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在能源问题环球化的今天,智能电网技术成为了各国所看重的技术。怎样设计出更合理的智能电网已成为世界性的论题。受到经济进步和科技发展的影响,电网的自主运行能力也将持续提升,更安全可靠、高效稳定、环保已成为不可阻挡的趋势。为了能够更彻底的缓解能源危机,增大新能源的利用效率,使总的电网监控系统能够接入更多的子系统,智能电网技术就是不得不采取的措施。智能电网技术得到国家重视,大批科学家对其进行深入研究,而且有了显著成就。虽然,我国的智能电网技术以日俱增,高压电网工程建设如今突飞猛进,建设力度也得到了显著的提升,电力体制改革已经取得相当不错的成绩,然而我们也必须认识到,我们的智能电网研究工作才刚刚起步,我们需要做的还有很多。
1智能电网技术在电网监控系统中的作用及主要性能
1.1智能电网技术在电网监控系统中的作用
(1)科学配电。工作人员依靠以电网监控系统为基础实施的智能电网技术,能掌握每一位用电客户的用电资料,通过对这些数据进行相应的专业分析,电网系统的配电就能够得到最合理的安排。(2)利用实时监控系统及时发现并解决问题。智能电网技术可以更好的对电网进行监控,这有利于掌握设备运行、线路传输的相关情况,从而对可能发生的故障有所警惕,方便提前布置相应的规避措施,进而提升电网系统的安全性能。
1.2电网监控系统应用的智能电网技术的主要性能
智能电网的操作及控制工作的智能化是通过高度集成物理电网实现的。智能电网利用某种技术,把各级电网连接到同一个网络中,实现了各个子电网的同步工作,可以说是一种彻底的自动化控制。(1)较高的灵活性。智能电网更高的智能化水平决定了即使供电网络在发生某种突发故障及突然出现的紧急状况时,该电网仍然能维持负载的电荷量的稳定,不会影响到电能的正常使用。智能电网拥有极强的可变性和协调运行能力。甚至在一些恶劣的环境下遭受了破坏后,智能电网依然能保证工作稳定而安全的开展。智能电网还能够实现双向的信息采集工作,有效促进了信息的传递。(2)较强的自动恢复能力。当无人管理时,电网只有实现高度智能化,相关设备在遇到紧急情况时才能够进行自我处理,后续的工作才能够持续进行。智能电网在网络上随时在线,有利于实现随时随地的监控,从而对电网运行的状态持续记录,电网的自我诊断功能和紧急状态下自我处理的功能才能得到实现。(3)良好的兼容性。电网系统操作兼容性良好,在各种平台上都能友好地使用,用现在流行的话说,就是接地气。智能电网技术在电网系统中的应用,有利于开发出新的领域,从而衍生出更多有用的插件和功能。(4)较高的完全系数和稳定性能。电网供电能力的可靠程度决定于其完全系数以及稳定性能的标准化程度。智能电网中的各级设备之间能够连接成为一个整体,其联系的紧密程度决定了它对某些可能造成危害的紧急状况能够做出提前预防,这对紧急情况的处理是十分有好处的,很大程度上保证了即使出现问题,电路也不会长时间瘫痪。(5)使电能资源得到优化配置。在能源短缺并且重视环保的当今社会,风能太阳能等清洁能源是各界的宠儿。而这些开发出的能源大多会转化为电能这种更易保存和输送的二次能源。为了缓解能源短缺,我国正逐步建设智能电网,相关电能的开发和输送设备也正不断完善,配合清洁能源的研发及投入使用,将会推动现今的能源改革迈出一大步。除此之外,我国能源地域分布严重失调的情况也将因此得到改善,从而减少能源的浪费,提高利用率。(6)较高的自动化程度。智能电网使得电网系统中的横向集成和纵向贯通都能有效而可靠地结合在一起。如今,电网的在线分析功能、报警功能以及某种意义上的决策功能都可以通过智能电网来帮助实现,在提前设定的程序控制下运行相关设备。(7)改善互动能力。智能电网帮助用电客户与电网平台实现人机双向互动,有利于用电客户的相关需求及时被电网探知,并提供最优质的电力服务。此外,智能电网能有效掌握各种用电量及电价的情况,减少甚至避免用电高峰期,提高客户体验。
2智能电网设备的研发目标及方向
2.1智能电网设备中的核心技术
智能电网涉及到广泛的领域。任何一门科技的发展都离不开其他领域的帮助,在我们这门技术中,像计算机、自动化、材料科学等多个领域的相关理论知识都是帮助我们做出进步的关键。(1)电子核心技术。在我们这个行业中,电子技术应用的时间并不久远,但它的影响不容忽视。电能主要是通过电力电子的组件来实现控制和转换的。有了这种技术,无论是数百兆瓦,还是几瓦甚至零点几瓦,都是能轻松实现的。电力电子的主要技术即为电力的转换。(2)通信核心技术。若要实现智能电网长期稳定的发展,网络控释技术以及通信技术就必须被重视起来,因为这两种技术就是通信技术的保障。就目前来看,通讯技术经历了一次又一次的革命,无论是处理的数量还是速度,都有了大幅度的提升。(3)控制核心技术。这门技术是实现电路智能的关键之一,它保证了对电路的检测和一般事故下的紧急处理。它是用来管理供电中出现的问题或者滋扰的一种技术。随着技术的不断成熟,将来可能还会在这种功能的前提下引进一种专家系统,以确保操作必须得到专家系统的允许才能继续的运行。(4)传感器核心技术。智能电网中大量的用到了传感器技术。而随着科学的进步,衍生出不少新型的传感技术,它们也普遍得到应用。打个比方,温度传感器是电网中安全的核心技术之一,而近年来温度传感器变得越发灵敏,这也就让它在电网技术中有了更大的利用空间,能更好的检测电路的险情,防止火灾的发生。
3智能电网工程新课题
就目前来看,智能电网变电站试点工程已有不错的成就,实践过程中遇到的各种阻碍,正是智能电网设备研发的新课题,为我国智能电网工程的设备研发及制造指明了方向。
3.1一、二次电力设备
一次电力设备与二次设备在划分上的模糊性使得在电网智能化过程中二次电力设备的生产标准产生分歧,智能电网的安全运行及责任界定受到了严峻的考验。科技的发展就是在解决人类所面对的各种难题,这个难题,正是我们需要研究的方向。我们今后进一步研发的课题要瞄准传感器的稳定性和它对工程的影响,各控件在装配过程中必须有合适的环境及兼容性,如温度和湿度条件对组建柜就有很重要的影响,只有良好的条件下lED才能正常工作。另外IED内部也要求电磁兼容性能好,各个控件在布局安装、内部兼容及性能配置上都有十分苛刻的条件,在这个方面一次电力设备传感器进一步研究的内容还很多。此外,电网试点过程通常通过改变各个部分的组合方式来实现电路的合理控制,但是这一过程对整体化、紧凑化的缺失,还需慢慢解决。
3.2有效传递通信信息
就现在来看,IEC61850标准被大多数工程认同采用,但因为此标准没有经过试点工程深入的研究与沟通,工作人员对规范的理解各异,所选用的工具和材料千差万别,对这个试点的准确性造成了很严重的影响。因此我们需要对此标准进行诠释并按规范执行。另外,各站点之间的沟通与协调依旧不够完善,这要求我们将工作重点集中在各变电站内,更快速有效的传递信息。
4结束语
总之,智能电网技术在电网监控系统中的大力运用,对实现科学配电有极大的推进作用,并且能够及时发现电网中的问题并予以解决。智能电网由于优越的性能,较高的灵活性,较强的自动恢复能力和兼容性,能够优化电能资源的配置。智能电网技术具有较高的自动化程度、完全系数和稳定性能,一定会在未来的发展中大放异彩,为我国的电力事业做出贡献
参考文献:
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[4]曹江春.电力工程技术在智能电网建设中的应用[J].工程技术研究,2017,(3):35+56.
[关键词]智能电网技术;定义;特征;运用
中图分类号:U665.12 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)11-0339-01
引言:电网是一个巨维数的典型动态大系统,它具有强非线性、时变且参数不确切可知、含大量未建模动态部分的特征。另外,电力网络地域分布广阔,大部分元件具有延迟、磁滞、饱和等复杂的物理特性,对这样的系统实现有效决策控制是极为困难的。另一方面,由于公众对新建高压线路的不满日益增强,线路造价,特别是走廊使用权的费用日益昂贵,以及电力网的不断增大,使得人们对电力网络的决策控制提出了越来越高的要求。下面将阐明综合智能电网规划中的必要性和可行性。
一、智能电网的概念
在2005年,埃贝尔发明了一种利用群体行为原理使大楼电器相互协调的技术和一种无线控制器,智能电网由此时开始出现。智能电网又称“未来电网”,它不是一件事或物,而是将先进的一些技术以及电网基础设施集成的一种新型现代化电网,具有“更可靠、安全经济、高效、更环境友好”的特点,其关键技术领域涉及较广,具体有传感量测技术、分析决策技术、制动控制技术、计算机技术等等。要想清晰认识智能电网,需要从其概念、内涵特征、关键技术、智能化等各方面进行分析。
二、智能电网的内涵与特征
基于市场、环境、安全灯各方面的因素,智能电网具有8个特点:自愈、兼容、交互、协调、高效、优质、集成、绿色。其中自愈是指在电力供应方面,智能电网能够不断发现存在或潜在的问题,然后纠正或控制,最终保证供电质量,可靠、安全、高效,是较为突出的特征。交互是指“交互式”,为了能达到双方相互适应,智能电网能够实现“双向交流、双向通信”,用户根据实际情况于被提供的信息中指定符合自己需求的方案。智能电网应用了许多先进技术与监控技术,能够更好地降低成本和增加效益,实现高效。“绿色”是另一突出的特征,智能电网通过利用绿色能源、洁净能源、再生能源,降低环境污染,缓解能源消耗巨大的问题,同时能缓解地区能源供给不平衡问题。
三、智能电网的关键技术
1、发电与储能技术
在能源转化、传输、使用这几个环节,其中发电环节是整个过程中最有可能减少排量的,所以智能电网采用风电水电多种新能源进行分布式发电和分布式储能,其中分布式发电技术有很多,例如风力发电技术、生物质能发电技术和地热发电技术等等,分布式储能装置有电磁蓄能、超导储能等等。由于使用新能源、洁净能源和再生资源,对环境改善方面具有很大的积极作用,特别是减轻温室效应方面,同时能够提高供电的安全性与可靠性,以及缓解能源供给不平衡问题,所以该技术被广泛应用。但是由于环境影响以及一些不确定因素,例如:风能和太阳能与天气相关,具有不确定性,分布式发电技术与储能技术将面临较大的挑战。
2、输配电技术
输配电技术包括特高压输电技术和高温超导输电技术,特高压输电技术是能够实现大功率、远距离传输电的输电技术,提高了输电能力,并能实现远距离电力系统互相连接;高温超导输电技术是利用高温超导体材料特性的技术,与常规技术相比,它具有污染少、损耗小等特点。
3、高速双向通信技术
智能电网采用了高速双向通信技术,涉及较多电子设备,如智能表计、电力电子控制器等,利用这些智能电子设备进行网络化通信,同时坚持各种干扰与自我监测,充分体现出“自愈”这一特性。
4、智能固态表针
与传统采用的电磁表计相比,智能固态表针能够进行双向通信、计量多时段的电力情况和价格、编制时间表等等。
5、先进的电力电子技术
智能电网采用先进的电力电子技术,使用各种新型的高性能设备与装备,例如全控型大功率电力电子器件等,其中具体有有源滤波器(APF)、动态电压恢复器(DVR)等,符合当今电力系统运作要求,并在现代电力系统中得到广泛的使用。
6、智能调度技术
该技术是智能电网中最关键、重要的技术,能够全面进行资源优化配置,科学决策管理、高效调度等,实现大面积连锁故障的预防,实现调度的智能化。
四、智能化
由于智能电网采用了上面所述的先进技术,使得智能电网可观测、可控制、能实时分析与决策、自愈以及制动优化调整,充分体现出智能化。例如实时分析和决策是指智能电网能够通过分析信息与数据进行智能化决策。
五、智能电网规划在电力技术及电力系统规划中的作用
1、电网规划在电力系统中的意义
由于现在我国电网规划工作规划不到位、不全面等原因,甚至有些新电网建设投运在较短的时间内就出现超负荷、长期负荷等,还有些施工难度大。总之,因为各种原因造成无法保证电网建设工程质量或存在较大的安全隐患等等。除此之外,我国存在着电源与电网这两种发展不协调、不平衡的问题。这一矛盾在资源锐减的当今社会中越来越激烈,同时由于我国的电力输送能力较差,我国资源供给不平衡问题仍然严峻,还造成交通紧张等,例如我国北部、西部的电力往我国负荷较为密集的地区输送较为困难。
另外,我国互联电输电能力较差,区域之间的电网互济与跨流域补偿等能力也较差,由于上述各种原因,想要大容量、远距离传输电是较难满足需求的。所以电力系统中的电网规划很重要。
2、智能电网具有的优点
智能电网具有实现双向通信、实时监控与数据整合、及时调度、智能化资源配置、接入新能源实现分布式能源管理等优点,从整体上看,智能电网使供电效率得到提高,供电的质量得到改善,实现电网商业化,同时对环境保护、减少资源消耗有积极作用。
3、智能电网规在电力系统规划中的作用
智能电网实现智能化、优化调度,进行有效管理,用最低的成本提供符合期望的功能,其中智能电网的最大优点是能够利用新型的、洁净的、可再生的资源进行间歇性发电,实现保护环境、减少资源损耗,对于当今时代所提倡的“发展低碳经济、生活”是有积极的作用,符合可持续发展,在未来的发展中,有望实现智能电网与电信、电视等的统一,具有很大的发展前景。
除此之外,由于智能电网具有“自愈”的特点,该功能能提高电网的安全性,对于企业的发展是有利的,同时,企业的发展促进了智能电网的发展。
【关键词】农村;电网通信网技术;研究;应用
电是与人们生活息息相关的重要能源,它的出现极大的改变了人们的生活。农村电网通信网技术的应用,不仅结束了广大农民用煤油灯以及蜡烛照明的历史,为人们带来了光明和温暖,又丰富了农民的精神生活,方便了人与人之间的交流,也可以在很大程度上改变农村过去落后闭塞的生活和文化风貌。目前,农村电网通信网技术发展仍然较为落后,农村用电仍然存在着很大的弊端,对实现农村用电的智能化、自动化和接收信息带来了一定的困难和阻碍。因此,我们必须着手研究出适合农村电网通信网的技术,从电网通信网安装方式,线路层次分配上优化农村电网通信网配置,将农村用电用网推向一个新台阶。
1目前我国普遍广泛应用的几种电网通信网技术及其各自的优缺点
1.1有线通信技术
有线通信技术下面又可分为有线光纤通信和有线载波通信两种不同的通信方式。1.1.1有线光纤通信有线光纤通信是我国使用较为广泛的一种通信网络技术,它具有电压负荷量大、抗压能力强、安全性能高等优点,适合于主干线路网络的布局。但是,由于光纤花费成本高,安装工程量大,对技术和地理环境有着极高的要求。因此,光纤通信适合由面到线,由供电所总服务中心到各村主干线路的布置。1.1.2有线载波通信有线载波同有线光纤都是有线通信技术的重要组成部分。有线载波又包括低压宽带载波和低压窄带载波。它们的不同点主要是传输频段的不同。宽带传送距离较远,受干扰程度轻,但窄带便于安装使用,成本低廉,适用于小范围内的通信网络需要。有线载波通信改变了数据的单向传输,实现了配电网络的双向通信,而且它不需要像光纤网络一样配备专门的电路,对于农村这种偏远的地区,变电站、供电所服务中心监管和电工抄表提供了便捷,是一种经济适用性较强的电网通信网技术。
1.2无线通信技术
常用的无线通信技术有GPRS、CDMA、430M数传电台这三种。1.2.1GPRS/CDMA无线通信GPRS/CDMA无线通信是目前应用最为广泛的通信方式,它网络信号好,覆盖面大,但是由于它的价格昂贵,且在农村受地形气候的影响语音质量,容易导致数据传输中断,造成数据流失。而且它是依赖于移动、联通、电信三大网络运营商运转的,容易受到限制和信息的泄露。1.2.2430M数传电台430M数传电台是我国兴起较早的无线通信技术,在战争年代起到十分重要的作用。但是它的传送方式的透明性使得信息可能泄露,安全系数较差;其次,他的传输周期长,农村本来就地处偏远,这就造成了信息的滞后性和不及时性。因此,在社会日益发展的今天,逐步遭到市场的淘汰。
2面对我国农村电网通信网的现状,应该如何研究技术并加以应用
2.1应结合农村实际情况做好电网通信网的系统设计方案,做到资源的合理化利用
首先,我们必须了解农村地形地理的复杂性的特点,因地制宜的选择合适的电网通信网。目前我国使用较为广泛的电网通信网有三种:光纤网络,载波网络和无线网络。光纤网络成本较其他两种网络高,而且工程量大,耗费大量的人力、物力和财力,适合于用电负荷量大的主干网络。载波网络是一种比较经济实惠的通信网技术,农村电网通信网应该将之作为连接层电网的首选,既可以准确的传输数据,又可以节约成本,降低开支。而在引到各家各户时,则可以选择借助移动、联通、电信进行数据信号传播的无线网络,不但价格低,而且安装方便。三者各有优缺点,因此我们需要结合农村的实际情况,在不同的地点选择不同的网络介入,使得资源可以得到合理的利用。
2.2在实际操作中农村电网通信网应建立分层架构,使得电网通信网线路清晰,结构分明
电网通信网按所需电压等级和地势所需网点的覆盖范围可以分为高压配网通信、中压配网通信以及低压配网通信。在用电量过大的主干电路电网地点例如变电站、供电所等大型用电场所选择高压配网通信,供电负荷大,用电相对稳定安全;在变电站引入各村配电网的接入层时,则应选择中压通信配网,价格适中;在接入层分散到家庭用户时,选择低压配网通信即可。这样层次分明的电网通信网线路网络布局,不仅能够使得家庭用电不受到其他外界用电的影响,而且可以有效防止电网通信网布局混乱,出现故障时难以找出问题线路,给维修带来困难,给人民的生活造成不便。
2.3必须建立统一的终端数据处理平台,使信息导出一致化,准确化
由于在不同的地点采取不同的电网通信网技术和设备,他们型号不同,每个数据接口都不一样,导致他们输出的数据也就各不相同,使得出现多种数据复杂混乱,影响我们对于信号的判断和信息的接收效果。因此,必须建立一个统一的终端数据处理平台,将各种电网通信网设备发出的数据统一进行接收转换和处理,将不同设备多的不同接口的数据进行一致转换,使人们能够较准确无误的接收信息和信号,使得农村的电网通信网技术能够得到提高,为广大农民生活提供便捷。
3小结
农村建设是我国社会建设的重头戏,只有促进农村的建设,才能提高整体的社会建设水平。随着我国电力科技的不断发展,农村的电网通信网建设显得日益重要。只有不断改善农村电网通信网布局不合理,提高农村电业管理的整体水平和人员的专业素质,不断分析研究农村实际情况,从实际出发,探讨并成立一套适合农村发展应用的切实可行的农村电网通信网技术实施方案,才能有效做到资源的合理化利用,才能从本质上改变农村电压不稳,用电贵,通信信号差的问题,才能逐步实现农村用电向自动化、智能化的方向发展,才能使农民的生活水平不断提高,谱写新农村建设的新篇章。
参考文献
[1]占永红,汪明武,王红全.面向农村电网的通信网建设模式探究[J].价值工程,2017-02-08.
关键词:智能电网;概念;技术;发展
中图分类号:U665.12文献标识码: A 文章编号:
近年来为了缓解能源危机与环境压力,许多国家大力倡导发展清洁能源和可再生能源发电,电力工业呈现出多样化的发电方式。这对传统的由大型火电站供电为主的电网提出了新问题。再者,现有电力系统中能量使用效率和相当一部分电力设备(资产)的利用率较低,电网运营成本偏高。另外,随着数字时代的到来,用户对供电可靠性和电能质量的要求也愈来愈高。
一、智能电网的概念及功能特点
智能电网就是将信息技术、通信技术、计算机技术和原有的输、配电基础设施高度集成而形成的新型电网,它具有提高能源效率、减少对环境的影响、提高供电安全性和可靠性、减少输电网的电能损耗等多个优点。
其智能性主要体现在:①可观测—量测、传感技术;②可控制—对观测状态进行控制;③嵌入式自主处理技术;④实时分析—从数据到信息的提升;⑤自适应;⑥自愈。
智能电网具有以下功能特点问:鲁棒性、自愈性、安全、兼容、交互、协调、高效、优质、集成。
二、智能电网的关键技术
1 大型新能源电源和分布式电源接入与调控技术
随着大型新能源电源和分布式电源数量不断增加,智能电网建设要解决关键问题之一就是清洁能源电源的如何可靠接入电网。因此需研究针对不同类型电源的并网控制策略,使大型新能源电源能够有序接入和退出;分布式电源能够“即插即用”。分析风能、太阳能等清洁能源电源的出力特性,研究风电和光伏发电系统的功率预测技术,新能源电源的有功、无功和稳定控制技术,使电网能够最大程度地利用可再生能源电源。
2 储能技术及应用
应用储能技术为电力系统提供动态功率补偿,不仅可降低间歇式发电对电网的影响,改善电能质量,还能为电网提供紧急功率和峰荷电力支持。目前已开发了多种储能技术包括:电力蓄热蓄冷、抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能、插入式混合电力机车和蓄电池等技术,但是已有的基于这些技术的储能设备的容量小,成本高,且使用寿命较短。需分析各种储能技术应用于智能电网存在的问题及特点,提出相应的解决和应用方案,研究不同类型储能装置接入后对电网的影响。
3 先进的电力电子技术
随着电力电子技术的不断发展和电力系统运行要求的不断提高,电力电子在电力系统发、输、配、用等各个环节都得到了广泛的应用。现代电力系统应用的电力电子装置几乎全部使用了全控型大功率电力电子器件、各种新型的高性能多电平大功率变流器拓扑和DSP全数字控制技术,包括可控硅并联电抗器、多功能固态开关、智能电子装置 (IEDs)、静止同步补偿器(STATCOM)、有源滤波器(APF)、动态电压恢复器(DVR)、故障电流限制器(FCL)以及高乐直流输电(HVDC)所用装置和配网用的柔性输电系统装置(如SVC和D-Statcom)等。
4 智能调度技术
智能调度是智能电网建设中的重要环节,调度的智能化是对现有调度控制中心功能的重大扩展,智能电网调度技术支持系统则是智能调度研究与建设的核心,是全面提升调度系统驾驭大电网和进行资源优化配置的能力、纵深风险防御能力、科学决策管理能力、灵活高效调控能力和公平友好市场调配能力的技术基础。
调度智能化的最终目标是建立一个基于广域同步信息的网络保护和紧急控制一体化的新理论与新技术,协调电力系统元件保护和控制、区域稳定控制系统、紧急控制系统、解列控制系统和恢复控制系统等具有多道安全防线的综合防御体系智能化调度的核心是在线实时决策指挥,目标是灾变防治,实现大面积连锁故障的预防。
三、对我国发展智能电网的建议
智能电网的建设,既要考虑国家发展战略、国家能源政策及产业布局、国家宏观经济发展预期、社会经济的刚性需求、电网架构的成熟度、特殊运营条件下的供电应对及电力储备等,还要考虑综合经济效益、电网安全可靠、环境保护、可持续发展、附加增值服务及溢出价值回报等。智能电网应涵盖电源、电网、用户的全流程,形成有机统一整体;业务环节应全方位覆盖电网建设、生产调度、电能交易、技术管理等层面;管理控制应贯穿电网规划、设计、建设、运行维护、技术改造、退役的全过程;数据流应包括信息采集、信息传输、信息集成、信息展现、决策应用等各阶段,最终形成电力流、信息流、业务流的高度融合和一体化。未来智能电网在垂直架构上,将由智能装备层、智能生产调度层和决策管理层构成;在横向层面上,将大、中型区域电网通过坚强骨干电网联系起来,而大、中型区域电网则分层分区柔性接人集中式和分布式电源、各类终端用户。在信息流上,通过纵向贯穿、横向贯通的网络共享平台,实现电网信息实时交互、。共享。
建议发挥一体化管理优势,积极有序地推进智能电网研究及建设;开展我国智能电网架构设计;制订试点方案及实施计划;统筹考虑电网规划、建设、改造和技术升级;实施对输配电网与用电的协调调度和控制;实现发、输、配、用电的协调安全与经济运行;注重理论和技术创新与应用;形成完整的智能电网规范和标准体系;研究建立电网综合知识支撑体系;建立智能电网试验基地。
参考文献
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【关键词】智能;配电网;设计
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、智能配电网的内涵
智能配电网通过广泛应用的分布式智能设备、通信系统和自动控制系统,对配网设备的运行状况进行实时监控,进行数据收集、整合和分析挖掘,实现电网各成员之间的无缝连接及实时互动,达到对整个电网运行的优化管理。确保对广大用户的安全可靠供电是地区电网企业的核心工作。智能配电网作为智能电网的重要组成部分,对于地区电网企业具有重要意义。智能配电网研究对提高配电网运行管理水平和供电可靠性具有重要意义。
智能配电网是以配电网及其相天资产为中心,针对其设计建造、运行、维护等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,确定更换资产的优先顺序,降低配电网络改造花费和防止配电网络故障等目的,最终使供电企业能够提供质优价廉的服务。智能配电网应该具备如下特点:灵活性强、功能多样、能安全可靠的提供高质量的供电、能促进社会经济发展。
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。
结束语
智能配电网技术是智能电网重要组成部分,是电力系统新技术,对人娄能源、气候、经济、可持续发展等一系列问题有着深远的意义,代表着未来的电网发展方向。本文通过探讨配电网重构策略、方法的基础上,提出智能配电网系统控制技术,并以配电网智能监测终端初步提出设计方案。但限于篇幅,本文尚未对配电网智能监测终端设计技术进行深入的探讨。若能建立一套适合实际配电网技术发展的综合评判的指标体系,大力推广智能配电网技术,这对我国智能电网的发展和完善将起到极大的促进作用。
参考文献
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