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智能配电网:提升供电能力


(一)智能配电网的功能特征

  智能配电网针对其设计、建造、运行、维护等环节,综合应用各种先进自动化技术、通信技术、信息技术以及现代管理理念和手段,实现延长设备寿命,确定资产更换的优先顺序,减少配电网故障,降低配电网改造投资等目的。随着技术的发展,智能配电网的定义、内容也将不断补充、完善和发展。智能配电网主要具有以下功能特征:

  1. 具有自愈能力

  自愈是指智能配电网能够及时检测出已发生或正在发生的故障并进行相应的纠正性操作,使其不影响对用户的正常供电或将其影响降至*小。自愈主要以保障供电不间断为目标,是对供电可靠性概念的延伸,其内涵要大于供电可靠性。例如目前的供电可靠性管理没考虑到一些短时供电中断情况,但这些短时供电中断往往会使一些设备损坏或长时间停运。

  2. 具有更高的**性

  智能配电网能够很好地抵御外力与自然灾害的破坏,能够将破坏影响限制在一定范围内,避免出现大面积停电,保障重要用户的正常供电。

  3. 提供更高质量的电能

  智能配电网实时监测并控制电能质量,使电压有效值和波形符合用户的要求,保证用户设备的正常运行并且不影响其使用寿命。

  4. 支持分布式电源的大量接入

  这是智能配电网区别于传统配电网的重要特征。智能配电网不再像传统配电网那样,被动地硬性限制分布式电源接入点与容量,而是从有利于可再生能源足额发电、节省整体投资出发,有效地接入分布式电源并发挥其作用。通过保护控制的自适应及系统接口的标准化,支持分布式电源的即插即用。通过分布式电源的优化调度,实现对各种能源的优化利用。

  5. 可对配电网及其设备进行可视化管理

  智能配电网**采集配电网及其设备的实时运行数据以及电能质量扰动、故障停电等数据,为运行人员提供**的图形界面,使其能够**掌握电网的运行状态,克服目前配电网因“盲管”造成的反应速度慢、效率低下等问题;对电网运行状态进行在线诊断与风险分析,为运行人员进行调度决策提供技术支持。

  6. 具有更高的资产利用率

  智能配电网实时监测电网设备温度、绝缘水平、**裕度等,在保证**的前提下增加传输功率,提高系统容量利用率;通过对潮流分布的优化,减少线损,提高运行效率;在线监测并诊断设备的运行状态,实施状态检修,延长设备使用寿命。

  (二)智能配电网的技术发展

  考虑到配电网网架、自动化技术水平等多方面因素,我国智能配电网建设将从目前实施的配电自动化,发展到未来支持大规模分布式电源接入、电网与用户双向互动的**配电自动化技术。

  20世纪90年代实施的配电自动化系统不同,目前在国内主要城市配电网实施的配电自动化系统采用信息交互总线,通过与其他相关应用系统互联,可实现更多**应用功能。系统更加注重实用性,定位更加明确,功能更加丰富,如图5-17所示。图中,配电主站是数据处理/存储、人机联系和实现各种应用功能的核心;配电终端是安装在一次设备运行现场的自动化装置,可根据具体应用对象选择不同的类型;配电子站是主站与终端的中间层设备,一般用于通信汇集,也可根据��要实现区域监控功能;通信通道是连接配电主站、配电终端和配电子站之间实现信息传输的通信网络。

  1. 配电主站

  配电主站构建在标准、通用的软硬件基础平台上,具备可靠性、实用性、**性和可扩展性,并根据各地区的配电网规模、实际需求和配电自动化的应用基础等情况选择与配置软硬件。

  1)基本功能。①数据采集与监控系统负责数据采集(支持分层分类召测)、状态监视、远方控制、人机交互、防误闭锁、图形显示、事件告警、事件顺序记录、事故追忆、数据统计、报表打印、配电终端在线管理和配电通信网络工况监视等;②与上**调度自动化系统(一般指地区调度)和生产管理系统(或电网地理信息系统平台)等互联,建立完整的配电网拓扑模型。

  2)扩展功能。①馈线故障处理:与配电终端配合,实现故障的识别、定位、隔离和非故障区域自动恢复供电。②电网分析应用:模型导入/拼接、拓扑分析、解合环潮流、负荷转供、状态估计、网络重构、短路电流计算、电压/无功控制和负荷预测等。③智能化功能:配电网自愈控制(包括快速仿真、预警分析等)、分布式电源/储能装置/微电网的接入及应用、经济优化运行以及与其他应用系统的互动。

  2. 配电子站

  配电子站分为通信汇集型子站和监控功能型子站。通信汇集型子站负责所辖区域内配电终端的数据汇集、处理与转发;监控功能型子站负责所辖区域内配电终端的数据采集处理、控制及应用。

  3. 配电终端

  配电终端具备运行信息采集、事件记录、对时、远程维护和自诊断、数据存储、通信等功能。

  4. 通信网络

  配电通信网络可利用专网或公网,配电主站与配电子站之间的通信通道为骨干层通信网络,配电主站(子站)至配电终端的通信通道为接入层通信网络。骨干层通信网络原则上采用光纤传输网,接入层通信网络采用光纤专网、配电线载波、无线等多种通信方式。

  随着智能配电网建设的深入,**配电自动化技术将成为今后配电自动化技术的发展趋势。**配电自动化技术在支持分布式电源接入、配电网快速自愈、电网与用户双向互动等方面有别于目前的配电自动化技术。目前的配电自动化技术主要关注配电网中断路器的自动控制功能;**配电自动化技术是目前的配电自动化技术的进一步提升和完善,它适应更大规模的配电网架结构和分布式电源的接入。**配电自动化技术通过对所有可控设备的控制,实现电力和信息的双向互动,使配电网运行更稳定、更经济。

  与目前的配电自动化技术相比,**配电自动化技术的主要特点如下:

  1)支持分布式电源的大量接入并使其与配电网进行有机的集成。

  2)满足有源配电网的监控需要。

  3)提供实时仿真分析与辅助决策工具,更有效地支持各种**应用软件(如潮流计算、网络重构和电压/无功优化等软件)的应用。

  4)支持分布式控制技术。

  5)系统具有良好的开放性与可扩展性,采用标准的信息交换模型与通信规约,支持监控设备与应用软件的即插即用。

  6)各种自动化系统之间实现无缝集成,信息高度共享,功能深度融合。


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