智能电网环境下电力建设现状研究论文_邹鑫 谭金龙

智能电网环境下电力建设现状研究论文_邹鑫 谭金龙

(1.国网新疆电力公司经济技术研究院;2.国网新疆电力公司电力科学研究院 新疆 乌鲁木齐 610000)

摘要:智能电网是我国电力建设应对未来挑战的必然选择,是21世纪电力系统的发展方向。本文分析了智能电网对电力建设的影响与现状,并探讨了智能电网环境下电力建设现的策略。

关键词:智能电网;发电;输电

一、智能电网及其对电力建设的影响

智能电网是以配电网高级自动化技术为基础,通过应用和融合先进的测量和传感技术、控制技术、计算机和网络技术、信息与通信等技术,利用智能化的开关设备、配电终端设备,在坚强电网架构和双向通信网络的物理支持以及各种集成高级应用功能的可视化软件支持下,允许可再生能源和分布式发电单元的大量接入和微网运行,鼓励各类不同电力用户积极参与电网互动,以实现配电网在正常运行状态下完善的监测、保护、控制、优化和非正常运行状态下的自愈控制,最终为电力用户提供安全、可靠、优质、经济、环保的电力供应和其它附加服务。智能电网对电力建设的影响主要体现在以下几点:

(一)对电场建设的影响

对电场建设来说,智能电网的先进并网技术能在电力系统中有效介入风能、太阳能等绿色能源,还能经过介入容量的合理协调将较大容量的间歇式能源也接入电网之中,这种模式不仅很大程度上提高了电力系统的可靠性,还保证了电能的质量。

(二)对电力技术的影响

对电力技术来说,配置在智能电力系统中的智能无功补偿装置以及电压稳定装置能够大大提升电网的安全性与稳定性,通过高级资产管理系统进行联合控制,促进电网的多功能化。

(三)对用户的影响

对用户来说,智能电网能够通过一定的技术手段和管理手段降低用户端不利的用电影响,并通过新型的负荷侧管理系统促进用户在适当的消费时段进行合理消费,以满足新能源的发展需求,促进电力系统的稳定发展。

二、智能电网环境下电力建设现状

智能电网建设的关键技术在发电、输电、变电、配电、用电和调度六个建设环节中。

(一)发电技术

智能电网发电技术包括节能减排技术、机网协调控制技术、大规模可再生能源并网技术、水电跨区域、跨流域综合优化调节和机组快速调节与深度调峰技术。对于智能电网,在发电环节,从网厂协调和机组的运行控制方面来说,由于原电力网注重的是低电压穿越,且现有的风电调风性较差等都决定了我国需要构建大能源建设基地并保证其能源集中分布。

(二)输电技术

我国存在负荷和电源不均的矛盾,需要健全高电压、大容量的输电机制,但是在增加输电容量和提高输电电压等级的同时,也会带来输电潮流控制问题、电能质量问题、系统诊断问题等一些新的挑战。

(三)变电技术

虽然我国在变电站智能化发展方面处于领先水平,但是若实际用于智能电网,还有一些问题需要改进,比如说二次设备的智能化水平还未达到要求,离所需智能化等级相差甚远,同时变电站之间的信息共享程度不高。

(四)配电技术

配电环节是我国发展智能电网比较薄弱的环节,过去我国主要用于发展输电网,而配电网发展的水平还不能匹配智能网建设要求,主要表现在配电网的骨架不太稳定、网架结构薄弱、自动化技术不够成熟、自动化基础不扎实等。

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(五)用电技术

用户侧管理、负荷管理控制系统等一系列应用研究在我国已取得一定成果,无论从技术层面还是管理层面都积累了相当多的经验,但还未达到智能电网对用户大量参与电网互动的要求。

总体而言,我国在输电侧开展的一系列研究为建设坚强智能电网积累了众多经验。但是在配电侧,智能化研究还是有待突破。在用电侧,智能化的应用研究尚处于方案设计和理论探索阶段。

三、智能电网环境下电力建设建议

(一)分析我国新能源电力点布局,建设分布式的能源框架

由于我国可再生能源在储备以及分布方面存在着较不均衡的问题,大部分的能源都集中分布在西部地区,而能源消耗则集中在中东部地区,需要智能电网的分布式功能实现对能源的综合利用;在分布式电网的构建过程中,必须建立起相对应的供配电主网以及微网结构,实现对智能电网的统一调度和分配。因为可再生能源具有一定的随机性,且其间隙、不可控性等特点较为明显;做好储能装置的设计开发工作,这是实现分布式能源系统建设与构建的基础。

(二)优化配电网络建设

配电网络中的电缆设备一律进行地下管道铺设,并建立完善的电缆运行监控系统,实现电力合理分担和输送。电缆监控系统装置主要安装与配电网的电缆主线上,为配电网络提供全面的环境监测、负荷承载、运行状态等监控功能,还负责配电网络与调度中心的通信工作。监控系统安装和运行之后,可对配电网络运行环境进行实时检测和分析,并通过预设的处理方式对火灾等意外故障作出相应的应急处理;监控系统检测到电缆超负荷运行时,可根据预设的控制程序对配电网络的输送负荷进行灵活、合理的调整;通过电缆线路温度变化及温度分布特点检测分析,及时发出异常警报,并准确显示温度异常区域图像,通过通信功能传输至调度中心,方便调度中心及管理部门及时判断配电线路运行状况,并作出正确的处理决策。

(三)加强输电管理

1.加强枢纽传输站的管理,增强站点间的联系,形成多通道的传输,而且可以实现自动切换,就像电网一样,多回路多电源供电,增设备用电源自投(BZT),一旦发生电网故障,可以通过BZT转移至其它线路供电。2.尽快建立技术行业标准,统一技术规范,统一技术术语。3.能否像电信传输,设置基站,实现无线传输,减少干扰;还有逐步采用新高技术,考虑卫星定频段传输等。4.加大打击违法力度,切实维护电网设备运行安全稳定。5.合理安排厂站综自改造工作,规范验收流程,确保综自改造和验收的质量及准确率。

(四)做好智能电网电力设计

在智能电网环境下,需要更好的推进电力设计的发展与进步,归结起来,智能电网背景下的电力设计主要包括短路电流和设备的设计、电气二次部分的设计以及自动化系统的设计等几个方面。

1.短路电流和设备的设计。从整体上来看,所有的电力设计都必须在严格按照国家电网公司对新建变电站的设计补充规定的基础上来进行,比如,对于220kV屋外配电装置来说,通常采用的设计方式为双母线设计,并将管母线、断路器等进行中型布置;110kV屋外配电装置来说,与220kV屋外配电装置的设计基本相同,而对于35kV来说,所采用的设计方式为单母分段接线,对配电装置进行单列布置;

2.电气二次部分的设计。电气二次部分的设计要充分结合智能变电站优化集成设计建设指导意见进行,对于一台应用数据服务器来说,集成变电站的辅助控制系统需对主机进行在线监测,除此之外,还需对故障录波和网络分析系统进行一体化配置,对过程层交换机进行间隔配置,只有这样才有可能更好的实现电力设计的优化。

(五)应用智能化量测控制技术,做好用户侧管理

研制智能电表、智能终端、数字化计量设备等智能量测装置,运用智能量测、通信和控制技术,满足各类客户(包括分布式电源、储能装置、电动汽车等)计量计费、信息交互、实时监测、智能控制的要求。给用电信息采集系统、智能用电小区管理系统等建设提供量测技术支撑,研究物联网等新兴技术在智能化采集中的应用。

结束语

总之,随着我国电网自动化技术的不断发展,我国将加大电力建设的力度,在未来的一段时期内,开放、平稳可靠、高性能的智能电网目标将在各地逐步实现。

参考文献

[1]中国电力网.国家电网公司智能电网建设八大成就[J].电力系统自动化,2014年12期.

[2]韩光明.智能电网建设中电力工程技术研究[J].大科技,2015年13期.

论文作者:邹鑫 谭金龙

论文发表刊物:《电力设备》2015年第9期供稿

论文发表时间:2016/4/19

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