畢業(yè)論文：國(guó)內(nèi)配電網(wǎng)自動(dòng)化面臨的問題及系統(tǒng)的發(fā)展方向

畢業(yè)論文：國(guó)內(nèi)配電網(wǎng)自動(dòng)化面臨的問題及系統(tǒng)的發(fā)展方向

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摘 要
本文在分析了目前國(guó)內(nèi)外配電網(wǎng)自動(dòng)化水平及配電網(wǎng)發(fā)展情況基礎(chǔ)上結(jié)合國(guó)家電力部門對(duì)配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展要求得出了國(guó)內(nèi)配電網(wǎng)自動(dòng)化所面臨的問題和今后系統(tǒng)的發(fā)展方向，并據(jù)此在原先所擁有的自動(dòng)化系統(tǒng)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)改進(jìn)了一套新的配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)。針對(duì)該套系統(tǒng)的系統(tǒng)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)、基本功能設(shè)計(jì)應(yīng)用進(jìn)行了較為詳細(xì)的闡述和說明，重點(diǎn)進(jìn)行了配電網(wǎng)潮流計(jì)算、配電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)兩個(gè)方面的算法程序設(shè)計(jì)計(jì)算與驗(yàn)證。
關(guān)鍵詞: 配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)；潮流計(jì)算；配電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì)
ABSTRACT
This te*t is in the analysis Distribution Automation system net
automation level and go together with the circumstance foundation of the
charged barbed wire net development at home and abroad currently up combine
a national electric power section to request to the development which
Distribution Automation system net automation the domestic go together with
the problem that the charged Distribution automation faces and from now
on. The development direction of system combine on these grounds at first
the automation foundation owned up the design improve
……（新文秘網(wǎng)http://jey722.cn省略1497字，正式會(huì)員可完整閱讀）……　
的關(guān)鍵算法與分析 22
4.1 配電網(wǎng)的潮流計(jì)算 23
4.1.1 幾種主要的配網(wǎng)潮流計(jì)算 23
4.1.2 節(jié)點(diǎn)電壓潮流計(jì)算算法 24
4.1.3 潮流計(jì)算數(shù)據(jù)及結(jié)果 27
4.2 配電網(wǎng)的狀態(tài)估計(jì) 28
4.2.1 以節(jié)點(diǎn)電壓為狀態(tài)變量的配電網(wǎng)狀態(tài)估計(jì) 29
4.2.2 狀態(tài)估計(jì)的流程圖 32
4.2.3 狀態(tài)估計(jì)結(jié)果與分析 33
結(jié)束語 36
致謝 37
參考文獻(xiàn) 38



第一章 緒 論
1.1 課題提出背景
電能是現(xiàn)代社會(huì)主要的能源，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)與人們的生活工作中起到極其重要的作用。一個(gè)完整的電力系統(tǒng)是由各種不同類型的發(fā)電廠、變電站、輸電線、及電力用戶組成。
現(xiàn)代電力系統(tǒng)大體可以分為發(fā)電、輸電、配電三大部分。在電力系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)中，配電網(wǎng)作為末端直接和用戶相連，具有的特點(diǎn):深人城市和居民密集點(diǎn);傳輸功率和距離一般不大;供電容量、用戶性質(zhì)、供出質(zhì)量和可靠性各不相同。配電網(wǎng)能敏銳地反映用戶在安全優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)等方面的要求。據(jù)統(tǒng)計(jì)全國(guó)發(fā)電量的85%是通過35-110kV配電網(wǎng)輸送給用戶的，配電網(wǎng)按供電區(qū)可分為城市配電網(wǎng)、農(nóng)村配電網(wǎng)等。城市配電網(wǎng)容量較大，約200-300MVA，供電負(fù)荷相對(duì)集中，供電環(huán)境比較好;而農(nóng)村配電網(wǎng)容量較小，一般在100-200MVA，供電范圍大，線路基礎(chǔ)條件較差，影響供電可靠性和安全性的不利因素較多。
中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)城市供電專業(yè)委員會(huì)起草的《配電系統(tǒng)自動(dòng)化規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》給配電電系統(tǒng)自動(dòng)化作了比較明確的定義：所謂配電系統(tǒng)自動(dòng)化，是利用現(xiàn)代電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將配電網(wǎng)在線數(shù)據(jù)和離線數(shù)據(jù)、配電網(wǎng)數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和地理圖形進(jìn)行信息集成，構(gòu)成完整的自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)及其設(shè)備正常運(yùn)行及事故狀態(tài)下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制、用電和配電管理的現(xiàn)代化。如此可以使配電網(wǎng)始終保持安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、高效的最佳運(yùn)行狀態(tài)的一套管理模式與體系設(shè)備的綜合系統(tǒng)。最終目標(biāo)是提高供電的可靠性與供電質(zhì)量，減少事故處理時(shí)間，縮小停電范圍，提升配電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，顯著降低運(yùn)行維護(hù)經(jīng)費(fèi)，極大限度提升用電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，提升配電系統(tǒng)的管理水平與工作效率，全方位提升為用戶服務(wù)的水平。
根據(jù)我國(guó)對(duì)配電網(wǎng)自動(dòng)化的定義配電自動(dòng)化系統(tǒng)（Distribution Automation System，簡(jiǎn)稱DAS）應(yīng)該是一種能使配電企業(yè)在遠(yuǎn)方以實(shí)時(shí)方式監(jiān)視、協(xié)調(diào)和操作配電設(shè)備的自動(dòng)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控（SCADA）、配電地理信息系統(tǒng)（GIS）和需方管理（DSM）等部分。配電自動(dòng)化的高級(jí)應(yīng)用軟件（DPAS）是配電自動(dòng)化的重要組成部分，以配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分析為核心形成了各種應(yīng)用軟件，基本部分包括：網(wǎng)絡(luò)接線分析；潮流計(jì)算；狀態(tài)估計(jì)；負(fù)荷預(yù)測(cè)；短路電流計(jì)算等。通過PAS，配電系統(tǒng)運(yùn)行人員能掌握當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，從而挖掘安全和經(jīng)濟(jì)方面的巨大潛力。同時(shí)為配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)跟規(guī)劃者提供進(jìn)行配網(wǎng)分析計(jì)算和控制管理研究的有效手段。
配電系統(tǒng)自動(dòng)化是電力系統(tǒng)現(xiàn)代化的必然趨勢(shì)，其主要意義在于：在正常運(yùn)行情況下，通過監(jiān)視配網(wǎng)運(yùn)行狀況，優(yōu)化配網(wǎng)運(yùn)行方式；當(dāng)配網(wǎng)發(fā)生故障或異常運(yùn)行時(shí)，迅速查出故障區(qū)段及異常情況，快速隔離故障區(qū)段，及時(shí)恢復(fù)非故障區(qū)域用戶的供電，縮短對(duì)用戶的停電時(shí)間，減少停電面積；根據(jù)配網(wǎng)電壓合理控制于功伍荷和電壓水平，改善供申質(zhì)量，達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行目的；合理控制用電負(fù)荷，從而提高設(shè)備利用率；自動(dòng)抄表計(jì)費(fèi)，保證抄表計(jì)費(fèi)的及時(shí)和準(zhǔn)確，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和工作效率，并可為用戶提供自動(dòng)化的用電信息服務(wù)等。
1.2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀
國(guó)外配電自動(dòng)化開始于20世紀(jì)70年代，歐美等國(guó)家開展配電自動(dòng)化的早期目標(biāo)是縮短饋線停電時(shí)間。整個(gè)系統(tǒng)的形成大致經(jīng)歷了3個(gè)階段：第一階段大約在上世紀(jì)70年代，該階段主要的目標(biāo)是能夠在重要的危險(xiǎn)段實(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)隔離，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶自動(dòng)抄表功能，并結(jié)合配電網(wǎng)改造的過程，開展配電網(wǎng)自動(dòng)化的試點(diǎn)工作；第二階段大約在上世紀(jì)80年代初期，隨著配電自動(dòng)化系統(tǒng)的大量投入，營(yíng)業(yè)自動(dòng)化、負(fù)荷控制開始發(fā)展。但由于當(dāng)時(shí)微機(jī)處理技術(shù)水平的限制，無法形成完整的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)；第三階段約在上世紀(jì)80年代后期，由于計(jì)算機(jī)處理器水平的飛速發(fā)展和各種通信技術(shù)水平的日
益提高，分布式實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)成為可能，人們首次可以將配電網(wǎng)中單項(xiàng)自動(dòng)化功能的裝置通過微機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接起來，使配電網(wǎng)自動(dòng)化成為可能，從而可以將配電網(wǎng)中單項(xiàng)自動(dòng)化功能的裝置通過微機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接起來，進(jìn)而使配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化成為可能。從目前來看，國(guó)外尤其是西方發(fā)達(dá)國(guó)家的配電網(wǎng)自動(dòng)化水平已經(jīng)發(fā)展到了一個(gè)全新的高度，高性能計(jì)算機(jī)的介入使得許多復(fù)雜算法及數(shù)據(jù)采集與分析變得簡(jiǎn)捷與輕松，配網(wǎng)自動(dòng)化作為一個(gè)電力自動(dòng)化的重要組成部分己經(jīng)相當(dāng)成熟。
隨著我國(guó)在經(jīng)濟(jì)上的可持續(xù)發(fā)展和人民物質(zhì)文化生活水平的不斷提高，用戶對(duì)電力的需求越來越大，對(duì)供電質(zhì)量和供電可靠性的要求越來越高。尤其是在國(guó)家頒布的《中華人民共和國(guó)電力法》貫徹實(shí)施以后，電力作為一種商品進(jìn)人市場(chǎng)接受用戶的監(jiān)督和選擇，對(duì)電力供應(yīng)中的停電影響追究電力經(jīng)營(yíng)者的責(zé)任。還有，高技術(shù)和精密裝備對(duì)電能質(zhì)量要求也隨之提高，配電網(wǎng)供電可靠性已是電力經(jīng)營(yíng)者必須考慮的主要問題。為此，加快城鄉(xiāng)電網(wǎng)的改造、加快配電系統(tǒng)自動(dòng)化的進(jìn)程就顯得尤為重要。
配電是電力系統(tǒng)直接面向用戶的功能，是電力系統(tǒng)的重要組成部分。過去，我國(guó)電網(wǎng)缺電嚴(yán)重，加之“重發(fā)、輕配、不管用”等現(xiàn)象，致使配電網(wǎng)技術(shù)相對(duì)落后，主要表現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)混亂、裝備陳舊、自動(dòng)化水平低、維護(hù)工作量大、供電可靠性低等方面。改革開放以來，電力工業(yè)特別是發(fā)、輸電方面有了很大的發(fā)展，電網(wǎng)缺電現(xiàn)象得到顯著改善。與此同時(shí)，電力系統(tǒng)自動(dòng)化也進(jìn)人了新的發(fā)展階段。但是，用不上電的情況仍十分嚴(yán)重，已建成的各種自動(dòng)化系統(tǒng)形成一個(gè)個(gè)“孤島”，互相隔絕，不能充分發(fā)揮作用。配電網(wǎng)的規(guī)模是隨著負(fù)荷的不斷增長(zhǎng)而不斷擴(kuò)建和發(fā)展的。早期的配電網(wǎng)規(guī)劃經(jīng)常因無法確切預(yù)見今后的負(fù)荷和市政建設(shè)前景，因此形成配電網(wǎng)建設(shè)的無序化和不合理性是難免的。對(duì)此，我國(guó)國(guó)家電力公司從1998年起對(duì)全國(guó)城市和農(nóng)村電網(wǎng)開始進(jìn)行大規(guī)模的建設(shè)和改造，投人2800億元資金，主要建設(shè)改造從低壓380V到高壓110kV(部分220 kV)的配電網(wǎng)，以便提高配電網(wǎng)的供電能力和安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，改善人民生活，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展提供了強(qiáng)大的動(dòng)力。到2000年，城市高壓配電網(wǎng)整體供電能力增長(zhǎng)了40%-50%，中低壓配電網(wǎng)供電能力增長(zhǎng)了25 % 。
我國(guó)配電自動(dòng)化工作起步于20世紀(jì)80年代，其標(biāo)志是當(dāng)時(shí)石家莊和南通各引進(jìn)了一套日本戶上制作所贈(zèng)送的配電網(wǎng)自動(dòng)化環(huán)路設(shè)備，該設(shè)備每一開關(guān)單元由SF6開關(guān)、DM控制器和電源變壓器構(gòu)成，可以完成就地故障隔離功能，相當(dāng)于日本70年代的裝備水平。
我國(guó)配電自動(dòng)化工作的真正開展是在90年代，90年代后期陸續(xù)在一些省會(huì)城市開展局部范圍配電自動(dòng)化試點(diǎn)建設(shè)。1998年末，隨著國(guó)家啟動(dòng)城、農(nóng)網(wǎng)改造工程，為配電自動(dòng)化研究建設(shè)提供了機(jī)遇。同時(shí)，國(guó)內(nèi)配電自動(dòng)化的產(chǎn)品研發(fā)、功能標(biāo)準(zhǔn)討論、工程項(xiàng)目建設(shè)也進(jìn)人熱潮，為國(guó)內(nèi)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的全面建設(shè)提供工程經(jīng)驗(yàn)。國(guó)內(nèi)最早的集成化、綜合一體化功能的配電自動(dòng)化工程試點(diǎn)，是1998年的寶雞市區(qū)配電自動(dòng)化系統(tǒng)。其功能包括了饋線自動(dòng)化、配電變壓器巡檢、開閉所自動(dòng)化、配電網(wǎng)SCADA、配網(wǎng)仿真優(yōu)化、配電地理信息系統(tǒng)、客戶故障報(bào)修等，并實(shí)現(xiàn)了各個(gè)子系統(tǒng)之間的信息實(shí)時(shí)共享、功能相互共享的一體綜合化的配電自動(dòng)化系統(tǒng)。
1.3 課題的研究意義
配電網(wǎng)的健康發(fā)展可為增強(qiáng)我國(guó)綜合國(guó)力和提高我國(guó)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力提供必不可少的基本保證。從國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)的角度看，一個(gè)國(guó)家真正能參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的地區(qū)實(shí)際上就是大城市、大城市群，即21世紀(jì)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的真正據(jù)點(diǎn)應(yīng)該是大 ……（未完，全文共23371字，當(dāng)前僅顯示4203字，請(qǐng)閱讀下面提示信息。收藏《畢業(yè)論文：國(guó)內(nèi)配電網(wǎng)自動(dòng)化面臨的問題及系統(tǒng)的發(fā)展方向》）