《電子技術應用》
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智能電網與配網自動化工程建設

2016-07-18

  智能電網是一項集計算機技術,、數(shù)據(jù)傳輸,、控制技術,、現(xiàn)代化設備及管理于一體的綜合信息管理系統(tǒng),,通常習慣稱為電網自動化系統(tǒng)。智能電網建設的主要任務是重點推進智能化電氣設備裝備推廣應用,,實現(xiàn)電網管理過程自動化,、智能化,,帶動電網設備整體技術水平的提升,。

  1,、智能化電氣裝備是智能電網建設的基礎

  (1)智能裝備是將機器,、人,、控制系統(tǒng)與信息系統(tǒng)有效連接的網絡信息系統(tǒng),一定要具備感知能力,、認知能力和行動能力,。

  (2)智能裝備是對工業(yè)數(shù)據(jù)的全面深度感知,,對動態(tài)傳輸與高級建模分析有更快的認知能力,,從而形成智能決策與控制,驅動智能裝備制造業(yè)的向全面智能化發(fā)展,。

 ?。?)智能制造核心理念,將“精益理念,、智能制造系統(tǒng),、物聯(lián)網集成,、智能裝備”進行全方位的整合集成,,并從“數(shù)據(jù)的采集和處理”、“人-機,、機-機通訊”,、“從數(shù)據(jù)、信息到決策”,、“邁向預測型智能制造”四個層面進行實施

  2,、智能電網概念

  智能電網就是電網的智能化;是建立在高速通信網絡的基礎上,通過先進的傳感器和測量技術把電氣設備終端節(jié)點上的各種信息采集回來,,也就是把電網線路分段的運行狀態(tài),,反映到電腦顯示屏上面,再運用計算機技術對網絡的運行狀態(tài)遠程控制,實現(xiàn)電網的安全,、可靠,、高效、經濟的運行,。

  在電網的網絡結構中,,供電線路的電纜把電力輸送到用戶端,線路結構(線路管道)和電氣設備之間形成電路,。每一段電路稱為網絡鏈路的端點或網絡中的節(jié)點(二條或多條鏈路的公共結合點),,在網絡系統(tǒng)的運行中是可以隨時改變結構的,鏈路會根據(jù)需要不得的變換結構形態(tài),。如果這種改變是運用人工智能技術而發(fā)生的改變,,稱網絡為智能化網絡。在計算機上對電網管理也就是對控制節(jié)點的管理,,網絡上的控制節(jié)點越多,,需要處理的信息量也就越大。電網不管是人工管理還是計算機管理都離不開網絡的結構形態(tài),。在人工管理時只需要有線路結線圖就可以,,但是計算機管理下還必須有帶方向的網絡圖。

  3,、電網結線圖(電網結構)

  復雜的配電網結構經常在變化只能用計算機來計算,。規(guī)定由節(jié)點流出的電流為正,流入節(jié)點的電流為負;選定回路的繞行方向,,在回路的繞行方向上,,電勢降為正值,電勢升為負值;

  數(shù)字化電網系統(tǒng);是指把二次系統(tǒng)測量到的模擬信號轉化為數(shù)字信號,,并且以數(shù)字1,、0的形式在計算機上顯示出電網線路結構的系統(tǒng)。建立數(shù)字化電網是為了把原來需要大量人工的現(xiàn)場測量和現(xiàn)場操作直接在控制室的計算機上實現(xiàn),。

  電力系統(tǒng)在運行時,,在電源電勢激勵作用下,電流或功率從電源通過系統(tǒng)各元件流入負荷,,分布于電力網絡線路的各個負荷點,,稱為電力潮流方向,電流流入為負,,電流流程為正,。用標準模型和參數(shù)對照評價線路的優(yōu)劣性的設計方法。評價目前系統(tǒng)的負荷量,、損失,、電壓降等,,重新調整常時開放點的開關位置,以達到電量損失最小化和線路負荷承載率平均化,。分布式結構的每一個對等網絡管理都有各自的獨立功能,。可以分別執(zhí)行多種任務,,監(jiān)管功能也是分布的,。通過任何網絡系統(tǒng)都能獲得所有的網絡信息、警報和事件,。

  分布式網絡:其特點是任何一個節(jié)點都至少跟其他兩個節(jié)點直接相連,,具有更高的可靠性。數(shù)字化電網線路顯示系統(tǒng)是把模擬表的數(shù)字轉化為數(shù)字信息,,由手工抄表變?yōu)閿?shù)字信號傳遞,,而且能夠在液晶屏幕上顯示出線路結構和運行狀態(tài)。標準化配網線路的模塊化設計方法,,是指把變電站的某一回路的結構做出明確的定義,,再找出這一線路的關聯(lián)線路,分析當線路結構變化時,,對其他線路造成的影響程度,。用標準模型和參數(shù)對照評價線路的優(yōu)劣性的設計方法。評價目前系統(tǒng)的負荷量,、損失,、電壓降等,重新調整常時開放點的開關位置,,以達到電量損失最小化和線路負荷承載率平均化,。

  集中式網絡:利用線路和節(jié)點設備將分散的并獨立存在網絡,利用系統(tǒng)的功能相互連接起來,,實現(xiàn)資源共享,。將分布在不同地方的多臺設備連接形成一個集合。

  4,、配網自動化就是供電線路結構變化實現(xiàn)智能化和自動化

  配電網自動化是以一次供電線路網架和和現(xiàn)場開關設備為基礎,,以配電網自動化軟件系統(tǒng)為中心,綜合利用通信方式,,通過二次終端設備的應用系統(tǒng)集成開關柜信息,,實現(xiàn)遠程對配電網絡的監(jiān)測與控制,,實現(xiàn)對供電故障的快速反應,,迅速處理故障,及時恢復供電,。

  線路可靠性是由線路結構決定的,,假如一個用戶的設備出現(xiàn)故障造成了停電,,供電單位就要考慮切除故障,迂回線路盡快回復供電,。在不能迂回供電的情況下,,就應該縮小停電的區(qū)間,及時的恢復供電,。評價線路可靠性時經常采用通用的標準,,也就是“N-1””N-2””N-3”標準。許多技術人員一提到配網自動化系統(tǒng)設計,,首先就要簡化供電網網架結構,。實際上是要按照實際線路情況,通過自動化建設來適應目前的結構,。自動化遠程操作只有在單線圖上操作不出問題,,供電線路一旦敷設后,線路連接的絕對位置不會改變了,,但是通過開關柜不同的間隔分合會改變潮流的方向,,電流方向改變了線路的走向的先后順序也改變了,網絡結構的單線結構圖跟著改變,。

  智能電網建設推動配電網基礎設施升級,,提升電網智能化管理水平。配網供電線路最終連接到千家萬戶的電器上,。提高電網供電線路運行的安全可靠性,,降低電網線路損耗,提高用戶終端的供電質量是智能電網建設的基本目標,。優(yōu)化供電線路結構直接影響電網的供電可靠性,。

  城市配電網線路多、結構復雜,。線路結構在人工管理方式下,,不能夠經常改變線路結構,越是簡單的線路結構管理越容易,。

  5,、配網自動化工程建設

  實施智能電網建設和配電網自動化工程之前,做好供電網絡的優(yōu)化設計工作,,按照標準化模型規(guī)劃設計配電網絡,。結合網架建設的發(fā)展規(guī)劃,因地制宜地針對每一條線路的實際現(xiàn)狀,,選擇線路控制模式,,避免因網架結構不穩(wěn)定,引起配網自動化系統(tǒng)技術錯位,,影響系統(tǒng)建設質量,,造成項目投資極大的浪費?,F(xiàn)階段配電網的結構主要有三種:

  (1)放射型線路結構,,供電線路從變電站饋出直接到用戶端,,線路上還要串接出很多的中間用戶,這種結構簡單線路故障點也容易查找,。放射性線路上的開關以斷路器為主,,進行分斷保護,一家用戶故障時就跳開開關,,不至于造成全線路停電,。

  (2)“手拉手”型簡單環(huán)網結構,,就是在兩條饋線中間增加一臺聯(lián)絡開關,,故障時能夠實現(xiàn)轉供。

 ?。?)多分段多聯(lián)絡(網格型)線路結構,,多條線路直接有多個聯(lián)絡點,當一個節(jié)點故障時,,可以有選擇的從多條線路上轉供電,。這種形式的電網結構適應分段負荷開關和聯(lián)絡開關,盡量不采用斷路器開關,。

  通過配電網線路及開關設備的優(yōu)化設計,,可以將負荷從重負載甚至是過負載線路轉移到輕負載饋線上,這種轉移提高了饋線的平均負荷率,,增強了配電網的供電能力;在配電網受到小的擾動時,,判斷故障區(qū)域,隔離故障區(qū)域,,恢復受故障影響的健全區(qū)域供電,,從而縮短停電時間,減少停電面積,,提高供電可靠性,。在正常運行情況下,通過監(jiān)視配網運行工況,,優(yōu)化配網運行方式;并在配電網受到災害性影響時(如失去主力電源,,失去進線,變電站母線故障等),,在不威脅供電安全的前提下將受影響的負荷轉移到非故障線路,,使一次網絡具備轉供電途徑和轉供電操作方案。

  根據(jù)運行數(shù)據(jù)合理控制潮流分布,、無功負荷和電壓水平,,降低配電網線損和提高電壓品質和改善供電品質,達到經濟運行目的;

  6,、配網自動化建設主要內容

 ?。?)配電網線路結構標準化設計

  (2)開關操作機構升級為電動操作

 ?。?)開關柜升級改造

 ?。?)采用自動化成套開關設備

  (5)配網自動化信息系統(tǒng)建設


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