10kV 电力系统配电网络智能化探索

发表时间:2020/8/5   来源:《当代电力文化》2020年8期   作者:王利新
[导读] 智能化技术从根本上实现了10kV电力系统配电网络的优化
        摘要:智能化技术从根本上实现了10kV电力系统配电网络的优化,推动了城市电力系统的整体发展水平。由本文可知,受惠于物联网技术、自动计量管理技术等现代技术、现代监控系统的功能支持,智能化10kV配电网络相较传统配电网络而言,在稳定性、安全性、经济性等方面皆具有较大优势。
        关键词:10kV电力系统;配电网络;智能化
110kV电力系统配电网络智能化的必要性
        (1)稳定性方面。在传统的电力系统配电网络中,其互感器的灵敏度和运行能力都具有较大不确定性。由于传统的系统装置中安装有源电子元件,故而需要稳定、连续的电力供应作为运行支持。这样以来,传统互感器便长期处于电磁影响的领域当中,导致其在运行过程中易受干扰,失去稳定的效能发挥。与之相比,10kV电力系统配电网络在智能化的改进当中,应用了运行能力更加可靠的光学互感器,电磁场对此类互感器的影响较小,使得整体配电网络的电力运行也更加平稳顺畅。(2)安全性方面。很长一段时间以来,点对点是我国配电网络的供电传输主流方式,在这种方式下,电力信息的传输更加稳定、安全,不易受到范围内其他因素的影响。此时,将智能化10kV配电网络应用到实际的电力系统运行过程中,能进一步加强区域内各点之间的信息传输效率,相较传统配电网络更加具有安全性。
210kV电力系统配电网络智能化的应用技术
        2.1自动控制计量技术
        在10kV电力系统配电网络智能化发展过程中,自动控制计量技术始终占有举足轻重的地位,其中,基于10kV电力系统配电网络所具有的设备多、质量隐患高、监控难度大等特性,自动控制计量技术能够依托于在线智能监控实现对包括电网负荷、运行电量等数据信息的实时检测,不仅可为工作人员开展远程抄表、在线检测等作业提供充足帮助,同时也能于提升经济效益、降低运行成本、减少系统能耗等多个方面发挥较大作用,有助于促进10kV电力系统配电网络的持续发展。此外,考虑到以往电力计量人工抄表方式所存在的准确性问题,通过借助智能化计量装置及设备,电力人员不再需要挨家挨户进行抄表,不仅人工作业所导致的误差问题得以真正解决,同时也能在大幅减少企业人力成本的同时保障电力营销的具体效率,进而以此以完善的计量管理体系为基础确保电力企业的快速发展。例如,美国某能源公司已经完成了自动控制计量技术在智能电网中的应用,但反观目前大部分国内10KV电力系统配电网络智能化装置,其虽然具备一定的数字化操作,但是电力设备并没有达到符合预期的一致性检查,而如果没有通过一致性检测就会在很大程度上降低电力系统和通信系统的协调兼容性。
        2.2物联网技术
        所谓物联网技术,其是近年来逐渐发展的一种以RFID技术、无线传感器技术以及定位技术为核心的数据交换技术,其中,物联网在10kV电力系统配电网络智能化发展过程中主要承担“终端用电设备感知末梢”的重要角色,不仅是提升10kV智能配电系统准确性和稳定性的关键路径,同时也是在智能家电、智能小区等概念发展基础上推广智能电网的主要手段。此外,在物联网技术与自动控制计量技术的技术融合过程中,工作人员能够实时就10kV配电网络的工作状态进行检测,借此不仅可实现用电信息采集、用户电量管理等作业的智能化发展,同时也能在物联网的支持下给予电网用户更加便捷的电网服务和更加多样的电网功能。例如在国家智能化电力的配电系统当中,上海部分区域的电网系统已经完成了计算机系统和数字信息通信的良好改造,不仅在运行管理工作中实现了变电站的电力设备优化以及智能化,同时也通过应用智能化配电设施系统使得电力系统因网络原因造成的干扰得以解决。
        2.3智能信息处理技术
        在智能信息处理技术中,神经网络技术、进化算法技术、模糊理论技术均十分符合电网监控及数据采集的具体需求,其中,通过将智能信息处理技术引入10kV智能配电网络,工作人员可以随时在线就系统运行数据进行整理分析,不仅可实现对电网潜在故障隐患的事先预估,同时也能通过系统的电网检测及时调整企业的营销策略,有助于在给予电网用户最便捷供电服务的基础上保障企业效益的进一步改善。
310kV电力系统配电网络智能化的发展策略
        3.1设备开关智能化
        在10kV电力系统配电网络中,设备开关不仅承担着数据控制及采集的重要作用,同时也是不同电网设备形成电网系统的关键枢纽,因此,为满足10kV电力系统配电网络的智能化发展需求,应遵循以下原则就设备开关进行优化。首先,考虑到设备开关是控制电力系统各种操作的核心部件,因此优化后的设备开关应兼具手动与电动两种控制方式,即在电力系统无人控制时,系统也同样能根据电网运行情况来控制设备的运转,同时,智能设备开关应与电网在线监控系统形成紧密的控制联系,应能够在电网出现故障时由系统自主控制来降低电网的故障损失,进而保障电网用户的切实利益;其次,为确保电网维修人员能够在电网故障发生时第一时间确定故障位置并予以维修,在设计设备开关状态信号时,应设有一定的刀闸信号和开发分合信号,即在设备出现故障时以信号方式警告工作人员,并告知其最准确的故障位置;再次,基于现阶段电网用户对于10kV电力系统稳定性要求的逐步提升,于质量层面设备开关不仅应尽量采用48V或24V的直流电源,同时也应在具有良好绝缘性能的基础上尽可能将运转功耗控制到最低水准,进而以此有效提升电网控制的安全性和准确性,并规避各种开关故障所致的电网事故;最后,针对集电流、电压互感器为一体的设备开关,其一般应采用50~100V的电压互感器容量,同时为了保障电流互感器的稳定运行,通常情况下应配以三相电流互感器进行设计。
        3.2配电系统智能化
        于软件层面,考虑到10kV配电网络涉及设备数量较多,因此一般不能将信息量及数据量全部交由10kV配网主站接收,以免造成严重的信息拥挤问题。对此,需采用分层处理的方式将整个智能配电系统划分为主站层、分站层、子站层以及终端层,并形成图1的系统结构,其中1、2、3、4分别代表配调中心、分中心、子站和终端。首先,针对主站层和分站层,其多由工作站、前置服务器、数据库服务器以及网络设备微机构成,而不同的工作站会承担不同的电网控制任务,再加上DTU、TTU以及FTU等多种终端信息的实时控制,工作人员能够在SCADA系统的帮助下就10kV配电网络进行运行状态分析,并以此确保电网始终处于最佳运行状态;其次,针对子站层,PC数据采集服务器是其主要构成部件,而借助电缆、光纤网络等数据传输手段,子站层能够不间断就自身监测到的电网数据传递至分站层和主站层,进而在完善的通信网络体系下发挥较强的数据交换作用;最后,针对终端层,包括DTU、TTU、FTU在内终端单元是终端层的主要构成,其中,TTU多以GPRS或CDMA通信方式与主站层和分站层进行沟通,DTU和FTU多以光纤环网进行联系。
       
        图110kV配电网络智能化系统结构示意图
结束语
        伴随着我国社会经济的稳固发展以及现代科技水平的显著提高,10kV配网作为配电网络中的重要组成部分,越来越得到整个电力行业的重视和关注。但从目前来看,10kV电力系统在构建过程中仍受到设备、技术、环境等多方面因素影响,因此,就10kV电力系统配电网络进行智能化升级,是当前保障10kV电力系统稳定安全运行的关键所在。
参考文献
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[2]王学良,贾文慧.10kV电力系统配电网络的智能化[J].技术与市场,2018,25(05):181.
[3]魏绍峰,姜学瑞.10kv电力系统配电网络的智能化分析[J].化工管理,2017(35):115.
[4]吴闯.关于电力系统10kV电力系统配电网络的智能化探讨[J].通讯世界,2017(15):230.
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