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技术干货:智能电网与配网自动化建设方案

发布时间:2016-07-14 责任编辑:susan

【导读】智能电网是一项集计算机技术、数据传输、控制技术、现代化设备及管理于一体的综合信息管理系统,通常习惯称为电网自动化系统。智能电网建设的主要任务是重点推进智能化电气设备装备推广应用,实现电网管理过程自动化、智能化,带动电网设备整体技术水平的提升。


 
1、智能化电气装备是智能电网建设的基础
  
(1)智能装备是将机器、人、控制系统与信息系统有效连接的网络信息系统,一定要具备感知能力、认知能力和行动能力。
  
(2)智能装备是对工业数据的全面深度感知,对动态传输与高级建模分析有更快的认知能力,从而形成智能决策与控制,驱动智能装备制造业的向全面智能化发展。
  
(3)智能制造核心理念,将“精益理念、智能制造系统、物联网集成、智能装备”进行全方位的整合集成,并从“数据的采集和处理”、“人-机、机-机通讯”、“从数据、信息到决策”、“迈向预测型智能制造”四个层面进行实施
  
2、智能电网概念
  
智能电网就是电网的智能化;是建立在高速通信网络的基础上,通过先进的传感器和测量技术把电气设备终端节点上的各种信息采集回来,也就是把电网线路分段的运行状态,反映到电脑显示屏上面,再运用计算机技术对网络的运行状态远程控制,实现电网的安全、可靠、高效、经济的运行。
  
在电网的网络结构中,供电线路的电缆把电力输送到用户端,线路结构(线路管道)和电气设备之间形成电路。每一段电路称为网络链路的端点或网络中的节点(二条或多条链路的公共结合点),在网络系统的运行中是可以随时改变结构的,链路会根据需要不得的变换结构形态。如果这种改变是运用人工智能技术而发生的改变,称网络为智能化网络。在计算机上对电网管理也就是对控制节点的管理,网络上的控制节点越多,需要处理的信息量也就越大。电网不管是人工管理还是计算机管理都离不开网络的结构形态。在人工管理时只需要有线路结线图就可以,但是计算机管理下还必须有带方向的网络图。
  
3、电网结线图(电网结构)
  
复杂的配电网结构经常在变化只能用计算机来计算。规定由节点流出的电流为正,流入节点的电流为负;选定回路的绕行方向,在回路的绕行方向上,电势降为正值,电势升为负值;
  
数字化电网系统;是指把二次系统测量到的模拟信号转化为数字信号,并且以数字1、0的形式在计算机上显示出电网线路结构的系统。建立数字化电网是为了把原来需要大量人工的现场测量和现场操作直接在控制室的计算机上实现。
  
电力系统在运行时,在电源电势激励作用下,电流或功率从电源通过系统各元件流入负荷,分布于电力网络线路的各个负荷点,称为电力潮流方向,电流流入为负,电流流程为正。用标准模型和参数对照评价线路的优劣性的设计方法。评价目前系统的负荷量、损失、电压降等,重新调整常时开放点的开关位置,以达到电量损失最小化和线路负荷承载率平均化。分布式结构的每一个对等网络管理都有各自的独立功能。可以分别执行多种任务,监管功能也是分布的。通过任何网络系统都能获得所有的网络信息、警报和事件。
  
分布式网络:其特点是任何一个节点都至少跟其他两个节点直接相连,具有更高的可靠性。数字化电网线路显示系统是把模拟表的数字转化为数字信息,由手工抄表变为数字信号传递,而且能够在液晶屏幕上显示出线路结构和运行状态。标准化配网线路的模块化设计方法,是指把变电站的某一回路的结构做出明确的定义,再找出这一线路的关联线路,分析当线路结构变化时,对其他线路造成的影响程度。用标准模型和参数对照评价线路的优劣性的设计方法。评价目前系统的负荷量、损失、电压降等,重新调整常时开放点的开关位置,以达到电量损失最小化和线路负荷承载率平均化。
  
集中式网络:利用线路和节点设备将分散的并独立存在网络,利用系统的功能相互连接起来,实现资源共享。将分布在不同地方的多台设备连接形成一个集合。
 
4、配网自动化就是供电线路结构变化实现智能化和自动化
  
配电网自动化是以一次供电线路网架和和现场开关设备为基础,以配电网自动化软件系统为中心,综合利用通信方式,通过二次终端设备的应用系统集成开关柜信息,实现远程对配电网络的监测与控制,实现对供电故障的快速反应,迅速处理故障,及时恢复供电。
  
线路可靠性是由线路结构决定的,假如一个用户的设备出现故障造成了停电,供电单位就要考虑切除故障,迂回线路尽快回复供电。在不能迂回供电的情况下,就应该缩小停电的区间,及时的恢复供电。评价线路可靠性时经常采用通用的标准,也就是“N-1””N-2””N-3”标准。许多技术人员一提到配网自动化系统设计,首先就要简化供电网网架结构。实际上是要按照实际线路情况,通过自动化建设来适应目前的结构。自动化远程操作只有在单线图上操作不出问题,供电线路一旦敷设后,线路连接的绝对位置不会改变了,但是通过开关柜不同的间隔分合会改变潮流的方向,电流方向改变了线路的走向的先后顺序也改变了,网络结构的单线结构图跟着改变。
  
智能电网建设推动配电网基础设施升级,提升电网智能化管理水平。配网供电线路最终连接到千家万户的电器上。提高电网供电线路运行的安全可靠性,降低电网线路损耗,提高用户终端的供电质量是智能电网建设的基本目标。优化供电线路结构直接影响电网的供电可靠性。
  
城市配电网线路多、结构复杂。线路结构在人工管理方式下,不能够经常改变线路结构,越是简单的线路结构管理越容易。
  
5、配网自动化工程建设
  
实施智能电网建设和配电网自动化工程之前,做好供电网络的优化设计工作,按照标准化模型规划设计配电网络。结合网架建设的发展规划,因地制宜地针对每一条线路的实际现状,选择线路控制模式,避免因网架结构不稳定,引起配网自动化系统技术错位,影响系统建设质量,造成项目投资极大的浪费。现阶段配电网的结构主要有三种:
  
(1)放射型线路结构,供电线路从变电站馈出直接到用户端,线路上还要串接出很多的中间用户,这种结构简单线路故障点也容易查找。放射性线路上的开关以断路器为主,进行分断保护,一家用户故障时就跳开开关,不至于造成全线路停电。
  
(2)“手拉手”型简单环网结构,就是在两条馈线中间增加一台联络开关,故障时能够实现转供。
  
(3)多分段多联络(网格型)线路结构,多条线路直接有多个联络点,当一个节点故障时,可以有选择的从多条线路上转供电。这种形式的电网结构适应分段负荷开关和联络开关,尽量不采用断路器开关。
  
通过配电网线路及开关设备的优化设计,可以将负荷从重负载甚至是过负载线路转移到轻负载馈线上,这种转移提高了馈线的平均负荷率,增强了配电网的供电能力;在配电网受到小的扰动时,判断故障区域,隔离故障区域,恢复受故障影响的健全区域供电,从而缩短停电时间,减少停电面积,提高供电可靠性。在正常运行情况下,通过监视配网运行工况,优化配网运行方式;并在配电网受到灾害性影响时(如失去主力电源,失去进线,变电站母线故障等),在不威胁供电安全的前提下将受影响的负荷转移到非故障线路,使一次网络具备转供电途径和转供电操作方案。
  
根据运行数据合理控制潮流分布、无功负荷和电压水平,降低配电网线损和提高电压品质和改善供电品质,达到经济运行目的;
  
6、配网自动化建设主要内容
  
(1)配电网线路结构标准化设计
  
(2)开关操作机构升级为电动操作
  
(3)开关柜升级改造
  
(4)采用自动化成套开关设备
  
(5)配网自动化信息系统建设 
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