国网山东省电力公司无棣县供电公司 251900
摘要:近年来,电力行业正处于快速发展、持续变革的重要阶段。为适应不断增加的配电网规模,正在持续开展智能配电网项目。电力调度需要针对现有调度系统存在的灵活性、实用性、标准化、仿真性能等方面的不足展开研究,积极应用功率综合预测、调度网络、分布式电源等先进技术,构建智能化的实时仿真平台,并通过多种手段实现节能调度的目标,应用智能自动化、高精度数字化量测等技术提升智能配电网的调度管理水平。
关键词:智能配电网;设备综合检测;技术
引言
近几年,随着我国整体经济水平的不断提高,每年的用电需求量也在逐年增加,居民在日常生活中对于电力供应的要求越来越高,如何能够满足居民日益增长的用电需求,更好地进行电网工程建设与运维工作,是目前我国电力行业的主要任务。作为电网中的关键部分之一,只有确保配电网时刻处于平稳、安全的工作状态才能从根本上保障我国电网的正常运行。鉴于此,文章通过对传统配电网使用弊端和智能配电网的规划建设目标进行分析研究,从而得出具有针对性的智能配电网规划方法与建设方案,并对关键技术进行进一步探讨,对于促进我国电力行业的发展有一定意义。
1项目的实施方案
项目研究内容:(1)智能配电网设备综合检测技术的研究,可以为智能配电网系统设备的选型、配置、安装、调试、运行、检修提供依据和经验。(2)设备投运前全面的调试和严格的检测。可以缩短现场安装调试时间,提高智能配电网系统运行可用性和稳定性,降低设备返修率。项目实施方案:智能配电网设备检测平台包含实际配电开关柜、电操机构、智能综合检测仪、待检测配电终端及相关辅助设备等。待检测配电终端与开关柜、电操机构、双向负荷开关、通信装置等物理设备按实际需求进行接线,设置地址、通信规约、三遥/二遥信息表、保护定值等,接入设备综合检测实验室的智能配电网网络中。配电终端检测内容包括:(1)通信功能及规约测试;(2)遥测数据精度;(3)遥信变位/SOE功能;(4)遥控功能;(4)其他遥测、遥信对点;(6)故障情况下综合测试;(7)设备电源切换及备用功能(两路交流切换及备用电池性能)。计划配置2~4套常用型号开关柜(已有)、智能综合检测仪(本项目购置)、配电终端(已有),调试工作站(本项目购置)等。
2智能配电网优化调度目标及框架
2.1智能配电网调度系统的优化目标
智能配电网的调度优化方式主要包含分布式电源、多元化用户负荷以及全面态势感知等类型。在预测配电网的发展态势时,可以采用配电网运行分析技术、综合功率预测技术来准确获取配电网运行的轨迹信息。在此基础上,调度系统可以通过快速在线仿真功能,分析计算配电网指标,按照预先设定的控制策略,给出最优调度方式,并对各执行单元发出调度指令,实现配电网智能化控制。还可以根据实际运行经验,不断优化、调整策略库,提升调度系统的自动化、智能化水平。当配电网的智能调整无法满足优化调度时,再由调度员人工干预。
2.2智能配电网总体框架
智能配电网优化调度的关键在于选取科学、合理的指标体系,该体系在态势感知、趋势分析、策略制定等环节占据重要地位。在对配电网进行全面感知分析的基础上,可以结合配电网的实际运行环境,对调度策略进行优化创新。改进后的调度策略需要对配电网的众多因素进行综合分析,并考虑配电网元件间的互补、互动特性,确保调度方案的解耦并行。
3智能配电网规划方法
3.1智能配电网规划应考虑的因素
(1)与智能配电网相适应的负荷预测。在进行配电网规划时,负荷预测工作非常关键,也是进行配电网规划的重要基础。具体来说,其需要对变电站的位置、容量等信息拥有明确的了解,并在此基础上科学预测未来负荷和负荷类型。电力负荷会受到分布式电源和电力负荷的影响,导致预测结果的准确性无法得到保证,所以,在运用智能配电网预测负荷时,需要结合不同地区的用电性质,构建合理的配电网模型。(2)配网自动化与供电区域、网络结构的关系。作为智能配电网建设的基础内容,配电网的自动化水平对于配电网络结构和运行方式也会产生较大影响。如何实现配电网自动化与地区规划相协调,切实确保配网自动化水平与配电网整体设计协调发展是智能配电网规划工作中的主要内容。在实际工作中,配电网自动化水平高低与通信、信息等相关技术的应用程度,以及电网结构、设备质量有着很大关系。由于各个地区的发展水平、网络结构和设备使用情况各不相同,导致每个地区对于配电网的自动化要求不同。(3)分布式电源和储能装置、微电网技术下的配电网优化规划。电网配电网负荷预测之所以会出现变化,主要就是因为接入了大量的储能装置,导致电网配电网负荷预测面临一定的阻碍,不确定性较强,所以如果想要对分布式发电和储能装置进行全面的优化,必须不断加强智能配电网规划建设。在进行智能配电网优化建设时,需要保证电源结构的合理性,并对不同类型的电源进行协调,使其可以进一步提高利用效率。首先,与以往发电方式相比,传统发电方式与可再生能源发电具有一定的差别,可再生能源发电的分布式电源虽然可以输出较大的电流,但是其输出量变化性也比较强,自然条件会直接影响输出量,所以需要针对地区特有的气象条件变化规律进行统计分析,从而建立相应的智能配电网使用模型。其次,由于每个地区所处的发展阶段不同。所以在解决分布式电源的规模、电网扩展规划制定以及选定最优布点等问题时,需要在智能配电网规划的初步阶段,通过对电网设备的容量裕度及增容方式进行探讨,并对所用技术、经济评价方法和体系进行研究,最后分析得出配电网分布式电源、储能装置最终配合容量。
3.2智能配电网规划算法
在智能配电网的规划工作中,常用模型主要分为:基于地区经济性、运行可靠性要求形成的静态规划模型、动态规划模型以及具有严格约束或柔性约束的灵活规划模型等。另外,由于智能配电网的规划工作是一项拥有复杂目标、多约束、非线性、非连续的规划工作。所以,为了保障规划方案的科学性,我们需要寻求一个有效的算法来解决上述复杂组合问题。(1)经典数学优化算法。数学优化算法在理论上可保证规划方案的最优性,目前在我国电力行业中得到广泛应用。其中,最常见计算方法包括:线性规划方法、分支定界法。(2)启发式优化算法。虽然优化配电网规划可以运用数学优化模型进行推算,但是其在实际应用过程中仍然存在一定的弊端,电力系统规模相对比较庞大,并且电力网络包含上千个节点,线路分布在不同的位置,加之受到多种因素的影响,导致在进行规划时会面临较大的挑战,如果仅仅只是依赖于数学优化算法很难准确进行模拟,而如果能够将启发式算法与其相融合。就可以为模拟提供准确的依据,而如果规划运行人员拥有丰富的经验,就可以对实际电网规划模型进行准确的模拟。(3)智能优化算法。智能优化算法的类型相对比较多元,其中遗传算法、蚁群优化算法等都是其重要的组成部分,具有不同的特点和作用。在实际应用中则表现为:典型地区配电网自动化规划方法、含分布式发电、微电网的配电网规划方法、储能装置规划方法、综合规划方法等。由于传统的配电网规划方法无法适应当下智能化、信息化的新型配电网工作需求,所以应针对智能配电网的关键技术和重点问题选用相应的智能优化算法,从而更好地指导智能配电网规划工作。
结语
随着我国经济发展和人民生活水平的持续提高,配电网的规模相应增加。为了提高电网调度运行效率和安全可靠性,电网企业需要构建智能配电网并应用优化调度技术,提高功率综合预测、调度网络及分布式能源优化等技术水平,构建实时仿真分析平台,提高电力调度的节能环保效果,促进智能配电网的持续发展。
参考文献:
[1]杨挺,赵黎媛,王成山.人工智能在电力系统及综合能源系统中的应用综述[J].电力系统自动化,2019,43(1):2-14.
[2]闪鑫,陆晓,翟明玉,等.人工智能应用于电网调控的关键技术分析[J].电力系统自动化,2019,43(1):49-57.