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摘要:智能配电网结合自动化控制技术,使配电过程中的每一个环节都能得到有效监管,能够大大提高用户用电体验。本文阐述了智能配电网的优势和未来的发展趋势,介绍了故障感知预警系统和自动恢复供电功能,智能检测配电及用电线路材料等智能配电网自动化的实践应用。
关键词:智能配电网;自动化控制技术;故障预警系统
引言
信息时代,“智能化”、“自动化”已经得到广泛应用。我国幅员辽阔,人口众多,用电需求与日俱增的同时,用电安全也是人们最为关注的焦点。建立智能配电网,引入自动控制系统,提高输配电安全性,是电力发展大势所趋。不仅如此,采用先进技术能够有效降低电力企业和用户的成本。
1.智能配电网的优势和未来发展趋势
1.1智能配电网相比传统配电网的优势
传统配电网的工作方式为:电能从发电厂出发,先通过变压器转为高压电,经过远距离传输之后,二次通过变压器转为低压电,供用户使用。电能输送过程中,容易造成大量电能损耗,部分电气设备一旦出现损坏,会严重影响供电安全,不仅如此,传统配电网兼容性较低,不同型号的设备无法直接接入使用,浪费大量人力物力。智能配电网完美解决了上述问题:第一,智能配电网中装有无功补偿设备,使回流电路中的无功功率不做功,因而不产生能量消耗,实现电网最优运行,达到经济高效;第二,电路中设有自动监控、检查、恢复系统,发生短路故障时能够立刻断开主电路并进行排查,故障恢复时能够自动重新连接,无需人工操作;第三,兼容性大幅提升,目前市场主流设备均可自由接入,用户可以根据需求自主选择,有效控制成本。
1.2智能配电网未来发展趋势
第一,智能配电网不但能提供可靠优质电能,还能够为具有特定需求的客户提供满意的电能质量。第二,在供电时,还能克服传统配电网发生故障时开闭电闸、倒闸操作引发的暂时性断电,并且在电路中设置安全引流器件,保障故障发生时危险电压、电流不会对电气设备产生危害,使现代社会的高科技电子设备不间断地正常运行。第三,推动新能源革命,促进可持续发展。智能配电网大量接入分布式电源,减少并网成本,极大地推动可再生能源发电,大大降低传统火力发电造成的环境污染,实现生产方式与能源结构的转变。第四,智能配电网推广分布式发电系统,即各电站相互独立,用户可以自行控制,不会发生大规模停电事故,还可以弥补大型电网安全稳定性的不足,在自然灾害等破坏力大的情况发生时,能够继续供电,成为集中供电不可或缺的重要补充。
2.智能配电网自动化应用实践
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图1故障线路段及设备隔离及非故障线路段恢复供电流程图
2.1故障感知预警系统和自动恢复供电功能
智能配电网中应用最广泛的自动化设置,为故障感知预警系统以及自动恢复供电的功能。传统配电网随着供电需求和供电范围的不断扩大,实际铺设范围近乎涵盖人类聚集地,如此广阔的面积下,电网运行会产生大量数据信息,如果不能对信息进行及时收集汇总处理,将会严重降低工作效率,在大多数故障发生时,人工处理往往来不及反应。智能配电网中增加故障感知预警系统,对电线的温度、负载等运行系数进行实时监控,在主站控制端计算机设置程序,进行数值控制,当任意参数达到危险红线时,预警系统瞬间启动,立刻将供电主线断开,使电路中其它设备不受影响。电路断开之后,自动检测系统会立刻投入工作,将电气设备按照预先划分的区域进行检测,因为现代电路多采用并联方式,单一设备故障不会影响整体运行效果,系统在检测完毕之后,将故障设备及路段进行隔离并转人工处理,非故障线路及设备即时重新连接主电路,恢复供电,整个过程耗时非常短,且智能配电线路中会储存备用电流,从人工视角来看,正常运行的设备根本没有“断电”。图1所示为故障线路段及设备隔离及非故障线路段恢复供电流程图,能够有效保障配网中设备运行安全[1]。
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图2小型智能信息化配电系统架构示意图
2.2智能检测配电及用电线路材料
配电及用电线路是配电网络的重中之重。传统配电网中保险丝引发的事故依然清晰地浮现在人们眼前,缺乏对金属材料熔点认知导致的悲剧曾经给民众造成了重大困扰。现在,智能配电网基本清除了老式的保险丝断电方式,采用安全电闸,能够初步保障家居用电的安全性。不仅如此,现代智能配电网对线路材质的要求非常高,如果线路材质不能达到标准,只要开闸立刻会出现断路现象,电网无法正常运行,不会出现过去电线烧断才断电等安全隐患极大的情况。在电气设备安装时,电力企业和用户还会考虑到产品兼容性,新型产品在设计时采用DER可辨别编码规则,在分布式电源中接入中压或低压配电系统。因为其具有分散、随机变动等特点,当大量分布式电源接入智能配电网络时,将会对配电系统的安全稳定运行产生极大影响,因此质量低劣的线路材料从此种角度来看,已经被时代所淘汰,用户在选购材料时,直接同生产厂家提出智能配电网的线路需求,均能得到质量保证。
2.3大数据时代建立智能信息化配电系统
在大数据时代,基于智能配电网的相关电气设备,建立智能化信息配电系统。将一定范围内的配电网络参数集中整理,能够得出详细的用电情况图表。技术人员通过数据分析,对地区周期内的用电情况进行精确解读,通过对比用电量,能够确认地区经济发展情况。地方政府通过具体的数据,能够制定更加合理的城市发展规划,使城市拥有良好的扩充过程,逐步提高容纳率。除此之外,针对地区内用电需求的不同,设计针对性的供电方案,提升智能电网下变电站的使用率;在用电需求较高的区域配置数量更多的相关设备,在出现自然灾害等不可抗力影响因素时,能够快速反应,保证地区配电安全稳定。图2所示为针对企业管理的小型智能信息化配电系统架构示意图,能够将小型区域内所有设备紧密联系在一起,不仅可以进行人工监控,也可以通过计算机程序自动监控[2]。
结语
现代社会,人们生产、生活已经离不开电能,智能配电网下的自动化研究已成为电力供应的新课题。从长远来看,电能配送智能化、自动化是综合国力的体现。我国高等学校应该在电气工程自动化等专业中增设智能电网相关课程,为我国培养出更多优质人才。
参考文献
[1]张丹.智能配电网自动化应用实践的探究[J].现代国企研究,2019 (02):112.
[2]苏星光.智能配电网自动化应用实践探讨[J].居舍,2018(36):181.