配网自动化应用于智能电网的研究

发表时间:2021/1/28   来源:《当代电力文化》2020年第25期   作者:温应涛
[导读] 目前,各行各业建设迅速,配网自动化是指一种常在智能电网中使用的集科学化
        温应涛
        广东电网有限责任公司惠州仲恺供电局惠环供电所,广东 惠州 516000
        摘要:目前,各行各业建设迅速,配网自动化是指一种常在智能电网中使用的集科学化、自动化与智能化于一体的现代先进系统化装置,这种先进装置主要应用于低频电网领域中,因此在我国的绝大多数多电力企业中,它常常作为建设配网过程中的首选目标之一。
        关键词:配网自动化;智能电网;研究
        引言
        电力系统由发电、变电、送电、配电等4个子系统构成。子系统环环相扣,紧密相连,共同构建一个完整的电力系统。在电力系统中,配电网处于向用户供电这一环节。配网能否为用户实现长时间、安全、稳定供电,能否承受日益增长的用电负荷,关系到电网公司的声誉。当前各地配网均存在着一些问题,已经影响了配网的供电质量与供电可靠性。因此,必须着力加快配网自动化改造、加速推进配网智能化改造。
        1配网自动化的特性
        立足于当前我国智能电网的构建,总结出配网自动化具有以下3个特点:(1)稳定性,稳定性的基础是配网的各项设备可以有效地减少由外界因素产生的各种影响,在当前先进的科学技术的自动化控制下,各设备在运行过程中均受一定程度的技术制约,因此能够实现提高配网系统的运行能力这一目标,从而实现减少外界各种因素产生的影响,以实现稳定性。(2)选择性,基于配网系统的自主判断能力,配网运行时会对电网的基本情况进行初步的判断,如遇到设备故障,可准确定位故障所在地段,启动智能开关。基于这种自主判断故障的能力,配网系统可以在检测到故障时迅速做出反应,切断故障路段的供电并恢复非故障路段的供电,保证其检测的有效性和高效性。(3)自动性,基于现代先进的自动控制技术,自动化技术的实现在智能配网中运用的越来越多,如配电网调度自动化系统;馈线自动化(FA);配电工作管理系统等,都是自动控制的典型代表。所以,自动化控制的实现,达到了降低配网风险,有效提升配网运行能力的目的。
        2当前各地配网存在的主要问题
        在发达国家,电力事业由各个私营公司经营,因此国外各大电力企业都以用户为中心,在电力投资上着重向电网倾斜,电网投资着重向配电网倾斜。我国电力事业建设却长期存在“重发电、轻配电”的情况,在电网建设中长期存在着“重主干网、轻配电网”的情况,每年新增发电机装机容量超过10000万kW(2019年全国新增发电机装机容量达10500万kW),每年发电完成投资超过数千亿元(2019年全国火电完成投资超过600亿元,核电完成投资超过280亿元,风电完成投资超过1200亿元),每年电网投资规模也超过数千亿元(2019年全国电网投资达5000亿元);但每年配网投资规模却长期处于较低水平。据专家估计,2011年,全国配网投资额约为1000亿元,2014年全国配网投资额约为1500亿元。目前,各地配网存在的突出问题主要有:(1)配网设备陈旧老化,部分配网设备使用时间已达数十年,供电可靠性差。(2)配网供电半径过大、线路结构复杂、线路无序连接、接线不规范,发生故障后难以及时进行处理。(3)配电方式陈旧,无法根据用电负载的动态变化实现灵活配电,致使用电低谷期出现大量电能浪费,用电高峰期出现严重电能短缺。(4)随着社会经济的发展,各地用电量呈现不断增长的势头,各地配网的负荷每年都在以较快速度增长,对配网运行的安全性构成了挑战。每年各地均会发生许多起跳闸、停电事故,负面反馈较多,也令电网公司饱受舆论指责。(5)配电自动化应用范围较小。据调查,自动化开闭站在全部开闭站中的占比不足18%,自动化环网柜在全部环网柜中的占比不足9%,自动化配电站在全部配电站中的占比不足4%,与发达国家配网相比存在较大差距。


        3配网自动化在智能电网中的应用
        3.1环网柜的优化控制
        环网柜主要用于环网供电,是配网中的重要元件。当前在我国的配电网中,环网柜大量应用于居民小区的供电,满足居民用电的需求。对环网柜进行优化控制和布局,既能够保证供电的可靠性,还可以有效提高运行效率。然而,环网柜在运行中也存在故障的可能,且故障往往造成大范围的停电,而故障发生的很大一部分原因是负荷电流与柜内负荷开关不匹配。配电自动化技术可使环网柜内应用智能开关,利用智能开关的高灵敏度、可自动设置的功能,使环网柜按照当前的负荷进行调控,在保证环网柜自身安全运行的前提下,为居民的可靠用电提供有利保障。
        3.2配网信息的集成处理
        随着城市的发展,城市配网的运行规模在逐渐扩大,产生的各类信息也随之增长。为了应对这一情况,采用自动化技术对配网信息进行集成处理是必要手段。信息的集成处理可分为2个方面:①对所有监测单元的数据进行自动采集、统计与展示,为运维人员全景化地掌握当前电网运行情况提供帮助。②实现配电网动态感知及预警机制,利用机器学习等技术,对设备的当前状态进行分析评估,并预测设备未来的运行状态,辅助配网运维人员的调控决策。另外,通过数据的深度挖掘,可发现设备的运行信息关键点,在对关键信息的直接相关性进行分析后,可提前预警可能出现的缺陷及故障。
        3.3智能化用电管理
        基于配网自动化系统的数据采集系统与通信系统,可以在集控中心建立用电管理系统,实现以下功能:①监控用户侧电压水平,以此为根据科学分布与布置无功补偿设备,降低网络损耗,提高用户用电质量与配网运行效率。②全面分析客户用电数据,掌握客户用电的时序性,了解客户用电的具体情况,及时发现窃电与偷电等异常。③根据客户的用电规律,智能安排网络运行方式与潮流分布,实现配电网的智能化管理。通过以上功能的实现,配网运维部门能在有效的数据和智能化系统支撑下,更好地做好客户的用电管理工作,提升自身的服务质量。
        3.4配网智能化的主要功能
        (1)配网智能化必须具有自愈功能,智能配网须对配网的运行实施实时、在线、连续的安全评估与分析,实时监测配网各线路、各环节电气设备的温度、绝缘水平、安全裕度,并对潮流分布进行自动优化,从而减少线损,提高配网的运行效率。配网智能化还要具备故障预警、故障自动处理功能,要及时发现电气设备、线路中出现的异常信号,自动作出故障预警,在故障发生时自动隔离故障、诊断故障、排除故障,从而确保整个配网的连续供电。(2)配网智能化必须具有互动功能。智能配网必须与所有用户进行实时、双向信息交流,随时掌握用户的用电需求,并根据用电的用电需求调整网络结构。(3)配网智能化必须具有负荷自动调节功能。智能配网必须不断分析配网的日最大负荷、日最小负荷、日负荷率、日最小负荷率、年平均日负荷率、年平均日最小负荷率、月负荷率、年平均月负荷率、季负荷率、日峰谷差、日峰谷差率、年最大峰谷差,并进行电量预测、短期负荷预测、长期负荷预测,根据预测进行配网负荷进行自动调节,削峰填谷。
        结语
        在我国经济和科技高速发展的时代背景下,配电自动化已经成为智能电网建设的重要组成部分。同时,各种自动化技术、传感技术在得到健全发展后,配电自动化的应用会越来越广泛,我们也要以积极的态度应用其各项优势,着重于发展其安全性、便利性为用户提供更安全更高效的供电。电力配网自动化能够有效地适应电力行业在未来社会的发展,也能提高供电的安全性和可靠性,因此,电力企业应重视和提高电力配网自动化技术,促进企业的健康可持续发展。
        参考文献
        [1]詹丽萍.探讨配网自动化系统在智能电网中的应用[J].大科技,2017(10):115-116.
        [2]王建宇.智能电网中配网自动化的应用探讨[J].科技风,2017(8):173.
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