软件(如静态安全分析SA，故障电流计算等)提供“研究方式”。 功能和特点：

1.具有实时刷新数据的功能,刷新时间可灵活定值；

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2.具有保存实时遥测、遥信数据的功能； 3.具有模拟开关操作的功能；

4.具有取历史断面、实时数据计算的功能；

5.提供Newton和DistFlow两种基本的潮流算法,也可计算环网运行的潮流分布；

6.具有与站内图形、数据及表格的热点查询功能； 7.具有计算告警信息显示功能(包括配变信息报警)。

4.4.5 网损计算

配网网损计算根据电网的实际负荷及电网的正常运行方式,计算电网中各元件在一定时间内的电能损失。 配网网损计算包括以下内容:

1）配变损耗的统计:

通过统计用户电能表和配变检测装置电能测量量之间的差值来实现。统计结果用表格的形式反映出来。

2）线路损耗的统计:

通过统计配变检测装置、高压用户电能表和线路出线处FTU之间电能测量量的差值来实现。统计结果按不同线路,用表格的形式反映出来。

3)变压器损耗的统计:

通过统计变压器高压侧和低压侧两端通过的电能差来实现。可用表格方式来显示不同变压器的损耗状态。

4.4.6 短路电流计算

在SCADA配网接线图或GIS地理接线图中单击选择故障线路，进行短路故障设置,包括故障类型、故障位置、故障过渡电阻等。可以同时设置多重短路故障，实现对复杂故障的分析计算。计算结果包括故障电压、电流,线路、节点各相、各序电压电流值。 功能和特点：

l)具有打印功能,包括表格与图形的打印。

2)通过点击线路灵活设置短路点,出现短路信息过程,短路计算的短路形式包括:A相接地、BC相间短路、BC相间短路接地、ABC三相短路。

3)具有取历史、实时数据计算的功能。 4)有与站内图形、数据及表格的热点查询功能。

5)具有计算结果的表格查询功能，包括线路信息(3相电流、3相电压、各序电压、各序电流)。

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6)根据设计的要求,计算出不同的保护定值。

4.4.7 负荷转供

负荷转供根据目标设备分析其影响负荷,并将受影响负荷安全转至新电源点,提出包括转供路径、转供容量在内的负荷转供操作方案。具体要求包括：

1)负荷信息统计：目标设备设置,包括检修设备、越限设备或停电设备;负荷信息统计,分析目标设备影响到的负荷及负荷设备基本信息。

2)转供策略分析:转供路径搜索,釆用拓扑分析的方法,搜索得到所有合理的负荷转供路径;转供容量分析,结合拓扑分析和潮流计算的结果,对转供负荷容量以及转供路径的可转供容量进行分析、转供客户分析，采用拓扑分析方法，对双电源供电客户转供结果进行分析。

3)转供策略模拟:支持模拟条件下的方案生成及展示；模拟运行方式设置；转供方案报告；转供过程展示。

4)转供策略执行:依据转供策略分析的结果,釆用自动或人工介入的方式对负荷进行转移,实现消除越陷、减少停电时间等目标,形成闭环控制。负荷转供根据目标设备分析其影响负荷,并将受影响负荷安全转至新电源点,提出包括转供路径、转供容量在内的负荷转供操作方案。

4.4.8 网络重构

配电网网络重构的目标是在满足安全约束的前提下,通过开关操作等方法改变配电线路的运行方式,消除支路过载和电压越限,平衡馈线负荷,使网损最小。具体要求包括:

1)结合配电网潮流计算分析结果对配电网络进行重构,实现网络优化,提高供电能力；

2)综合分析配电网架结构和用电负荷等信息,并通过改变配网运行方式等相关措施,达到降低配网网损的目的；

3)除满足正常运行方式下的配电网络优化调整,也可满足新建、改建、扩建配电网络以及故障条件下的网络重构；

4)依据网络重构在线分析的结果,釆用自动或人工介入的方式实现闭环控制,实现配电网的动态调控。

4.4.9 配网经济运行

配电网经济优化运行的目标是在支持分布式电源分散接入条件下,分析智能调度方法,给出分布式电压无功资源协调控制方法,提高配电网经济运行水平,具体要求包括:

1)支持分布式电源接入条件下的经济运行分析；

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2)支持负荷不确定性条件下对配电网电压无功协调优化控制；

3)支持在实时量测信息不完备条件下的配电网电压无功协调优化控制； 4)对配电设备利用率进行综合分析与评价；

5)支持配电网广域备用运行控制方法,充分发挥配电设备容量潜力。

4.5 GIS功能

GIS系统与其它实时系统(配网自动化系统、调度系统)集成的一体化系统，可以将配电网接线图与地理背景信息有效地结合 ，更直观地在地理图上表现SCADA监控数据、设备运行信息。

4.5.1 实时GIS平台功能

1.实时显示功能：面向配网管理的GIS，它的实时显示功能充分展现了系统的实用性，它主要包括了遥测、遥信、线路带电状态等信息的实时显示。

2.地图操作：地图操作是GIS平台功能的一个重要组成部分，起主要体现在：图层控制、图形无级缩放、地图导航功能、图形信息疏密效果自动校正功能、图形分类显影功能。

3.通用工具：系统通用工具有标尺测量、标注、线路长度等功能。

4.5.2 实时GIS平台的维护功能

1.图形数据录入

1）电力设施图形的维护:

对线路、开关、变压器、刀闸、杆塔等电力设备系统提供专用工具进行增加、删除、修改等操作,支持用户自定义设备类型。对于以上类型的设备在图形画面上的录入只需通过工具选中设备类型,通过简单的点击放置即可。同时还提供完整的编辑工具包括:复制、粘贴、Redo、Undo等和图形对象的旋转、缩放工具。

2）地理背景图图形的维护:

可以利用数字化仪、鼠标、扫描仪等录入工具将行政区、建筑、街道等纸图转化为电子地图。图形数据录入支持BMP、JPG、GIF、TIF等当前流行的图像格式。并提供拼接工具对地图进行拼接、裁减,实现无缝连接。

2.属性数据录入

系统可自动将属性数据和图形挂接起来,用户可以在维护图形的同时进行系统属性数据的增加、删除、修改等操作,也可以在已经存在的GIS图形上进行属性数据的录入。

3.线路维护

线路的维护是系统中最重要的维护,除提供通用的维护手段外还提供一些特殊的维护方法。

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