一、绪论
配电网的特点：
1）配电网地域比较集中
2）电压等级低、级数多，单条馈电线传输功率和距离一般不大
3）网络结构多样、复杂
4）在城市配电网中，随着现代化的进程，电缆线路将越来越多，电缆线路与架空线路的混合网络给电网运行和分析带来复杂性
5）配电网中性点接地方式有以下两类：①中性点有效接地系统②中性点非有效接地系统
6）配电网内设备类型多且数量大，多种设备装于露天，工作条件恶劣
7）配电网运行方式多变
8）配电网中采用的通信方式多，但通信速率往往没有输电系统高
9）配电网中，即使自动化程度较高，仍需要人工操作；而输电系统内，大多数设备为自动控制
10）配电网中有大量电力电子等非线性负荷，故将产生不容忽视的谐波。谐波必须一致。
配电网自动化功能及其实施难点：
功能：
① 变电站自动化
② 馈电线自动化
③ 需求侧用电管理
④ 配电管理自动化。
难点：
1)配电网结构复杂，加之网中配电变电站，开闭所总的电气设备数量大，信息量大，即使经过处理，仍会给DAS系统组织带来困难。
2)配电网有大量的FTU及TTU工作于户外，工作环境恶劣，通常要求能在较大温度范围内，湿度高于95%的环境下正常工作，并要考虑防雨、防雷等问题。
3)由于配电网的站端设备数量大、节点多，在一个配电网中往往根据需要，会有多种通信方式混合使用，以减少总的通道数量。
4)在配电网自动化系统中，工作于户外的设备的工作电源和操作、控制电源的可靠取得是一项必须解决的问题，否则若干自动功能不能实现。
5)目前，我国实现DAS，除个别新建小区，主要都是在已有配电网上进行改造。
电力系统可分为输电系统（EMS）和配电系统（DMS），以降压变电站中的主变高/中压侧来划分，DMS执行EMS的宏观调控命令，并有必要想EMS传递必要信息
配电网自动化系统通常设计成积木式结构，一般为调度中心、地区电网管理中心、分散现场操作区三层
二、通信
配网自动化对通信的要求：
1.通信的可靠性2.通信系统的费用3.通信速率的要求
4.双向通信能力5.通信不受停电的影响6.通信系统的使用与维护方便性
远动规约特点：
问答式CDT
1）多个RTU复用一个信道，半双工；
2）变化信息传送，压缩数据，提高传送速度；
3）对事故响应慢；
4）通信失败整幅报文丢失，对通信质量要求高
循环式polling
1）实时性强；
2）采用信息字校验方式；对信道要求不高；
3）遥信优先，提高响应速度；
4）允许多个RTU和多个主站进行数据传送；
5）对一般遥测量响应慢，通道采用全双工；
6）不允许多台RTU共线连接，RTU与MS之间点对点连接
分布网络DNP
认为它具有循环式与问答式远动的优点。
通信系统按照信道媒介划分：有线通信、光纤通信、无线通信
按照所传信号划分：模拟通信系统、数字通信系统 配网自动化对通信系统的要求：可靠性、速率、经济性 通信方式：电力线载波、电话专线、无线通信系统、光纤通信、现场总线级以太网通信 SCADA基本功能：“四遥“：遥远测量(YC)、遥远信号(YX)、遥远控制(YK)、遥远调节(YT) 远动装置分类：按RTU体系结构：集中式、分布式
按通信规约：问答式、循环式、分布网络式
三、变电站自动化
电压与无功功率的自动调控原理
看3.5节（P48-52）
变电站综合自动化系统功能：数据采集与处理、微机保护、事件记录等 变电站综合自动化系统结构形式：集中式、分散分布式、分布式结构集中组屏 通信网络的拓扑结构：星形、环形、总线形 访问控制技术：①带有冲突检测侦听多路访问控制技术②通行证法
四、馈电线自动化
馈线自动化方案原理及其应用
看4.4节（P62-67）(重点4.42和4.43)
配电网自动化远方终端分两类：馈线远方终端FTU、配
电变压器远方终端TTU
FTU功能：“四遥”，保护等 常用自动化开关器件：重合器、分段器、自动配电开关
电压/无功调整：馈电线上进行电容器投切，简单、投资少、见效快，调整变压器可以改变电压，遵循 电压优先原则（优先于无功）
五、用户电力技术
SSB固态断路器原理：
SSB是由大供率门极可关断晶闸管(GTO)或晶闸管(SCR) 构成的交流可控开关。
由数组GTO组成的单相交流可控开关电路，当应用于三相电路时，由三组相同电路组成。SSB由两只GTO反向并联组成一个交流开关模块。并在模块两端并上吸收保护装置(SNBR)
当门极加负向触发信号时，GTO能自行关断。
GTO经过不大于2 μs 的关断时间可关断回路，
开通时间一般也只为1~2 μs，因此，SSB是高速开关
由于跳闸时间极快，故可提高系统故障切除时间或使
停电时间缩短，并可选择合适的跳闸时刻，例如，选
择在电流过零时动作，可降低过电压。
SSB与故障限制器配合，则可构成功能
更完备的断路器。
SVG静止无功补偿器原理：
每一桥臂构成一个交流开关
交流侧每一相连接于左右两个开关上
G1关断、迫使电流流过D
4G4导通、D1自动关断
控制对G
1、G4触发信号的发出
时刻，则变压器的A相将有宽窄可
控的直流电流脉冲流过。
BC相同A相，时间相差120º
控制器作用：
①保持电容C上的电压Ud为恒定，这样，变流器处于逆变工作时，视为接于一恒压源；②控制各GTO的通断，实现无功功率的补偿及抑制电压波动。
通过控制GTO的开断，对工作于逆变状态的变流器产生的有规
律的可控脉冲波处理后，在交流侧产生一个相位与幅值均可调
的基波对称的三相正弦电压。
等值电路中，输出电压ÚG，变压器短路阻抗及逆变过程损耗等
效阻抗之和为r+jx，系统母线电压ÚS
将SVG视为等效阻抗，i为系统输入装置的电流
逆变工况下：
1.当|ÚG|高于系统电压|ÚS|时，SVG等效为一电容器，发出滞后的无功功率给系统。
2.当|ÚG|低于系统电压|ÚS|时，SVG等效为一电抗器，发出超前无功功率。
在理想情况下，将变压器、GTO均视为理想元件，设
系统三相对称，且无谐波，并设ÚS∠0， ÚS与ÚG的相
位差角为s，且ÚS领先ÚG时， δ为正，反之为负。
设图中电流为SVG指向系统，直流电容器的电压Ud不
变。则有
可见， δ>0, P0,SVG吸收有功，发无功
δ
δ=0，装置与系统无功率交换。
故改变δ大小、方向，就可以改变装置输出无功的大小及性质。同时，表明δ≠0时，P始终为负，说明装置总要从系统吸取一定的有功功率来维持电容器电压Ud及平衡装置的损耗。
CPC用户电力控制器原理：
CPC = SVG + DVR,两台变流器共用直流电容C
并联变流器1及变压器T1组成SVG
变流器2与变压器T2组成DVR
配电站无功补偿、调压、谐波抑制、提高供电质量、改变T2线路潮流
类似于输电系统的UPFC
六、配电管理系统
DMS与EMS都是调度自动化系统，由于所管理网络范围的特点，两者有较多的异同点。
(1)DMS与EMS的相同点
1)均是通过远动通道从RTU收集电网中设备的状态量与量测值，并可由调度端下达命令，从而实现SCADA功能；
2)均具有若干(远方或就地)自动控制功能；
3)均具有多种应用软件，如潮流计算、短路电流计算、状态估计、网络分析等；
4)均存储有历史数据，供检索与分析使用;
5)均能与其他相关计算机应用系统(如MSS系统)相连，共享数据。
(2)DMS与EMS的相异点
1)DMS没有自动发电控制AGC，及与此关联功能
2)DMS面对的配电网，地域虽不及输电系统广，但网络复杂，多为辐射型结构
3)配电网的设备类型多，数量大
4)基于2)、3)点，DMS的RTU数量大，此外DMS还有TTU收集信息
5)DMS中数据库规模远比所连输电系统中的数据库大;
6)由于配电网网络复杂，直到目前，配电网中仍有较多人工操作，
7)配电网内通信方式多，但通信速率要求不高
8)配电网运行方式变化比输电系统多，检修更新也频繁
重构及其算法
• 在电力系统中，通过合理的开关组合，改变网络拓扑，此即网络重构
• 配电网中是大量的环网结构，开环运行方式形成的网络。
• 通过网络重构，是降低配电网线损的又一个重要而有效的途径。
• 通过网络重构还可以均衡负荷，消除过载，提高供电质量
• 馈线自动化的自动恢复供电操作就是应用网络重构方法隔离故障区域，向受故障影
响而停电的区域恢复供电的实际应用。
• 现有算法多以网损最小为优化目标，在满足电压质量、线路不过载等各种运行约束
条件。
OFP最优潮流模式算法以网损最小为目标，算法步骤是:
1)先将网络中所有联络开关闭合，整个网络形成一个多环网;
2)将构成环网的支路的阻抗换成电阻，在满足约束条件下，由KCL和KVL定律求得环网支路的电流分布，此即最优潮流模式(OFP);
3)断开OFP中流过电流最小的开关，环网变成辐射网，重复2)的计算，且网络己是开环，认可这时的开环网络是最优重构。
SEM开关交换算法步骤是:
1)计算原有运行方式下(各联络开关均处于开断位置.全网为辐射网)的初始潮流和网损。利用潮流计算结果将负荷用恒定电流表示。
2)合上一个联络开关，形成一个环网，选择该环网中一个分段开关并断开，使配电网恢复为辐射网，但已实现负荷转移，并估计新状态下的网损，并计算潮流:在计算时，不满足约束条件时(越限)，则放弃这一分段开关操作。
3)合上另一联络开关，重复2)计算。直到可操作的开关均已操作完毕。从而得到最佳结构。
配电管理系统的应用软件列举：配电网络模型（网络建模）、网络结线分析、配电网潮流分析、配电网状态估计、配电网负荷预测、配电网电压和无功优化调度、网络重构、短路电流计算、配电系统操作培训模拟 负荷管理的主要功能：负荷特性及负荷预测、电价制订、符合调整、监视与控制
七、需方用电管理系统
DSM与LM的不同：
传统的负荷管理(LM)是指供方采取调峰、降压措施来抑制负荷和改善负荷曲线的控制手段。而DSM与LM的区别在于有用户的有效参与，调动需求方的积极性，共同进行供用电管理，使用户与供方均有利。
实现DSM的技术：
1、利用分散电源的DSM技术：①电热联产②联合循环发电③起用旧机组
2、在输配电系统中的DSM技术：①输电系统中的电力托送②配电系统中的DA自动化系统和用户信息系统
3、用于终端用户的DSM技术：①装设智能电表②在用户侧实行电能储存
电价策略：①峰谷分时、分季电价制度②实时电价③论质电价
