基于电网调控运行数据的分布式自主分析关键技术与应用

发表时间:2020/9/27   来源:《中国电业》2020年15期   作者:冯超辰1 余作旺2
[导读] 近年来,智能电网技术正在成熟

           冯超辰1   余作旺2
           1.国网江西省电力有限公司湖口县供电分公司  332500
           2.国网江西省电力有限公司彭泽县供电分公司  332700
            
           摘要:近年来,智能电网技术正在成熟。智能电力系统不仅比传统电网系统提供更高的安全性和可靠性,还提高了电力系统的能效。我国面积广,当前跨区域性的电网连接越来越普遍,特高压电网应用和研究不断的取得新的高度,电网迅速发展,其运行调度的复杂性不断增加,对网格技术研究和设备的复杂性提出了更高的要求。本文主要研究了智能电网在调度与运行中面临的关键性技术,以保证电网系统的安全性与能源分配更加合理。
           关键词:智能电网;电网调度技术;电网调度系统
引言
           自动化的电力调度方式可以有效地在安全性和稳定性方面提升电网的整体性能,大大的降低了在进行电力操作时的险性。因此在智能电网的发展历程之中对于自动化的电力调度进行研究和改进是我国电力行业智能化发展的必经之路。
1、智能电网的发展
           智能电网一直以来都没有具体的定义,在美国电力科学研究所的发展之中对于智能电网的定义是:一种对于实际操作的优化管理,在输电、发电、配电的过程之中使用有传感功能的设备对其信息进行采集和处理,在经过智能系统的分析实现电力调度的最优方案。智能电网的发展过程之中不断的改良自身提升智能电网的优点和特性。在智能电网的发展过程之中融入了互动性、兼容性、自治性等多个方面的特性,通过不断的进步和发展形成了当今安全性能高、智能化程度高、传输方案优良的特点。因此智能电网在我国也得到了广泛的应用,同时通过不断的结合我国的电力发展状况进行了自动化的改进和优化。
2、智能电网调度在运行中的关键技术
           2.1短路电流控制技术
           短路电流的防控工作是电力系统运行调度工作中需要重点关注的问题。传统做法主要是从电网组成、运行形式和电力装置性能等方面着手考虑,但是在实际解决过程中不可避免会对电网的运行性质造成不同程度的影响,甚至会造成系统投入的增加。例如,电网组成的调整可能需要对电网系统进行大动作的调整,会增加成本;改变电网的运行方式,以分母为主,则会显著增加电站出现的回路数量,使整个出线系统和线路的布局更加复杂,增加了电站成本;而高阻抗装置的选用使得网损增加,极大影响了电网稳定性。因此,智能电网调度系统中采用事故电流限制装置(FCL)来实现对上述问题的解决。FCL在正常状态下表现为低阻抗或者零阻抗的特性,但当有意外事故发生时,FCL的阻抗就会显著增加,这样能够尽量降低对电网系统稳定运行的影响。
           2.2电网动态、实时监测技术
           目前,由于科学技术的不断改进和更新,为电网运行提供了动态监控的条件。通过动态监测技术能够在相同时间轴下得到电网体系的动态与稳态的实时信息,从而为网格监视和操作提供条件。

该系统使用功率角度直接监控发电机,这是PMU技术的主要功能;每40ms间隔向主调度站发送一次电网系统的动态化数据;通过GPS对所有数据进行时间标记,同时对网格数据进行实时监控、标记、系统干扰分析和系统低频振荡警告,从而提高网格安全性。该系统在40毫秒内完成同步高速监控和数据显示,提供了准确定位网格扰动因素的条件。SCADA/EMS系统无法弥补网格系统中的动态数据缺陷,因此网格系统的可靠分析、调度、警报、错误分析、可靠性决策和标识参数等功能非常有帮助,网格系统的高效操作和监视功能不仅发挥了重要作用,还提供了有效处理许多复杂问题的条件。
           2.3电网系统运行形式的在线分析技术
           电网系统调度过程中,科学合理的系统运行形式有助于整个电网系统安全稳定可靠的运行。而对于系统运行形式的安排主要是根据整个系统负荷进行估测,同时针对电网的输变电装置的发电与检修制定相应的方案和计划,以维持电网系统的正常运行。通常情况下,对于电力运行安全情况的考虑原则主要是n-1准则。该原则下,当电力系统受到外界单一扰动后,如果系统中的开关、重合闸和保护装置的动作路径准确无误,则不会对系统采取相应的稳定控制措施,如果系统中其他元器件处于正常的负荷范围内,也不会发生相应的跳闸连锁反应。n-1准则是电力系统中安全稳定运行需要严格遵守的重要准则,也是制定电网系统正常运行形式与检修形式等工作规定的重要依据。电网系统中也会发生n-2、n-3、n-4、n-5等一系列的装置检修状况安全问题,这些需要面临的计算量相当烦琐,而利用WAMS体系、SCADA/EMS体系等可以对电网运行形式实现在线计算等工作,一方面显著降低电网运行调度工作者的工作量,另一方面也显著提升了电网系统运行工作形式的分析效率,提升电网系统调度工作质量。
           2.4动态化预警监测及决策辅助系统
           在电网的动态监控条件下完成联机分析后,您可以为执行调度任务提供系统操作的实时信息,同时提供执行调度决策的数据支持,从而有效地监控执行调度计划的电源,并允许调度员控制网格系统操作级别,从而为电网生成动态预警监控和决策支持系统。中国电力系统动态预警监测和决策支持系统的基本作用是对电网进行动态实时监测、状态评估、静态可靠性监测、静态电压稳定性在线监测、热稳定性在线监测、瞬态功率角稳定性在线监测、瞬态电压稳定性在线监测、频率稳定性在线监测、低频振荡在线监测、热稳定性控制在线决策支持、静态电压稳定性控制在线决策 控防静态电压平稳性在线决策辅助;控制频率稳定性在线决策支持;控制低频振荡在线决策支持;紧急预防和控制暂态功率角稳定性在线决策支持;紧急预防和控制暂态电压稳定性在线控制决策支持;低频振荡紧急预防和控制在线决策支持。
           2.5电网元件设备参数的在线辨别技术
           电网系统中对于数据信息的分析计算在一定程度上与电网元件设备参数的精确性有关系,如发电机、输电线、调速器和原动机等都是相对比较重要的元件设备。在实际运行过程中,温度、环境等因素都会造成电网元件参数的改变,而运行参数和模型的准确性直接反馈出电网运行状况。这就需要利用PMU体系来实现对相关数据的收集,并对发电机、励磁体系和输电线路等元件设备的运行参数进行在线辨别和监测。
结束语
           自动化的电力调度方式对于智能电网的发展起着非常关键的作用,是作为智能电网的核心点存在的。自动化的电力调度方式可以有效地在安全性和稳定性方面提升电网的整体性能,大大的降低了在进行电力操作时的危险性。
参考文献
[1]王琴,钟清瑶,姜丰.基于智能电网环境下的电网运行调度管理措施探讨[J].科技风,2017(07):212.
[2]谢辉.智能电网调度运行中的关键技术探讨[J].中国高新技术企业,2017(05):184-185.
[3]张熙.智能电网中电网调度技术的应用[J].山东工业技术,2017(05):146.
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