智能电网信息与量测技术ppt课件.ppt
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1、第三章智能电网信息与量测技术,主要内容,高级量测体系(AMI)简介背景驱动力主要组成部分智能电表通讯网络计量数据管理系统(MDMS)用户户内网络(HAN)AMI论证成本收益例证AMI和智能电网信息物理系统,高级量测体系,量测系统的演变,1985 1995,1996 2005,2006,AMR,AMM,AMI,运行效益,数据管理,用户通讯,AMI 连接用户并加强了资源和资产优化管理AMM 提高了信息质量AMR 提高了运行效益,智能和控制功能,AMI相对于AMR,AMR:自动抄表方案从远程读一个累积的计量值单向通讯以月为计量周期AMI:高级量测体系完整的体系可远程读取多个间隔计量值双向通讯提供详细
2、的数据以能支持分时电价(TOU pricing)远程系统或软件升级支持用户户内网络和很多其它功能,AMI实施的驱动力,世界范围内电力公司实施变革和产业升级的动力,供求关系和电网的制约电网可靠性/停电的制约/供电不足日益增加的分布式电源多向潮流,竞争激烈的电力市场电力公司降低成本和增加收入的目标日益增多的复杂计费方式用户服务的要求,技术的进步、电子和通讯技术的进步成本降低而同时功能提高用于数据管理的信息系统日益完善,环境保护和政治压力立法的要求(如,EPACT 2005)对能效的追求为应对温室效应而寻求矿物燃料的替代品 公众对邻近电力设施的抵触,AMI效益,智能电表,双向间隔量测数据,智能电表
3、每一个用户处 记录双向间隔消费信息小时、30 分钟、15 分钟 或 5 分钟等KWh、KVARh、V、KW,等 其它功能如远程断开和重接、即时读表、断电报警、表计干扰检测、远程设定和软件升级变压器表计记录双向间隔消费信息和电压信息 数据可用于变压器负荷管理和负荷研究馈线表计记录双向间隔消费信息和电压信息15分钟、5分钟、或更短支持系统实时运行、电压优化、系统分析和规划、负荷研究和预测等,多层次的通讯网络,广域通讯网络(WAN),IP 网络:开放式的、安全的专用的或公众的网络有些使用通讯公司的托管服务WiMAX,数字无线通信 2.5G,3G,3G+,MPLS问题:公共网络生命周期短,难于满足AM
4、I 的期望很多地方很难有一个公共网络覆盖整个电力公司的服务范围通常是混合网络(电力公司专用网+第三方网络),局域通讯网络(LAN),大部分是私网协议电力线载波(PLC,DLC)基于高塔的点对多点的无线射频系统无线射频网状系统(Mesh)电力线宽带(BPL)趋势是缓慢移向开放式标准 TCP/IP,ANSI C12.22主要考量是低成本,发展趋势:集成的通讯网络,数据采集流程,自动数据采集系统(ADCS)按照预定时间收集电表测量值(通常是午夜之后)或即时读取 把数据传回网络运行中心(NOC)把数据放在企业服务总线(ESB)上ESB原始数据转送站把数据分送给 计量数据管理系统(MDMS)和其它信息系
5、统MDMS处理数据并把数据传给其它信息系统,如:计费系统用户网站(以便用户在每天 早晨6点查看前一天的用电),计量数据管理系统(MDMS),一个用于获取、处理和存储计费表计测量值,并具有分析工具以便和其它信息系统交互使用的数据库系统AMI系统表计管理(增加修改消除)AMI表计控制接通断开重新设定日程管理计费之外的数据转发表计和网络设备的资产管理接通断开的过程管理干扰检测故障及故障恢复数据管理数据分析和自动现场工作票的生成和处理,MDMS功能,MDMS和其它系统的集成,系统范围的系统能观性,“虚拟表计”可提供系统任何一点的以小时计的历史的和预测的负荷信息,减少设备过负荷和损坏 提高固定资产投资时
6、机和针对性 提高相间平衡和线路利用率 改善电压调节,提高电容器安放选择提高资产容量选择和一致性识别异常线损和窃电有选择地对用户实施负荷控制,用户信息网站,把用户帐单和用电信息集成在一起可读到前一天的用电为用户提供详细用电曲线和费用信息分析TOU 或 CPP 对帐单的影响推荐策略以助其减少费用减少用户服务成本网上自助服务减少高额帐单抱怨电话呼叫中心的显示有助于一次解答用户的疑问,企业范围内的信息系统集成,用户户内网络(HAN),配合用户门户网站、连接智能电表和户内可控的设备室内显示器(IHD)可编程通讯温控器(PCT)混合动力电动汽车(PHEV)、电动汽车(EV)或其它储电装置其它智能家用电器,
7、等 主要技术和标准通讯:WiFi,RF,电力线载波,光纤等标准:ZigBee,HomePlug,6LowPAN等,处于快速整合阶段,HAN的效益,使得用户更好地管理用电被动的:理解用电IHDs 提供了详细的用电信息和计费信息 主动的:参与需求响应或允许电力公司直接负荷控制 使得电力公司提高用户服务对用户发送信息用户可以直接查看用电信息 实施需求响应以消除峰荷每年最高峰的 100 个小时,终端用户直接参与电力市场,集成分布式电源,AMI全球项目,AMI在北美,AMI成本,来源:Capgemini法国捷凯公司,成本(每表),AMI20年全部拥有成本,包括智能电表,双向通讯,遥控开关,用户户内网络,
8、平均收益,*没包括负荷控制,需求响应,和智能电网功能,成本和成本回收年限,意大利ENEL的AMI项目,3千万电表 2002年-2005年21亿欧元成本,每年节省费用亿欧元3000MW 高峰期负荷削减能力(5%)成本回收期为5年 基于运行费用的节省,AMI和智能电网,AMI连接用户提供系统范围的能观性,每一个智能电表都是智能电网的一个量测点和传感器智能电表+SCADA测量=系统范围的能观性,信息物理系统Cyber Physical Systems简介,信息物理系统,CPS系统定义嵌入式系统、物联网、传感网和CPS的区别和联系CPS的发展技术特点研究热点基本功能单元系统架构CPS在智能电网中的应用
9、,CPS就是一个在环境感知的基础上,深度融合了计算、通信和控制能力的可控可信可扩展的网络化物理设备系统,它通过计算进程和物理进程相互影响的反馈循环实现深度融合和实时交互来增加或扩展新的功能,以安全、可靠、高效和实时的方式监测或者控制一个物理实体。CPS的最终目标是实现信息世界和物理世界的完全融合,构建一个可控、可信、可扩展并且安全高效的CPS网络,并最终从根本上改变人类构建工程物理系统的方式,定义,嵌入式系统、物联网、传感网和CPS的区别和联系,嵌入式(Embedded System)系统是软件和硬件的综合体,在某些情况下,还可以包括机械装置。传统的物理设备通过嵌入式系统来扩展或增加新的功能,
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