智能电网中智能化配电柜设计的应用探讨论文_付豪

智能电网中智能化配电柜设计的应用探讨论文_付豪

山东天元安装工程有限公司 山东临沂

摘要:本文重点介绍智能电网中智能配电的兼容性、白色愈合、集成、交互性、优化、经济特性、现状和发展方向。自愈能力是智能电网中智能配电的关键。智能电网调度系统通过综合监测手段收集和分析电网系统中的信息和各种参数,为系统决策提供支持和依据随着电力系统的发展,电网的规模越来越大,并且其结构呈现出复杂化的特点,出现的故障也越来越多,并且严重性也越来越强,本文提出采用发展智能型的电网调度决策支持系统智能型电网调度决策支持系统用以智能配电。

关键词:智能电网;智能化配电柜设计;应用;探讨

前言

智能电网,即电网的智能化。智能电网需要建立有效集成的网络,并借助各种先进的传感和测量技术与控制方法,实现电网的安全、高效、可靠、经济、友好和安全运行。智能电网的主要特征有:具备自愈性、可以有效抵御攻击、允许各种不同发电形式的接入、提供满足用户需求的电能质量、启动电力市场以及资产的优化高效运行。

一、智能电网发展的内涵与发展现状

智能電网是当今世界能源产业发展革命的最新动向,代表着电网未来的发展方向。目前,建设智能电网的必要性已经在世界范围内被广泛接受。各国对智能电网的基本认识是一致的,即电网应该“更坚强,更智能"。坚强是智能电网的基础,智能是坚强电网充分发挥作用的关键,两者相辅相成、协调统一。

智能配电网是统一而强大的智能电网的重要组成部分,它直接影响着我国电网的智能能否实现。目前,中国正在大力推广和实施配电自动化项目,但由于中国各配电区域的设备和配电自动化水平参差不齐,配电网络薄弱,可再生能源接入将对电网产生巨大影响,远远不能满足鼓励用户参与电网互动、支持新型混合动力车辆和支持需求侧管理等要求。智能配电网的要求,不可能实现配电网的最佳运行和自愈控制,因此,加快配电网的智能化工作建设坚强智能配电网刻不容缓。

二、智能电网调度自动化的特征

2.1自愈性

自愈性电网安全可靠的操作主要表现。自愈是智能配电网的重要特征和建成的重要标志。自愈性是指不需要或仅需要少数人为操作来完善电力网络中的不足,消除隐患。它主要表现在网络中不间断地进行自我检测,故障隔离,自动诊断,自我恢复等能力、尽量减少供电中断次数。自愈是智能电网的一个突出特征,对于无论来自外部还是来自内部的对电网的损害,它都能自动做出反应并自行修复,且尽可能小地对系统正常运行产生影响。

2.2集成性

智能电网调度自动化系统在优化流程、整合信息、管理生产、调度自动化等行为上形成全面决策的统一化和规范化。在智能电网中通过对各个系统的集成,形成全面的辅助决策支持体系,支撑企业管理的规范化和精细化,不断提升电力企业的管理效率。

2.3兼容性

多种发电模式协调发展的新模式取代了传统的远程集中发电模式,体现了智能电网调度自动化系统的兼容性。智能电网调度自动化系统的多能源接入功能,特别是清洁可再生能源功能,建立了一个环保的电力系统,消除了电网扰动的危害,通过提高能源利用效率,达到了用户多选择的目的。通过访问各种分布式电源来节约能源和保护环境。

电网智能化调度系统兼容了包含集中式发电在内的很多不同类型的发电模式和电力储存模式,能够同时兼容分散式发电和集中发电模式,整合了可再生能源、燃料电池等新兴技术,为传统的电网输电方式分担了压力。

三、智能配电柜一次设备

目前,配电柜一次设备基本采用户内开关设备,高压上普遍采用中置式开关柜,低压采用框架断路器或者塑壳断路器组成的固定分割式和抽屉式回路单元。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这些开关设备按照断路器配电容量和依据配电柜的用途进行有机组合,组成各种各样的不同功能的配电柜。

(1)配电柜一次设备是以断路器为主,熔断器、接触器和其它设备为辅助。

(2)配电柜的一次设备智能化包括:断路器控制器的智能化,熔断器和接触器状态参数采集设备智能化。断路器智能控制器测量参数包括:电压、电流、频率、功率因数、有功、无功、电度、保护延时时间、过载保护时间、断路器状态、断路器位置等。智能控制器通过内置于断路器内的互感器采集电流,通过芯片内部程序计算出其他的参数与设置保护时间,通过断路器的辅助触点采集断路器状态与位置。智能控制器通过以太网接口,采用光纤传输方式直接和工业以太网交换机采用GOOSE通信。

熔断器和接触器状态采集设备能采集参数包括:熔断器的状态和经过熔断器的电流,接触器的状态和电流。熔断器状态与电流、接触器状态和电流通过光纤传送到过程层交换机,通过GOOSE与上层IED通信。

四、智能配电柜二次设备

4.1配电柜二次设备状态。

目前配电柜中二次设备主要以传统的电磁式互感器、电磁式指针表和电磁式继电保护设备。设备体积大、测量精度低、安装与配线复杂、检修不方便等。

4.2配电柜二次设备智能化。

为了满足智能电网的需要,适应智能电网建设的步伐,新型智能化的二次设备采用电子式互感器和电子式采集设备,实现从模拟采集到数字采集的转变。经过数字化采集之后,采集到的信号通过光纤送到光纤交换机,光纤交换机将数据送给测控IED,实现了采集设备到光纤交换机最后到测控IED。增大了信息采集的路数的同时,减少了复杂的配线,同时只需要简单跳线可以实现多路信息采集共享一个测控IED。IED通过光纤进行数据传输。

五、智能配电柜的发展趋势

5.1智能配电柜二次设备

配电柜的二次设备一般采用传统的电子设备:电磁变压器、指针式仪表和继电器保护器。为了实现智能配电柜的使用,有必要对二次设备的电子设备进行改造和创新,如增加电子变压器和电子采集设备来模拟、采集和利用数据信息。在数字采集模式下,数据信息通过光纤设备传输到交换机和测控IED,最终实现一系列设备采集;同时也优化设计了较为简单的配线,采用智能化配电柜即可实现简单地跳线将多方面的数据信息共享至测控IED,而测控IED还必须通过光纤设备进行数据的最后传输,最终实现配电柜在电网建设的智能化发展。

5.2智能配电柜一次设备

配电柜的一次设备采用高压环境下的中央开关柜,低压环境下由框架断路器组成的固定式分体抽屉式电路单元系统可以根据断路器的配电容量和配电柜的实际使用等不同的工作性能组合成不同的配电柜,最大限度地满足电网设备的智能化要求。主要设备的系统结构主要是断路器,保险丝和接触器作为辅助。智能配电柜的运行参数实际上是在断路器、熔断器和接触器等方面智能发展的,断路器的电子互感器可以实现数据采集、传送功能,由计算机技术智能计算安全运行参数以及设置保护时间,通过以太网接口将数据信息传至交换机;熔断器与接触器的电流和状态通过光纤设备传至交换机,实现信息传递。

结束语

总之,配电柜是配电系统重要的基础设施,如何对其进行智能化的设计可谓一项系统而复杂的任务,有利于对线路的控制,保证配电网的稳定、安全,提升供电质量。设计者应该在设计的过程中,结合具体的配电系统特点及情况,利用全新的设计理念以及先进的数字信息化技术,进而融入更多的智能元素,使设计出的配电柜更符合实际需求,发挥出其在配电网运行过程中应有的作用价值。

参考文献:

[1]褚建平.智能电网中智能化配电柜设计的探讨[J].科技与企业,2018(23).

[2]夏领,秦怀杰.中低压配电柜数字化技术探究[J].科技资讯,2017(34).

论文作者:付豪

论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期

论文发表时间:2019/4/19

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