摘要:随着现代社会科学技术不断发展和人们生活水平的不断提高,城市社会对电能的质量和供电可靠性要求愈来愈高,提高配电网环节的管理效率和能源的优化配置是提供可靠优质的电能服务的有效措施。因此,需要对传统电网进行改造,提高配电网的管理水平,改善整个配网系统的电能质量,提高供电可靠性,以期实现配电自动化,这为整个社会带来的经济效益和社会效益都是相当显著的。
关键词:配电技术;自动化技术;
引言
配电自动化是指利用现代先进的计算机技术、网络及通信技术、现代化设备与管理控制技术,对配电网进行自动化、信息化运行监控与管理,实现提高电能质量,保证配网供电可靠性及安全经济运行,降低配网运行费用,提高生产管理效率。配电自动化包含的主要关键技术内容有变电站综合自动化、馈线自动化、需求侧管理、用户抄表自动化。
1.变电站综合自动化
变电站是负责电能转换的重要电力设备,在电力系统中有着举足轻重的作用,尤其是在大容量新能源发电的投入建设、超高压远距离输电以及智能电网出现的环境背景下,对电力系统的控制与管理提出了更高的要求。而传统变电站存在其固有的缺陷和局限性,如继电保护装置、远动装置等设备可靠性较低,无故障自诊断能力,维护工作量大,降低了变电站运行效率。另一方面,由于变电站缺乏自动控制和调控手段,不能对系统实时控制,不利于配电网安全、经济、高效运行,如果不对传统变电站的旧设备进行技术改造,无法满足现代电力系统对电能转换和分配的需求。
变电站综合自动化系统取代或者更新传统的变电站二次系统已成为电力系统的主要发展趋势之一,其中自动监控系统是变电站综合自动化的核心,而局域通信网络是将微机保护、自动装置、远动功能集合在一个具有远方数据功能的自动监控系统的纽带。变电站综合自动化系统内通过各个设备信息的交换、数据资源的共享,各项功能的优化组合设计,能够测量、监视、保护和控制变电站的主要设备和输配电线路,并与调度部门通信,共同完成变电站的运行监视和控制任务,实现变电站的综合自动化功能。
测量显示数字化、操作监视屏幕化、系统结构微机化、运行管理智能化、功能综合化是变电站综合自动化系统的显著特征,各个保护装置、测量控制单元通过计算机通信的形式交换信息,实现数据共享,在运行过程中既保持相对独立,又互相协调工作,提高了变电站整体运行控制的安全性和可靠性。
2.馈线自动化
在配电自动化系统中,为提高配电网的供电可靠性、减少停电面积、缩短停电时间,馈线自动化是最直接、最有效的技术手段,它是将计算机及通信技术应用于配电线路上,其功能是实现对线路上的设备进行远方实时监视、协调与控制。在中压配电线路发生故障后,配电自动化能够实现自动定位与隔离故障以及自动恢复无故障区段的供电,这样中压配网故障停电时间大大缩减。由此看来馈线自动化是配网的一种故障自愈控制技术,也是提高供电可靠性的关键技术。一般来说,配网馈线自动化控制模式主要分为以下四种:集中式远方监控模式、就地控制馈线模式、分布式智能控制模式和网络保护控制模式。
3.集中式远方监控模式
由控制主站/子站集中收集馈线终端(FTU)的各种故障检测信息,包括故障报警、开关跳闸等,通过启动故障处理程序,识别故障的类型和发生的区段,并通过遥控手段实现故障识别和自动定位,完成故障隔离并恢复非故障线路区段的供电。该种控制模式的主要特点是采用先进的计算机和通信技术,有效避免馈线出现开关的多次重合,能较准确、快速的定位故障,是一种较先进的馈线自动化技术。
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4.就地控制馈线模式
通过检测本地电压、电流的变化,通过变电站出口的重合器或断路器与自动分段器按照逻辑顺序动作,实现故障识别与隔离以及非故障区段的恢复供电。根据检测的信号不同,可分为电流控制型、电压控制型和电压电流控制型,整个过程不需要通讯和主站子站的参与,故投资小,可靠性较高,易于实现,但电缆线路发生故障时不允许重合闸,只能用于架空线路。因此,该种控制模式适用于没有通信资源条件的偏远农村或城郊架空配电线路。
5.分布式智能控制模式
基于点对点对等通信技术的控制模式,在以太网中接入馈线终端与出口处的保护装置,通过通信处理机向主站传递
馈线终端信息和保护装置检测信息,将每一个馈线终端检测到的信息与相邻处的馈线终端检测的信息比较,实现故障识别、隔离与恢复供电。该过程无需主站和子站的参与,处理时间为秒级,大大降低了停电时间,适用于有重要负荷的线路,可以实现即插即用,但由于故障处理过程中需要保持点对点的对等通信,通信网络的投资费用较大。
6.网络保护控制模式
基于分布式智能控制模式的保护装置,在线路发生故障时断开两侧的断路器将故障切除,使非故障区段不受故障点处的影响,实现零停电将故障切除。这种控制模式可以在极短时间内将故障切除,适用于对供电要求非常高的用电负荷,其缺点是投资较大,在国内应用较少。
7.需求侧管理
需求侧管理是通过制定电力企业行为规划和方案,使电力用户对此做出响应,改变原来的电力消费模式,达到电网预期的负荷曲线形状目标。
需求侧管理是实现配电自动化系统建设目标的关键技术保证。一方面在环境污染和能源危机的影响下,需求侧资源的积极参与、发电侧与用户侧的双向信息互动是实现智能配电自动化的有效管理方法。另一方面,配电自动化也为需求侧管理的发展提供了技术保障,如使用智能电表通过按需或者以设定的方式测量、收集、分析用户用电数据,提供开放式双向通信系统,为需求侧管理提供基础信息平台,使电力用户基于环境和实时电价的考虑,最大限度使用能源,优化资源配置,节约电力开支。
削峰填谷是需求侧管理的最主要形式,用电高峰期严重缺电,负荷低谷期时大量电能无法充分利用,而拉闸限电成了用电高峰期不得不采用的手段,如此一来用户的供电连续性需求无法得到满足,而在低谷时段,发、输、配电容量不能得到充分有效的利用,影响电网的安全经济运行。通过制定峰谷分时电价,使电力用户积极调整自己的用电方式和用电结构,在系统高峰时段减少用电量,在系统低谷期时增加用电,使负荷维持在一个较平稳状态,这样既可以充分利用电力设备,减少发电容量,又可以降低线路、变压器损耗,是一种最直接、有效的需求侧管理形式。
结语
随着科技的不断发展进步,配电网的发展能提高电网的运行效率和运行质量,满足人们的供电需求。自动化技术在配电网运用的程度愈发增加得配电网的运行更加可靠、安全、高效,极大地增强了配电网执行任务的效率,进而为用户供应优质化的供电服务优质指明了前进动力。
参考文献
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论文作者:李佳欣
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/29
标签:变电站论文; 故障论文; 模式论文; 馈线论文; 需求论文; 电能论文; 线路论文; 《基层建设》2019年第21期论文;