摘要:近年来,智能电网这一新概念逐渐受到国内外电力部门的青昧。智能电网主要是运用先进的网络分析技术以及新的智能化技术手段,将电力企业的各种设备、控制系统、生产任务及工作人员有机地联系在一起,在一种“公共信息模型”的基础上自动收集和存储数据,对供电系统的运行及电力企业的经营管理进行全面、深入的分析,客观正确地优化其资产管理和供电服务。而智能配电网技术便是上述功能的关键支撑技术,我国电气工程领域要想获得长期可持续发展,必须加大对智能配电网技术的研究,深入了解该领域的过程中,促使电气工程能够为我国人民提供更加便捷的服务。在这种情况下,积极加强智能配电网技术的应用研究具有重要意义。
关键词:智能配电网;技术;概述;
作为电网的重要环节,配电网担负着电力系统与用户联系、向用户供应电能和分配电能的重要功能,是电力系统中二次降压变电站低压侧直接或降压后向用户供电的网络,在电力系统及电力系统自动化管理中占有非常重要的地位。但随着社会经济发展和人民生活水平的提高,传统配电网规划模型已满足不了配电网要求的可靠性、投资回报、环保、美观、占地、线路走廊等多种属性。作为电力系统电能发、变、送、配中最后一个直接面向用户的环节,配电网的规划出现的复杂化、不确定属性增加和决策主体多元化等新情况,这使得配电网建设的力度迫切需要加大,合理进行配电网规划,发挥配电网建设最大的综合投资效益,逐步改造成结构合理、可靠性高、自动化程度高、电压质量好、可远程监控的智能配电网。
1 智能配电网概述
1.1 智能配电网的概念
智能电网(smart power grids),就是电网的智能化,也被称为“电网2.0”,它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上,通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用,实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标,其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。
智能配电网主要由主站系统、子站系统、通信系统、配电远方终端组成,通过对配电网各个环节、模块和设备的智能化,同时结合地理信息系统应用,实现正常情况下配电网与电力系统各个环节的协调和优化运行以及故障情况下的快速定位、隔离、恢复、负荷转移等功能,从而为用户提供优质可靠的电能,为电力企业提供便捷、高效的管理平台和途径,进而实现电力企业管理者、电力用户、系统运行操作的协调和统一。
1.2 智能配电网的特征
与传统的配电网相比,智能配电网具有以下功能特征:
1.2.1坚强
在电网发生大扰动和故障时,仍能保持对用户的供电能力,而不发生大面积停电事故;在自然灾害、极端气候条件下或外力破坏下仍能保证电网的安全运行;具有确保电力信息安全的能力。
1.2.2自愈
具有实时、在线和连续的安全评估和分析能力,强大的预警和预防控制能力,以及自动故障诊断、故障隔离和系统自我恢复的能力。
1.2.3兼容
支持可再生能源的有序、合理接入,适应分布式电源和微电网的接入,能够实现与用户的交互和高效互动,满足用户多样化的电力需求并提供对用户的增值服务。
1.2.4经济
支持电力市场运营和电力交易的有效开展,实现资源的优化配置,降低电网损耗,提高能源利用效率。
1.2.5集成
实现电网信息的高度集成和共享,采用统一的平台和模型,实现标准化、规范化和精益化管理。
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1.2.6优化
优化资产的利用,降低投资成本和运行维护成本。
2智能配电网的发展方向
目前,智能电网刚刚起步,未来智能电网的核心是智能配电网,而智能微网将是智能配电网的重要组成部分。由于微网技术的先进性,在现有微网技术基础上进一步扩展建设具有智能电网特征的“智能微网”,无疑是最节省投资、最容易实现的智能电网项目。智能电网研究的四大目标包括:a.现电网安全稳定运行;b.使分布式电源得到有效的利用;c.提高电网资产的利用率;d.提高用户用电的效率、可靠性和电能质量。
上述目标的实现需要通过高级量测体系 (AMI)、高级配电运行(ADO)、高级输电运行 (ATO)和高级资产管理(AAM)之间的密切配合。
智能化电网的建立包含着众多的研发课题,分布发电技术、微电网技术、电力电子技术、燃料源与储能、超导、超级电容器储能系统、基于MEMS的智能传感器等,都属于未来研究发展的项目。智能化电网的研究、试验、运行示范工作,将是一项长期的任务。由于城市电网基础条件较好,可以在城市电网首先开展试点研究和应用。
3配电网智能监测终端设计
3.1设计目标
根据配变监测终端在电力系统运行中的任务与作用,设计出一个配电网智能监测终端,以实现实时高精度、高准确性地采集配电变压器运行的模拟量和状态量;在最短时间内将最新的测量结果上报主站;可以自动检测故障,如发现异常,立即向中心站报警;监测设备可以自动恢复故障;满足电磁兼容性要求;确保终端工作安全可靠性。
3.2设计参数
拟设计终端工作与计量条件;拟设计终端工作电源;拟设计功能参数。
3.3功能设计
根据设计目标,本设计主要智能配监测系统的七大功能:第一,实时数据监测功能。该功能可以定时记录三相交流电的测量数据,如三相电压/电流、有功/无功功率、视在功率、25次以内谐波电流、15次以内谐波电压、三相功率因数、线频率,温度等等,统计后,得出最大值、最小值,计算平均并向主站发送。第二,数据报表及存储功能。该功能可以把月统计数据或者日统计数据保存起来,通常月统计可以保留12个月的数据,日统计保存40天的数据。第三,开关状态监测与控制功能。设计配电网智能监测终端,就要对3路开关状态量进行采集。一旦发现开关状态有变化时,马上记录发生时间和当前状态,并通过继电器对开关进行控制,要求可以读到外部脉冲电能表的变化数据。第四,数据通信和传输功能。这设该功能是通过利用GPRS无线模块,本机调试、控制和读取外部智能电表的数据,定时上传各种测量和统计数据,实现近程有线通讯,使得远方参数设置功能和对时功能可以投到实际使用中去。第五,故障检测及报警功能。这个功能要求系统对变压器输出掉相、掉电、失压,电流、电压越限进行自动检测,发现异常,立即收集故障信息,上报主站第六,设备诊断及自恢复功能。系统对于一些小故障,可以自我诊断、自动恢复。第七,本地设置与数据显示功能。该功能将将时间、精度修正等一些参数的设置可以通过本地设置完成,并显示出测量参数、控制状态和检测状态,有利于现象巡检及时发现异常情况。
4结论
配电网处于电力系统的末端,是整个电力系统与用户联系、向用户供应电能和分配电能的重要环节。随着电网的不断发展,配电设备数量越来越大、分布面越来越广、不确定性因素日益增多,因此,应引入先进的配电网技术,弥补配电网运行的薄弱环节,提高整个电力系统的安全水平。
5参考文献
[1]刘振亚. 《智能电网技术》[J]. 中国电力出版社,2010,04.
[2]刘振亚. 智能电网知识读本[J]. 中国电力出版社,2010.4
[3]卢育文. 浅论电气工程及其自动化技术的设计与应用[J]. 科技视界,2016,02:79+85.
论文作者:林善峰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/20
标签:电网论文; 智能论文; 配电网论文; 功能论文; 技术论文; 用户论文; 终端论文; 《电力设备》2017年第25期论文;