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
量测系统的演变
智能和控制功能
AMI • 用户通讯 AMM • 数据管理
• 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
AMR
• 运行效益
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
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
负荷曲线 市场分类 服务成本 高峰期电价
供应聚合 未计能量的分配
自助帐单分析 支持客户服务人员 需求响应
MDMS和其它系统的集成
运行系统 其它应用
CIS,计费
客户服务 帐户管理 故障管理 配网运行 负荷研究 预测管理 客户支持
企业服务总线
收入保护
计量数据管理系统
资产分析
企业服务总线
采集系统
复杂计费 手持移动 采集系统 AMI 采集系统 间隔数据 采集系统 SCADA 数据等
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
• 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)
用户利益 促成智能电网所需的技术和应用的实现
智能电表
双向间隔量测数据
• 智能电表 – 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
系统应用 预测
负荷研究和 定价
收入保护 Revenue Protection
结算 Settlement
配电效率
复杂的计费入
窃电检测 非正常电表检测
规划 运行 GIS & OMS 集成
批发市场 Wholesale 大 C&I用户 分时电价 特殊计费
• 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AMI 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)
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
ＩＴ、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
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
AMI效益
节能和能效
DSM: 电价, 需求响应, 用户信息
运行效率
用户服务
电网运行和优化: 电压和无功优化, 运行, 规划，等
窃电检测:提高检测率 负荷研究; 提高数据质量 现金流 电表更换 读表: 自动, 频繁, 准确 故障管理: 即时, 定位, 检测 表计准确度: 提高 呼叫中心: 减少费用估计, 提高询问应答 收费: 各种计费选择
MDMS功能
数据分类和负荷建模 Segmentation and Load Modeling 多维聚合 Multi-Dimensional Aggregation 费用计算 Configurable Calculation Logic & Billing 用户费用分析 Customer Bill Integration & Analytics
• 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