智能配电网调度技术及其控制系统探析论文_魏昶宇

(云南电网有限责任公司丽江供电局 云南丽江 674100)

摘要:近年来,我国智能配电网建设的规模在不断扩大,在各个部门的努力下,智能电网调度技术取得了很大的进步。智能配电网调度技术及其控制系统一直以来都是智能配电网重点关注问题。本文对智能配电网调度技术及其控制系统的总体构架进行分析,希望对智能配电网调度起到一定的帮助作用。

关键词:智能配电网;调度技术;控制

配电网是电网系统中十分重要的一个环节,通常需要通过智能配电网调度来对电力资源进行优化配置,当然这已经成为了智能化配电网建设过程中必须要重视的问题。因此,加强智能配电网调度技术及其控制系统探析已经迫在眉睫。

1 系统建设总体架构

在新一代智能电网调度控制系统平台的基础上,配电网调度控制系统已经在安全I区具备了拓扑分析、图模管理、实时控制等多项功能,同时在安全III区能够实现计划停电分析、统计分析、综合展示等各项抢修指挥功能。系统总体构架图具体如图1:

图1 系统总体构架图

2 配电网智能调度关键技术

2.1 配电网运行评估技术

不同时期、不同的电力调度计划会对配网的实际运行状况产生大不相同的影响,由于智能调度需求存在差异,同时电网信息化、自动化和互动化的标准也存在很多不同之处,因此,准确做好电网评估就成了智能调度实施过程中面临的重点工作。在进行评估时,通常需要根据配电网的安全性、稳定性、经济性等各个方面的关键指标来进行,但是各指标之间也是相互影响着的。所以,必须要重点加强对配电网实际运行特征的分析,而后还需要结合实际运行中的变化趋势和运行状态参数,确保目标、属性和层次之间形成相互协同的关系,并在有效量化的基础上,形成指标评估模型。此外,由于配电调度在各阶段内发挥的作用存在差异,因此要建立相应的评估指标体系,并结合有效的评估方法,才会更好地满足评估的实际需求。

2.2 配电网络、电源及其负荷互动协调技术

为了有效重构配电网络,并科学控制无功电压,就需要对电气通路进行相应地变更,确保潮流调度。因为电网运行基本特性存在很大的不同,并且由于分布式发电并网的运行,在多种功能相互协调的前提下,使得配电网自身拥有了多源的供电网。因此,有效利用分布式发电及配电网之间互补的关系,就可以在一定程度上增大潮流调度空间,并且由于存在一些储存装置、间歇性或不可控电源,使得配电网的能量发生了平衡变更。以往负荷用户可以直接进行配电网调节,通过利用能效电厂等来进一步满足终端,使得用能效率得到有效增加,并且由于微电网的有效控制,就可以满足智能电网的功能需求。依据以上内容可知,为了有效达到配电网络、电源及负荷之间优化协调处理的目的,促进配电资源的整合,更好地满足智能调度的实际需求,就需要重分考虑配电网络、分布式发电及与之相应的负荷特征。

2.3 面向过程的信息集成与自动建模技术

配电网智能调度技术要能够使得平台内部的数据信息进行高效交互,这就要求全面分析空间信息、预测数据、实际数据及音视频数据等各个方面的数据信息。此外,还应当把这些内容有效分布于地理信息系统、配电自动化系统及调度自动化系统等各种系统内,同时在各个安全分区内进行有效放置。从数据时间尺度方面考虑,应当涵盖智能调度的每个时段并有效结合离散性、非时变量和连续性等。为确保配网调度可以有效展开,需要及时对各个系统及各个阶段的数据信息进行有效整合,加之模型的有效实用功能,才能够建立起在全网都可以运行的信息模型,这是进行智能调度的必然前提。由于智能配电网改造规模比较大,且改造频率相对较高,并且需要更新大量数据,所以,就要求进行大量的日常运行维护工作。建立自动完成配电网模型是集成面向过程的信息并确保智能调度实用化的必要前提。

2.4 多阶段一体化的调度决策技术

通常情况下,智能配电网调度跨越时间比较长,因此在制定年度计划或者跨年计划的过程中,为了确保峰值可以正常供电,就需要更加科学合理地设计配电变压器和网络容量。因为配电网负荷调整会对负荷性质、社会生产等各个方面造成较大的影响,所以,设计的负荷值和实际负荷值之间会出现一定的差别,加之高峰负荷补偿会持续发生,这就会导致一定容量浪费现象的发生。在开展实时调度或者计划检修时,经常会因为网络接线模式的影响导致电力调度无法达到最佳状态。同时,由于微电网、储能装置及分布式发电等的接入,会导致多种功能模式的产生,形成多电源网络,这就会导致各对象之间出现相互作用的现象,但是还存在着一系列不确定因素。根据以上内容可知,网络、电源和负荷的能量平衡是智能配电网调度实用化需要重点关注的问题。

配电网多阶段一体化调度决策需要对各个阶段内各种资源相互之间的关系及作用进行有针对性的研究,此外还应当对配电网的安全性、优质性及稳定性等相关指标可能带来的影响进行研究,只有这样才能构建出更加符合节能减排目标要求的配电网优化调度模型,确保模型的全方位、系统化,并且可以有效得到相应算法,促进供电自动化的实现。

2.5 全局优化调度技术

全局优化是指在时间、空间尺度上,通过指标、调度、优化相结合,从全局角度出发优化提升配电网运行效率。全局优化调度是在每个时间点合理优化重点业务,以确保全局优化。通过对智能配电网调度优化技术的研究,在空间和时间上优化目标,协调调度优化各种资源,从而实现高效、安全、经济、智能的配电网络系统。在应对大面积突发事件冲击的同时,提高配电网络的故障处理能力和应急处理能力,从而更好的实现配电网中各类资源的多级协同调度。全级优化调度技术大体可分为“长期—中长期—短期”多阶段递进式调度策略。

第一,长期优化调度策略。长期优化调度策略是通过规划与调度相协调,通过调度资源来降低负荷峰谷差、减少尖峰负荷。长期优化调度策略主要是通过风险评估为基础来实现规划与调度的协调,主要方法是通过优化分布,改善设施来实现电网的协调与发展。具体调度策略如下:

(1)通过夏季和冬季负荷的最大值来协调优化电源的电力供应量及其可调度量。

(2)优化的主要目标是保证重要负荷的供电,当供电能力充足时,可以不考虑降低峰谷。但当供电能力不足时,要考虑减少不重要的负荷。

(3)如果一个电网包含太阳能光伏发电,夏季时要优先考虑利用太阳能光伏发电为高峰负荷供电。

(4)如果一个电网包含风力发电,冬季时要充分利用风力发电为负荷供电。

第二,中长期优化调度策略。中长期优化调度策略主要是应对工作日和节假日用电需求差异较大,配电过程中存在较多临时变量,或在进行计划检修过程中,以月为尺度制定的调度方案。通过中长期优化调度,合理制定电源和负荷资源的可调度量,使配电网得以常态化运营。具体调度策略如下:

(1)通过月度负荷的最大值来优化电源的电力供应量及其可调度量。

(2)优化的主要目标是保证重要负荷的供电,当供电能力不足时,可以减少不重要的负荷。

(3)充分协调和利用不同用户间负荷差异和增减互补。

(4)在进行检修计划时,要制定停电常态运行方式,在临时供电需求增加时,要制定临时供电需求常态运行方式。

第三,短期优化调度策略。短期优化调度策略主要是应对太阳能光伏发电、电动汽车充放电等有明显规律的负荷用电。主要是通过制定智能配电网多时段调度方案,协调获得电源和负荷资源的可调度量,具体调度策略如下:

(1)通过次日用电量的最大值协调电源电力供应量及其可调度量。

(2)主要是以满足电压质量为基本前提的同时,实现经济运行。

(3)当电网包含太阳能光伏发电,利用光伏发电特性实现与负荷用电需求平衡。

(4)以日为尺度,避免频繁设备变动。

3 基于GIS的智能配电网控制系统应用

主站系统与远方终端是建立配电自动化系统的关键,应当有效利用便捷、经济的手段,实时监控配电网的具体运行状况,建立起基于GIS的智能配电网控制系统。

3.1 数据的维护

有效完善配电自动化系统和配网GIS数据接口,充分利用GIS图形的增量模型和全模型达到自动化导入的目标,更好地满足数据质量需求,避免图形数据重复维护的现象发生。保证GIS和配电网主网模型之间实现有效连接,并依据相关标准对自动化系统进行升级,进一步完善系统的安全防护,此外还应当通过统一维护形成维护参数标准,进一步提升GIS数据质量,使其更加符合维护工作标准,更加高效的创建、维护图形及模型。

3.2 选择配电网自动化终端设备,并做好管理

对于配电网通信来讲,必须要充分、合理利用光纤通道资源,此外还应当对电缆屏蔽层载波、Wimax、兼容GPRS/CDMA等方式进行科学探究,只有这样才能更好地满足组合要求。在选择和配置终端设备时,应当对混合式供电方式进行考虑,延长免维护运行时间。把配电网自动化看作是配网建设和改造的前提和基础,并且在设计配网标准的过程中可以使用配电自动化系统终端,以此来更好地满足系统功能覆盖率要求。

4 总结

综上所述,智能配电网需要利用先进技术对现有的体系进行有效改造,进一步提升系统的安全性、稳定性,使其满足整体运行的要求。本文对智能配电网的系统构架进行分析,并探讨了智能调度核心技术,在此基础上分析了基于GIS的智能配电网控制系统应用,希望能够对智能配电网调度技术及其控制系统探析有所帮助。

参考文献:

[1]吕学冬.智能配电网调度控制系统技术方案探讨[J].中国科技纵横,2018,(18):175-176.

[2]刘庆,梁涛. 浅谈综合能源智能优化调度控制系统[J]. 中国仪器仪表. 2018(10):36-39

[3]苗增强. 浅析智能电网调度控制系统数据总线技术[J]. 机电信息. 2016(36):97-98

论文作者:魏昶宇

论文发表刊物:《河南电力》2018年17期

论文发表时间:2019/3/4

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