智能配电网自愈系统的自动化控制技术陈小明 左玲

发表时间:2020/5/12   来源:《中国电业》2020年第2期   作者:陈小明 左玲
[导读] 随着科学技术的不断创新,智能配电网自愈控制技术作为一种先进的电力技术得到了快速发展
         摘要:随着科学技术的不断创新,智能配电网自愈控制技术作为一种先进的电力技术得到了快速发展,已经成为核心技术在中国电力建设的过程中,自我认知和恢复的特点,并且可以帮助人们掌握分销网络的运行状况和故障,并能根据故障的独立诊断和恢复给人们带来极大的方便。本文通过作者的工作实践,主要探讨了自愈控制技术及其在智能配电网中的应用。
         关键词:智能配电网;自愈系统;自动化控制技术
         引言
         智能配电网的自愈功能的研究是一项重要的基础性工作,通过深入分析因电能损耗引起的经济和社会损失,自愈技术的研究和运用能够实现广大电力用户的可持续供电,保证电网的安全可靠运行,推动我国电力事业的发展。
         1智能配电网自愈控制概述
         智能配电网自愈控制是指在不同配电网区域内通过协调实现技术经济指标优化的控制方法。具有配电网的自动恢复、诊断和感知能力,保证了配电网的安全稳定运行,提高了电力企业的经济效益。在配电网运行过程中,智能配电网的自愈控制实现了对配电网系统的优化、监控和预警。故障发生时,通过自愈控制技术对故障进行定位和隔离,及时恢复供电。
         2智能配电网自愈控制关键技术
         通信系统、主站和自动化监控终端设备构成了智能配电网的主要框架,这样一个相对完整的信息处理和传输系统能够更好地完成对配电网运行过程的远程化管理。相较于传统配电网,智能配电网不仅支持DER接入、可视化管理水平高、与用户互动能力强,而且电能质量和供电可靠性更高,有着极强的自愈能力。从满足体系架构功能分析,智能配电网自愈控制的关键技术包括如下几个方面。
         2.1AMI技术
         AMI是指高级量测系统,是对自动抄表技术的发展。AMI系统构成主要包括网络通信、数据收集与传输单元、量测数据管理系统以及智能表计系统等。实现智能电网蓝图主要就是依靠配电管理系统和高级测量系统,在二者相互协调配合下实现资源优化配置和电网运行效率的提升。
         2.2FSM技术
         FSM是指配电网快速仿真和模拟技术。这一技术的应用对于自愈控制而言是必要的数学支持,能够借助实时软件分析平台促进配电网自愈预测能力的增强,优化人员的决策管理水平。此外,FSM技术还为电网决策控制提供了技术支持,利用实时监测数据的获取对电力系统行为实施优化,完成对电网运行的自动预测,快速反应故障系统,更加有利于事故预防和系统恢复。
         2.3电网设备在线监测技术
         电网在线监测的内容包括电气量与非电气量的监测。其中,电气量监测包括监测电网设备的功率、电流、相角及电压等运行状态量,而非电气量监测则是监测电气设备中的气体成分、流量、温度及压力等。通常电网故障来源是关键电力设备的故障隐患,但从故障隐患发展到故障一般时间较长,因此对电力设备的脆弱状态及时掌握有利于有效遏制故障问题的发生。
         2.4配电网重构技术
         众所周知,配电网的最基本特点是闭环设计、开环运行,尽管分段开关数量多,但对应的联络开关数量却是较少的。这就使得供电路径选择的联络开关时常是常开状态,分段开关用于故障隔离的是常闭状态。配电网重构技术主要是指在满足网络辐射状约束和线路容量的基本前提下对配电网的网络拓扑结构和开关闭合状态进行调整,以达到消除线路过载和提高供电质量的目标。
         2.5微网与需求侧管理技术
         微电源和负荷集合成为微网,其中系统热量和电能的来源是微电源。相较于常规分布式能源,由电力电子器件实施能量转换的微电源更加灵活。作为智能电网自愈控制的应用基础,微网的存在实现了削峰填谷,在减轻电网用电压力的同时也促进了能源利用率的提高。

在各种激励措施下,需求侧管理的提出通过对用电方式的优化确保电网安全、降低能源消耗,终端用户的用电效率也极大提升。同时,需求侧管理作为自愈控制的关键技术之一还实现了电网与用户之间的互动,利用高效设备改造降低能源使用量,有力地推动了自愈控制技术创新。
         3智能配电网自愈控制技术的应用
         在配电网运行过程中,通过智能配电网自愈控制技术的应用,借助计算机技术和信息技术合理地分析与整理配电网运行中所产生的数据,结合相关数据对电网运行状况进行判断,再利用智能技术加强与电气终端装置的协调,实现电网故障的自动诊断和自动恢复。由于智能配电网自愈控制技术将会涉及到众多先进技术,包括配电系统中仿真技术与模拟技术、分布式计算机技术和保护装置的协调技术等,从总体上来讲,在配电网运行过程中,智能配电网自愈控制技术通过将不同的先进技术结合,利用不同技术的优势确保配电网的安全稳定运行,为配电网提供更好的运行服务。从中可以得知,自愈控制技术的实施需要先进的科学技术作为支撑,从而实现对配电网的自动监测、诊断、恢复。智能配电网自愈控制技术的实施方式及实施效率得到了进一步的提升,在智能配电网自愈控制技术的应用过程中,通过各项先进技术的结合应用,及时了解了配电网的运行状况及故障。自主诊断与恢复故障的内容如下:①配电网系统仿真技术的应用。仿真模拟技术作为配电网应用分析中的一种技术,是由多个实时分析软件组成,这些软件以配电网为服务对象,通过这些软件的应用实现了电网运行数据的整理、分析,达到了故障定位的目的。②在线监测技术的应用。在智能配电网的运行过程中,通过在线监测技术的应用,实现了电气量的测量及非电气量的监测,比如通过测量水含量,以此来判断电气设备的潮湿度,同时还可以通过测量的方式,掌握好智能配电网的运行状态。③在线分析技术的应用。通过自愈控制技术中的在线分析技术,可合理地分析电网的运行状态,及时掌握电网的运行状态,且还可以对相应的评估结果进行二次分析,根据配电网运行中的设备故障采取有针对性的解决措施。
         结语
         作为电力系统经济效率提升和保证客户服务体验与供电质量的重要环节,配电系统的重要性不容忽视。伴随用户对供电可靠性要求的提高,配电网在智能电网技术的推动下逐渐形成了相对完善的智能配电网执行体系,而其中的自愈特征更是备受关注。自愈控制技术是下一代高配自动化技术的灵魂,同时也从根本上提升了配电资产的利用率,彰显了智能配电网技术的技术经济效益和实用化价值。发展到如今,智能配电网自愈控制技术单纯依靠传统控制方法显然难以达到预期技术控制的目标,因此积极掌握技术发展趋势、提升智能配电网自愈控制的规范性就显得很有必要,这对于提升电力系统管理质量影响深远。
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