摘要:现如今,我国的电力企业在经济得带动下在不断的发展进步,在配电网的规划中,供电可靠性和经济效益要求既是彼此对立但又极为重要的参考因素,通过分析配电网的线损率、配网负载负荷以及配网导线截面积、变压器等设备选用等指标,以配电网的经济效益为基础,进而构建自动化配网经济指标体系,阐明了影响指标的各种因素,研究了配网的经济化配置的建设模式。
关键词:电力系统规划;配电网;电网运行
引言
智能配电网与配电自动化是电力系统改革、智能技术升级发展的重要产物,尤其是配电自动化,进一步推进了电力系统的智能化发展。作为智能配电网的关键环节,配电自动化发展十分关键。电力系统更加注重低碳化发展,在此发展趋势下,智能配电网调整发展模式,结合配电自动化的升级,转换利用方式,拓展智能电网,打造更加全面、科学的数据网络体系,从而提高电力系统运行的稳定性与高效性。
1内涵分析
智能配电网技术主要将终端设备在设备设置阶段进行安装,从而提升配电网管理的可视性。该技术还与计算机、自动化控制以及互联网通信等技术相融合,显著提升了配电网规划的智能水平。当配电网存在故障时,智能配电网也可确保正常供电,有效降低外部影响。同时,该技术还可以结合电网运行状况设计相配套的管理模式,面对可能的配电问题时可以做到自我修复,有效控制提点范围。此外,此技术应用时还能够有效执行监督机制,确保各层管理者均能够做到实时监督,提升电网运行的可靠性。
2配电网自动化系统的经济运行及优化配置
2.1经济化配置建设模式
综合考虑“四级六类”的区域经济发展差别与需求、配网负载负荷密度与分布、网架结构与用户数量,可提出相应的配电终端、通信网络、配变主站的规划与设计、建设和改造的配网经济性配置模式,特别是对10~110kV线路配置模式方案进行优化,以满足供电的可靠性,提升配网的管理水平要求。结合城市等级定位及相应的供电可靠性要求。对于不同城市等级和供电品质要求,4个级别城市具有6类建设模式,规范差异主要体现在电缆线和架空线的控制方式上,对于不同的需求,采用不同的建设模式。除网架线路结构模式之外,在配网规划及建设中,还需充分考虑配变自动化主站配置、配变自动化通信配置、馈线自动化配置3种建设模式。配变自动化主站配置模式需求:配变主站的系统容量应满足建设投运8年内容量和功能需求,其中关键的节点硬件具有一定的冗余配置,服务器(配网运行监控SCADA服务器、数据结成服务器等)检修情况下达到“N-1”冗余配置;软件技术应具有配变SCADA、馈线故障处理等功能,并纳入电网智能化系统建设范畴;信息传输网络采用分布式局域网,包括主干网交换机和延伸交换机;在信息交互方面,采用Web Service或者JMS等OSB标准接口实现信息互联,在地市网实现主网信息交换,在省网实现主网调度运行数据、配网调度运行数据、电网企业级管理信息系统以及电网GIS系统信息的交互。配变自动化通信配置模式需求:配网通信网络结构可分为3层,包括主站层、骨干层、接入层,控制方式如图3所示。结合配网规模需求,配网自动化通信的建设一般应采用光纤通信专线通道实现智能分布式配电终端的通信,对于光纤网无法铺设区域采用其他通信方式补充,其中骨干通信光纤不少于48芯、接入层光纤数不少于24芯。基于光纤通信的配网终端一般采用工业以太网交换机,以EPON、PTN的方式接入,并可结合自动化终端设备进行电源共享,从而解决通信模块的供电问题。根据配电业务需求,可利用无线公网或无线专网进行终端信息交互。
2.2配电网自动化系统架构
配电网自动化系统架构主要主要包括以下组成部分。(1)智能配电终端。将10KV真空断路器改造为电动操作机构。隔离开关改造成三相一体式结构,加装电动机构。安装CT、PT。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过智能配电终端控制器,实现断路器、隔离开关数据的采集与传输,接收遥控操作指令,执行开关分合操作。安装网络视频设备,监控开关操作状态,实现开关视频图像数据的采集。(2)3G通信网络。采用CDMA3G通信与光纤通信相结合的通信模式。解决配电现场网络环境差、数据传输速度低的问题。将3G无线设备安装在配电终端控制器内,将网络视频图像、智能配电终端控制数据,传输到配网自动化系统中。配网自动化系统利用3G带宽,实现开关状态视频图像的实时查看,达到遥视的效果。(3)配网自动化系统。系统采用开放式、分布式体系结构,以满足系统的维护、扩容和升级等方面的要求,系统内服务器和工作站的所有内部通信和所有与外部通信基于广泛采用的国际标准和工业标准,这些标准恰当地体现出开放系统的概念。系统采用双网络结构,计算机间用冗余的,工业标准的局域网(LANs)连接起来,按功能模块来分配服务器和工作站,划分网段,结构如图1所示。根据《全国电力二次系统安全防护方案》,为了满足智能配电网系统安全分区的要求,系统的典型逻辑结构将整个系统分为两个区:安全Ⅰ区、安全Ⅲ区。其中安全Ⅰ区是系统的主体,包括前置服务器、串口服务器、数据库服务器、SCADA服务器、调度员工作站和报表工作站。安全Ⅲ区放置Web服务器,Web用户,用防火墙与安全Ⅰ区隔离。前置服务器:前置服务器负责数据的采集和初步处理,整个系统的数据来源。数据库服务器:数据库服务器配置高档服务器,数据库为ORACLE。SCADA服务器:SCADA服务器配置高档服务器,支撑平台提供两台服务器之间的高效切换。
2.3参数量测技术
智能配电网基于参数量测技术来表现电网规划当中的数据,该技术主要通过参数信息来反映电网系统相应的固定和运行数据。比如,某地区某一固定时段对应的用电量变化,相关部门便可基于参数量测技术获取相关数据,并借助数据分析来了解用电需求,提升用电管理的针对性。同时还可基于异常参数来明确是否存在漏电或者是偷电情况。此外,参数量测在计算电量或者电费方面也有着重要作用。随着社会、经济的持续进步,用户相应的用电需求持续攀升,但是部分地区仍旧借助电磁表来计量电费,这便难以符合用电高峰阶段的计量要求。此时便可借助参数量测技术同用户进行沟通,有效改善电费计费矛盾。
2.4深入研究新能源技术,实现配电网可持续发展
智能配电网与配电自动化未来发展,还需要加大对新能源技术的研究力度,利用新能源技术减少智能配电网能源消耗,贯彻落实环保运行理念,升级配电网保护控制能力,实现电力系统能源的统筹规划。在配电网运行过程中,对于运行管理方式提出新标准,对此智能配电网、配电网自动化都必须积极调整,严格控制网点的选择。突破传统配电网中分布式发电的限制,以SDG(科学数据网格)为载体,充分利用其超强的适应性能力,适当渗透DER(分布式能源),有效减少配电网传统能源消耗。这样一来可再生能源在配电网中得到全面推广,电力企业的碳排放量明显降低,同时节约了更多的化石燃料,真正做到了环保发电,电力生产节能手段得到优化,智能配电网与佩戴能自动化的能源结构得到有效转变。
结语
本文分析了线损率、负荷率、功率因数和配变主设备等影响配网经济性指标因素,并以此构建了配网的经济指标体系,该指标体系对不同电压等级配网具有普遍的适用性,能较为准确、直观地评估电网运行的经济性。在综合考虑“四级六类”的地区性经济发展差别与需求基础上,提出了相应的配变主站、通信网络以及配电终端配合运行的经济性配置模式,对配网经济型建设和运行工作具有一定的指导意义。
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论文作者:陈卫明,安耀香,袁伟兵
论文发表刊物:《电力设备》2020年第2期
论文发表时间:2020/4/30