发布时间:2022-08-05 18:17:25
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中图分类号:U665.12文献标识码:A文章编号:
1 前言
智能电网是一个完整的信息架构和基础设施体系, 实现对电力客户、 电力资产、 电力运营的持续监视。与传统的电网相比, 智能电网进一步扩展对电网的监视范围和监视详细程度, 整合各种管理信息和实时信息, 为电网运行和管理人员提供更全面、 完整和细致的电网状态视图,并加强对电力业务的分析和优化, 改变过去那种基于有限的、 时间滞后的信息进行电网管理的传统方式, 帮助电网企业实现更精细化和智能化的运行和管理。
2智能电网与传统电网的差异
2.1智能电网:
即为将信息技术、通讯技术、计算机技术和原有的输、配电基础设施高度集成而形成的新型电网,它具有提高能源效率、减少对环境的影响、提高供电的安全性和可靠性、减少输电网的电能损耗等多个优点。智能主要体现在:可观测--量测、传感技术;可控制--对观测状态进行控制;嵌入式自主的处理技术;实时分析--数据到信息的提升;自适应;自愈等。
2.2传统电网:
是一个刚性系统,电源的接入与退出、电能量的传输等都缺乏弹性,致使电网没有动态柔性及可组性;垂直的多级控制机制反应迟缓,无法构建实时、可配置、可重组的系统;系统自愈、自恢复能力完全依赖于实体冗余;对客户的服务简单、信息单向;系统内部存在多个信息孤岛,缺乏信息共享。
目前虽然局部的自动化程度在不断提高,但由于信息的不完善和共享能力的薄弱,使得系统中多个自动化系统是割裂的、局部的、孤立的,不能构成一个实时的有机统一整体,所以整个电网的智能化程度较低。随着经济的发展,当前电网与社会需求所产生的矛盾问题越来越突出,如何节能、降耗以及高效地使用电力资源是当前亟需考虑的问题。
智能电网优点:
与传统电网相比,人们设想中的智能电网将进一步拓展对电网全景信息(指完整的、正确的、具有精确时间断面的、标准化的电力流信息和业务流信息等)的获取能力,以坚强、可靠、通畅的实体电网架构和信息交互平台为基础,以服务生产全过程为需求,整合系统各种实时生产和运营信息,通过加强对电网业务流实时动态的分析、诊断和优化,为电网运行和管理人员提供更为全面、完整和精细的电网运营状态图,并给出相应的辅助决策支持,以及控制实施方案和应对预案,最大程度地实现更为精细、准确、及时、绩优的电网运行和管理。
与传统电网相比,智能电网将进一步优化各级电网控制,构建结构扁平化、功能模块化、系统组态化的柔性体系架构,通过集中与分散相结合,灵活变换网络结构、智能重组系统架构、最佳配置系统效能、优化电网服务质量,实现与传统电网截然不同的电网构成理念和体系。
3 智能电网的主要技术组成与功能
按产业链划分,智能电网主要由4大模块组成:高级量测体系;高级配电运行;高级输电运行;高级资产管理。
各部分的技术组成见图2.1,用不同的灰度来区分,其中每一部分都有许多新技术需要研究与开发。
图2.1智能电网的技术组成与功能
3.1 高级量测体系(AMI):AMI主要功能是授权给用户,使系统同负荷建立起联系,使用户能够支持电网的运行。AMI是许多技术和应用集成的解决方案,其技术组成和功能主要包括:
1)智能电表::可以定时或即时取得用户带有时标的分时段的(如15 min,1h等)或实时(或准实时)的多种计量值,如用电量、用电功率、电压、电流和其他信息;事实上已成为电网的传感器。
2)通信网络:采取固定的双向通信网络,能把表计信息(包括故障报警和装置干扰报警)接近于实时地从电表传到数据中心,是全部高级应用的基础。
3)计量数据管理系统(MDMS):这是一个带有分析工具的数据库,通过与AMI自动数据收集系统的配合使用,处理和储存电表的计量值。
4)用户室内网(HAN):通过网关或用户入口把智能电表和用户户内可控的电器或装置(如可编程的温控器)连接起来,使得用户能根据电力公司的需要,积极参与需求响应或电力市场。
5)远程接通或断开。
3.2高级配电运行(ADO):如图2.1所示,ADO的技术组成和功能主要包括:高级配电自动化;高级保护与控制; 配电快速仿真与模拟; 新型电力电子装置; DER运行;AC/DC微网运行;运行管理系统(带有高级传感器)。
高级配电自动化是为了实现系统实现自愈,电网应具有灵活的可重构的配电网络拓扑和实时监视、分析系统目前状态的能力。
高级保护与控制后者既包括识别故障早期征兆的预测能力,也包括对已经发生的扰动做出响应的能力。而在系统中安放大量的监视传感器并把它们连接到一个安全的通信网上去,是做出快速预测和响应的关键。
快速仿真与模拟(fast simulation and modeling,FSM)是ADO的核心软件,其中包括风险评估、自愈控制与优化等高级软件系统,为智能电网提供数学支持和预测能力,以期达到改善电网的稳定性、安全性、可靠性和运行效率的目的。
配电快速仿真与模拟(DFSM)需要支持4个主要的自愈功能:网络重构;电压与无功控制;故障定位、隔离和恢复供电;当系统拓扑结构发生变化时继保再整定。
3.3高级输电运行(ATO):
ATO强调阻塞管理和降低大规模停运的风险,ATO同AMI,ADO和AAM的密切配合实现输电系统的(运行和资产管理)优化。
输电网是电网的骨干,ATO在智能电网中的重要性勿容质疑,其技术组成和功能如下:变电站自动化;输电的地理信息系统;广域量测系统;高速信息处理;
高级保护与控制;模拟、仿真和可视化工具;
高级的输电网络元件,如电力电子(灵活交流输电,固态开关等)、先进
的导体和超导装置; 先进的区域电网运行,如提高系统安全性适应市场化和改善电力规划和设计的规范与标准(特别注意电网模型的改进,如集中式的发电模型以及受配电网络和有源电力用户影响的负荷模型)。
3.4高级资产管理(AAM)
AMI、ADO和ATO同AAM的集成将大大改进电网的运行和效率。实现AAM需要在系统中装设大量可以提供系统参数和设备(资产)“健康”状况的高级传感器并把所收集到的实时信息进行如下过程集成:优化资产使用的运行;输、配电网规划;基于条件(如可靠性水平)的维修;工程设计与建造;顾客服务;工作与资源管理; 模拟与仿真。
4 智能电网的建设
电网作为极为复杂的人工系统,涉及到社会、经济、技术、管理的诸多层
面。 基于电网发展和技术发展的客观规律, 智能电网的建设,既要考虑国家发展战略、国家能源政策及产业布局、国家宏观经济发展预期、社会经济的刚性需求、电网架构的成熟度、特殊运营条件下的供电应对及电力储备等,还要考虑综合经济效益、电网安全可靠、环境保护、可持续发展、附加增值服务及溢出价值回报等。因此智能电网建设需要关注以下几个研究方向
4.1坚强实体电网
实体电网作为智能电网的物理载体,是实现智能电网的基础。一个坚强的特高压电网是未来智能电网的基础。
4.2智能电网装备
信息是智能电网的基础支撑,信息的获取需要大量的智能装备来支持。智能电网的装备不仅涵盖传统二次系统的测控、保护、安全稳定控制等装置,还将包括传统一次系统的智能电器、静止补偿装置、固态开关、优质低价和高容量的储能装置等。同时结合电网自身优势,开展基于综合能源及通信系统体系结构(IECSA)的研究,构建安全、可靠、稳定、适用、快速的智能电网信息交互平台。
4.3电源电网协调
随着社会经济的快速发展,在国家骨干电网的支撑下,未来智能电网既要适
应大型电源基地的接入,还要适应各类分布式电源与保安电源的接入;除了考虑分层分区的电源接入,还要考虑分散式接入。
未来智能电网在规范电源接入技术要求和功能后,将具备稳定、无缝、无扰、自动地接入电源的能力,以及迅速、有序、低扰、安全地解列电源的能力。同时,智能电网的建设应考虑电力网与其他能源网(如天然气网络、能源资源输送网络等)相结合,系统配套,构成坚固、互补、灵活的国家能源战略互补体系
4.4双向互动供电
从用户端来说,个性化、需求化、灵活的电能需求将可以得到实现;自有、
富余、投资性电能可以用于电网补充、调配和应急。
从电网侧而言,可以实时掌握电能需求、即时掌控负荷分配、预估系统安全稳定、有效调配电能资源、合理引导用户节电、快速应对突发风险、切实提高投资效益。
【关键词】山区;智能配电网;建设
引言
在智能电网的建设背景下,从提升山区用电管理水平和加强供电可靠性2个方面,提出加强山区智能配电网建设的重要性,介绍了智能配电网的相关概念和山区电网的特殊性,分析了智能配电网的系统架构,并从自动计量管理、电网资产的远程监视与控制、地理信息系统GIS、开展智能配电网网络分析4个方面,深入探讨了如何建设山区智能配电网。
1 建设山区智能配电网的重要性
1.1 提升山区用电管理水平
配电网属于电网的末端环节,直接接入用户端,是我国电网的薄弱环节,长期以来一直存在技术更新换代缓慢、电力设备老化严重、电网升级困难等问题。山区地处偏僻,经济相对落后,配电网建设水平不高,自动化设备水平较低。通过智能配电网的建设,有利于提高供电可靠性,改变山区用电管理情况,提升山区用电管理水平,确保配网安全、稳定、可靠、经济运行。
1.2 提升山区供电可靠性
智能配电网以坚强、自愈为主要特征,加快山区智能配电网的建设能够提升山区供电可靠性,降低停电时间,减少因停电带来的损失。目前,山区配电网网架结构相对薄弱,以单电源供电为主,一旦系统失电,电网将失去电源,造成不可避免的停电。而智能配电网下,可形成环型和辐射型网络,同时电网具有自愈功能,具备条件的地区还可能进行新能源接入,能大大提高供电可靠性。
2 智能配电网简介
智能配电网是智能电网建设的重要组成部分,围绕配电网相关资产,将智能电网中先进的自动化、智能化、自愈化技术应用于电网的设计、建设、运行、维护等环节,可实现对电网的智能控制,以延长电网中的电力设备寿命、降低配电网络升级改造成本、提升配电网络供电可靠性。具体到山区智能配电网,可通过对光纤网络的架设,实现电网的高速通信,针对不同地区的县城、农村、山区典型地带,构建智能供电模式,建设智能配电网配的辅助规划、决策、支持系统,资源情况具备的地区,还可以发展接入配电网的风、光、储一体化微网系统,在多电源互补的情况下,优化智能电网供电模式,优化山区供电的电网架构、电网电力装备的选择和使用、智能配电设备的布置。图1
图1 山区智能配电网架构
为山区智能配电网架构。由图可知,智能配电网融合智能采集、自动计量、智能分析决策等先进技术于一体,多种技术相互融合互补,构建一个有机整体,发挥协同优势。首先,借助先进的通信技术,通过光化学互感器和智能仪表,实时监测与采集配电网络的数据,供电网进行智能决策分析。然后,采集到的实时数据进入存储数据仓库,采集到的数据与历史数据和基础数据一起为配电网的网络设计优化、设备寿命分析、网络运行分析提供依据,实现配电网络的停电实时重构。此外,MIS(ERP)系统也能够从数据存储仓库中调取相关信息,供给配电网管理和ERP系统使用,为电网战略决策提供支撑,解决电网的信息不对称情况;网络优化系统与SCADA系统之间还有信息交互,交换电网的控制信息,整个系统架构在IP网和GPS平台基础上。
3 山区智能配电网建设和配置研究
3.1 自动计量管理
智能仪表采集用电信息,实行自动计量管理,能够极大地提升计量效率,降低电网窃电。自动计量的实现核心在于智能仪表的安装,智能电网的发展带动了智能电表技术的发展,通过智能电网能够实时采集不同时段的电能消费数据,并据此采取分时电价,有助于电能的削峰填谷,帮助消费者理性消费电能。此外,智能仪表的自动计量有助于帮助电网企业定位具体的窃电位置,打击电网窃电现象,提升山区配电网的管理水平。
3.2 电网资产的远程监视与控制
山区配电网网架结构相对薄弱,受地形和交通因素的影响,电网资产的管理相对不便,给电网运行和维护人员带来极大的工作量,尤其是在雨雪等恶劣天气下,电网的设备监控和故障检修难度较大。通过智能配电网进行资产的远程监视与控制,借助IEC61850规约和高速光纤通信,采用分组网络的方式实现远程监视与控制,现场安装的传感器能够及时对电网的异常信息进行提示和报警,提醒运行人员尽快处理。在智能配电网中,新型的状态传感器代替了传统的故障指示器,能够更加快捷真实地反映电网的故障状态,一旦山区配电网出现故障,能够迅速地进行故障定位,借助智能配电网通信网络,进行有效的数据预测和事故追忆,尽快定位故障的具置,使控制中心准确地向故障所处位置派遣工程师,并迅速安排检修和故障排查,进行快速的故障修复。
3.3 地理信息系统GIS
智能配电网架构在地理信息系统GIS和基于IP的SCA-DA系统基础上。GIS系统在山区智能配电网的建设中具有广阔的发展前景,智能配电网SCADA系统需要通过GIS系统来显示实时信息,电网实时调度系统也需要使用GIS系统的图像和数据。此外,在智能配电网的故障检修中,GIS能够进行故障的快速定位和管理,并派出故障检修人员进行快速检修,从而降低故障的排除时间,并能够用于事故预想、模拟停电、空间负荷预测、空间数据挖掘中。
3.4 开展智能配电网网络分析
山区智能配电网的网络分析集中体现在以下3个方面:
(1)设备寿命分析:针对山区配电网电气设备的老化问题,通过设备寿命分析,结合相似的寿命分析库,与同类设备的特征进行对比,进行最后的状态评估,及时发现配电网元件的绝缘损坏、击穿、老化等情况。
(2)配电网络设计优化:随着山区经济的发展,配电网的规模将进一步扩大,通过智能网络设计优化技术,结合电网的网络架构和负荷增长需求,建立准确的负荷预测模型,寻找更加适合电网情况的网络设计方案,为电网企业进行电网建设规划和决策提供依据。
(3)配电网络运行分析:实时监视配电网络的运行潮流,根据负荷工况的变化来决定配电网络的运行方式,实现灵活的负荷方式调整,达到电网运行的最优潮流。
4 结语
山区农村用电约占我国配电网用电的1/3,研究山区智能配电网的建设技术,建设以智能化、自动化为特征的配电网,对推动山区建设有重要意义,是新形势下电网建设工作的新方向,在智能电网的发展过程中具有广阔的发展空间。
关键词:智能电网;建设;规划;评价
中图分类号: F407 文献标识码: A
智能电网系统是将供电端到用电端的所有设备通过感测器连接,形成绵密完整的输电网络,并对其中的信息加以整合分析,以达到电力资源的最佳配置,借此降低成本、提高用电效率。从智能电网的构成来看,依据电网特性分为发电与调度、输电、配电、用户等四种类型的供需关系,配合产业推动及环境建构,形成六个构成内容以及智能电网总体规划的架构。
一、推动智能电网建设的系统规划措施
1.智能发电与调度
(1)提高再生能源并网占比:整合全系统通讯协定完善系统互通性,通过需量反应调度机制,维持电网的稳定调度能力;研究大型储能系统、导入抽蓄电厂变速运转控制,增加再生能源调度空间。
(2)提升发电厂运转效率与可靠度:进行快速系统复电规划,并强化先进设备资产管理,以提高设备利用率及增加系统运转可靠度。
2.智能输电
(1)提高输电效率:更新耐热导线,增加输电容量及降低输电损失,推动变电所智能化,提高整体输电容量及供电效率。
(2)增进输电安全:推动先进输电故障测距系统、马达及保护设备更新,密切监控线路的动态热容量,以减少系统故障及缩小停电区域,增进输电安全。
3.智能配电
(1)提升配电安全与效能:推动配电自动化建设,以便于偏远的抢修不易地区、工业区及都会区等主要地区的数据采集与监控(SCADA)。提高馈线自动化普及率,当线路故障发生时,调度人员可依配电网络信息系统,快速定位故障区间,以加速完成复电。
(2)强化分散式能源整合:将未来配电网络信息与电表资料管理系统信息整合,以增加再生能源导入,并可通过储能系统的发展与应用,促进再生能源充分融入配电系统中。
4.智能用户
(1)用户/终端信息建设:推动高低压用户智能型电表基础建设、建立用户端需量反应机制、推广家庭能源管理系统(HEMS)及其他能源系统管理服务,协助用户端落实节能减碳政策,并有效/即时管理未来智能电网的供需平衡问题;同时研议其他创新可行做法进行构建,以降低构建成本。
(2)制定用户服务规划:分阶段完成智能用户系统构建后,推动相关衍生如智能充电站技术(包括G2V,V2G等技术)、需量反应推动、分散式能源及储能在家庭中的应用。
5.智能电网产业
(1)发展关键系统与设备产业:配合整体智能电网推动规划(含发、输、配电及用户等)将智能电表系统、电动车智能充电系统、先进配电自动化系统、广域监测系统、智能家电系统、微电网系统及储能系统等7项列入推动范畴,并协助厂商参与国外示范计划。
(2)创造服务性智能电网产业:在智能电网基础构建完成后,比照国外先进国家,推动电价回归市场机制,带动电能管理系统服务产业发展。
6.智能电网环境建设
(1)发展高再生能源占比及快速平衡电网供需的关键技术,如研究再生能源间歇出力预测、快速升载、先进电力电子设备与微电网、先进配电自动化、AMI资通讯技术、储能系统。
(2)发展基于ICT技术的智能电网技术,如:智能储能系统及需量反应服务(含卸载控制及负载预测、卸载流程与控制策略等);能源信息分析及安全管理(含即时性能源信息分析与异常行为侦测、资料加解密、通讯安全等);能源信息通讯网络技术(IEC61850相关标准的通讯应用)。
(3)构建智能电网设备标准及检测平台,就目前智能电网相关国家标准,包含自动读表系统、氢能与燃料电池、风力发电、太阳光电、电动车辆、智能家庭及信息安全等方面,评估筛选及构建检测验证平台。
(4)持续进行自动读表通信界面相关标准研究与草案研拟、先进电度表计量检测技术研究等,包括自动读表系统、氢能与燃料电池、风力发电、太阳光电、电动车辆、信息安全等皆有标准草案在进行,以补强智能电网相关标准及构建检测能量。
7.智能电网环境建设
(1)审视现行电业相关规范,改革现行需量反应制度,包括传统控制型(直接负载控制及可停电力等)需量反应制度、评估市场型(需求竞标、紧急型等)需量反应制度。
(2)审视现行电价制度,包括合理反映供电成本确保电业正常发展、评估多样化电价制度(时间电价、紧急高峰电价、即时电价及高峰时间电价回馈等),进而推动具节电诱因之电价制度,以提高用户节能意愿。
(3)推动用户节能管理制度,研究及建构吸引业界参与的商业模式。如发展与推广住宅能源管理系统、商业能源管理系统及工业能源管理系统,以提高节能减碳效益。
(4)人才培育,如结合大专院校设置智能电网研究中心培育技术及相关人才,并配合智能电网的构建,结合地方政府推动一般民众相关知识的教育宣传。
二、推进智能电网建设的规划安全架构
1.防火墙的配置
为保护智能电网免遭外部攻击,最有效的措施就是分别在智能电网系统中设置防火墙,通过设置有效的安全策略,做到对智能电网系统的访问控制。不改变原来网络拓扑结构,且保证通讯速度不受较大影响,可以配置使用基于状态检测包过滤技术上的流过滤技术的防火墙――硬件防火墙系统。
2.资料加密系统
各端点可能有大量的资料,除了要在资料传输上保证通道的安全外,也应对信息内容本身加密。在智能电网系统中,威胁最大的其实还是来自于内部,因为威胁来源位于系统内部,窃取或其他恶意行为要容易很多,进而系统受到入侵的可能性将更大。因此,直接对信息内容加密是最有效的办法,可采用高强度的加密技术对资料内容进行加密,进一步保证信息保密性等安全性要求。然而需要注意的是,在电力行业的计算机系统中,有很多资料必须要有实时性,传输时间必须低于规范要求,若是采用公开密钥加密系统,虽然防御强度非常高,但复杂度也较高,运算处理的时间相对较长,可能无法符合规范要求。因此要有所取舍,才能够达到网络安全的要求。
3.防止地址转换协议系统
基本预防或是阻挡地址转换协议攻击的构思有一个简单又有效的方法去预防地址转换协议攻击,就是将地址转换协议的缓存区状态设成静态。该方法的缺点为:不能在动态环境
中工作;当网络管理者在部署整个网络时,这对网络管理者来说将变得很难处理。为此,可以采用思科高端交换器技术,将IEC61850网络拓扑加入具有文献技术的高端交换器中。这样虽然成本较高,但能减轻管理人员的负担,而对于外置入侵侦测系统也能有很好的保护。
4.入侵侦测系统
智能电网系统的可用性要求非常重要,但阻断攻击与分散式攻击难以预防,因此需要建立一套完善的入侵侦测系统,力求在最短的时间内发现异常流量行为,并即刻做出防护措施。另外,入侵侦测系统除了可以达到侦测分散式与阻断式攻击之外,也能侦测蠕虫病毒、系统漏洞、应用程序漏洞等,还可以支持位置转换协议等各项弱点与攻击的预防。
5.信息传输加密产品的配置
为了保护数据信息从发起端到接收端传输过程的安全性,在每一级网络配备的防火墙系统与边界路由器之间配备网络层加密机。由于网络层加密设备可以实现网关到网关的加密与解密,因此,在每个有重要传输数据的网点只需配备一台网络层加密机。利用加密技术以及安全认证机制,保护信息在网络上传输的机密性、真实性、完整性及可靠性。具体应包括如下内容:高加密强度的安全隧道,认证通信双方的身份,实现基于应用的访问控制;有详细的日志和审计记录,对所处理的每一次通信或服务都可以进行详细记录;提供穿越防火墙的VPN应用模式,可以直连的方式把通过认证的数据直接传送到主机的应用程序;可以与第三方认证产品集成,提供更强的身份认证和访问控制功能。
三、智能电网建设成效的评价体系
1.智能变电站试点项目专项评价指标体系智能变电站试点工程技术性评价指标以《智能变电站技术导则》为基础,主要技术指标涵盖互动性、全面性、先进性等方面。互动性指标包括信息标准化、配置标准化、功能互动等指标;全面性指标包含辅助设备与优化措施等指标;先进性指标包含智能设备、过程层同步对时、易操作性、易维护性等评价指标。
2.配电自动化试点项目专项评价指标体系
配电自动化试点工程评价技术性指标主要依据《配电网技术导则》《配电自动化技术导则》等标准提出,包含安全性、互动性、优质性、先进性等指标。其中,安全性指标主要包括配电网网架结构的安全可靠性、配电自动化系统设备的安全可靠性等;互动性指标主要考虑信息互联的标准性,反映配电自动化系统与其他系统的信息交互能力,包括与上一级调度自动化系统交互能力、与生产管理系统交互能力、与电网GIS平台交互能力、与营销管理信息系统交互能力、与95598系统交互能力;优质性指标主要反映用户供电质量;先进性指标主要包括配电自动化设备的覆盖率、配电网高级应用等。
3.用电信息采集系统试点项目专项评价指标体系
用电信息采集系统试点工程技术性评价指标主要根据《电力用户用电信息采集系统功能规范》《电力用户用电信息采集系统管理规范》等标准提出,具体包括可靠性、安全性和先进性等指标。其中,可靠性指标包含主站系统可靠性、终端可靠性以及通信信道可靠性等;安全性指标主要是指系统设计是否遵循《电力系统二次安全防护总体方案》《电力系统二次安全防护规定》等要求,通过信息内外网、公网通信、主站侧、终端侧、智能电表五个层次体现;先进性指标主要包括信息传输响应时间、数据库查询响应时间和信息交互等指标。
参考文献:
电力工程技术更好地应用在国家智能电力网络系统的建设过程之中,能够更好地促进我国智能电网建设工程的长久有序发展,最大限度地保证和实现我国电力能源输送产业的经济效益,因此进一步加强对其的研究非常有必要。因此在实际应用中需要根据实际情况采取有效措施加强智能电网建设,从而能够更好的保障人们的生活质量,进一步促进电力行业的建设发展。基于此本文分析了电力工程技术在智能电网建设中的运用。
关键词:
电力工程技术;智能电网;运用
1、智能电网简要概述
对于智能电网最早是美国提出的,而目前也已经被广泛的应用。对于智能电网的组成主要是由多个配电网所构成的电力体系,其具有一定的优势,能够很好的适应电力市场的建设发展,同时也能够更好的保障电力系统的运行,因此国家也进一步加大了对其的建设。总结智能电网的建设发展具有以下的几个特点:1)环保节能型。随着社会的发展,环境问题越来越受到重视。在智能电网建设过程中对于这方面也是非常关注和重视,在实际应用中需要采取有效的方法进行控制,不断使用先进技术,从而能够达到其标准。2)电网构架稳定性。根据我国具体情况来看,自然灾害非常多,因此对于电网架设方面要尤其引起我们的重视,从而进一步提高运输可靠性。3)不断进行资源的优化。就目前的情况来看我国电网发展中存在的最大问题是不能有效的进行电网资源利用,因此需要进一步加强这方面的研究。
2、电力工程技术对智能电网建设的重要性
2.1、有利于提高智能电网的质量
智能电网的建设具有非常重要的意义,其不仅能够进一步提高智能电网质量,同时也能够更好的促进电网建设发展,因此也是越来越受到重视。电力工程技术是自动化技术中非常重要的部分,能够有效的进行控制和数据采集用电,同时也能够快速的进行智能化信息技术,从而能够有效的进行信号反馈。不仅如此,在智能电网建设中引入电力工程技术能够有效的控制人为影想,从而提高电网控制效率。
2.2、有利于提高数据采集的能力
对于过去的物理电网存在一定的局限性,主要是不能进行采集数据的分集,其主要的原因是因为自动化程度低。而使用电力工程技术刚好能弥补这一缺点,其能够提高数据采集能力,同时也能够进一步划分设备的种类和功能,进行档案的收集和整理,从而能够更好的提高电力工程设备运行质量,同时也能够更好的优化电力系统,使得智能电网建设水平得到进一步提高,对此需要高度重视。
3、电力工程技术在智能电网建设中的运用
3.1、电力工程的质量优化与能源转换技术在智能电网建设中的应用
在我国智能电网建设的过程之中,将所输送和产生的电能,根据能量大小的不同划分不同的等级,通过综合测评的方式组建形成完备的电力网络机制。通过对智能电力网络系统建设在经济效益方向上的判定,来明确科学合理的供电衔接方式,就是我国电力工程建设质量优化与能源转换技术在智能电网建设中应用的主要表现。在智能电力网络系统建设的发展过程之中,随着电能质量的优化发展,电力工程技术水平也在不断的完善和进步。低碳能源经济已经成为我国现今社会发展阶段能源产业的主要发展方向,电力工程的能源转换技术能够有效转变智能电网建设过程中能源的转换形式。太阳能发电、水利发电以及风能发电,都是我国现今社会发展阶段,电力工程能源转换技术为智能电网建设提供的典型低碳能源。
3.2、电力工程柔流输电技术在智能电网建设中的应用
随着社会的发展,将电力工程柔流输电技术应用在智能电网建设和发展中已成为了主要发展趋势,其也是越来越受到相关工作人员的重视。在智能电网建设过程中应用柔流输电技术具有很好的优势,主要是能够有效的结合微电子和电子技术,同时能够更好的综合电力控制技术以及电力通讯传输技术。在大多数时间里,电力工程柔流输变电技术会被应用在智能电网建设的高压电输变电发电传输的过程之中。在将我们赖以生存的生态环境中,危害程度较轻的发电能源体更多的吸收运用到我国智能电网建设之中的基础上,通过柔流输变电对电力工程技术与电力控制技术在智能电网建设过程中的有效融合,最终实现对电力能源的科学分割。电力工程柔流输电技术在智能电力网络系统建设中的应用,能够最大限度地提升和保证电力网络输送平台的平稳运行。通过柔流输电技术的应用,还能在智能电网运输电能的过程中有效减少电力能源的损耗,更好地提升了我国智能电网的工作效率。
3.3、高压直流输电技术在智能电网建设中的应用
在一部分重量相对来说比较轻的直流输电系统当中,一般情况下,换流器的组成成分是能够关断的元件,它不仅经济性能非常的高,而且对于提高输送的稳定性也起到了非常大的帮助。可以在近距离与远距离的直流输电工程当中进行应用,当然也可以为一些比较孤立的地域供电。其中这一技术广泛应用于远距离输电中,而且高压直流输电技术的应用趋势在未来将会朝着容量更大与距离更远的输电工程当中发展。
3.4、电能质量优化技术在智能电网建设中的应用
在智能电网当中对电能质量优化技术进行应用的时候,应当在完善评估方法与对电能的质量等级进一步划分的前提下进行建立,然后认真仔细的分析供用电接口的经济性,而且还需要对其不断地进行完善,这样才可以使得智能电网朝着更好的方向发展。应用电能质量优化这一项技术,能够从根本上提高电能的质量,而且还可以让使用电能的成本大大的降低,因此应用市场非常的广泛。
总之,随着社会的发展,电网建设会越来越受到重视,为了更好的促进电网建设,需要进一步加强智能电网工程技术研究,从而能够保证电网建设水平的提升,最终促进我国电网的健康发展。
作者:杨宪邦 单位:广东电网公司惠州博罗供电局
参考文献:
[1]廖文江.电力工程技术在智能电网建设中的应用分析[J].企业技术开发,2013,21:76-77.
关键词:智能电网;电力市场;自愈性
中图分类号:F426.61 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 06-0139-01
一、智能电网的概述
智能电网在学术界没有明确的定义,各种定义百花齐放,百家争鸣。欧洲技术论坛给出的定义是:“一个可整合所有连接到电网用户所有行为的电力传输网络,以有效提供持续、经济和安全的电力。”
简单的说,智能电网就是电网的智能化,它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上,通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用,实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。智能电网能提供满足用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。
智能电网的建设是一个复杂的系统的工程,目前很多复杂的智能电网项目正在进行中,但缺口仍是巨大的。智能电网的功能很大,首先,智能电网是电力网络,是一个自我修复,让消费者积极参与,能及时从袭击和自然灾害中复原,容纳所有发电和能量储存,能接纳新产品,服务和市场,优化资产利用和经营效率,为数字经济提供电源质量。
其次,智能电网建立在集成的、高速双向通信网络基础之上,旨在利用先进传感和测量技术、先进设备技术、先进控制方法,以及先进决策支持系统技术,实现电网可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的高效运行。
最后,建设以特高压电网为骨干网架,各级电网协调发展,以信息化、自动化、互动化为特征的坚强智能电网,全面提高电网的安全性、经济性、适应性和互动性,坚强是基础,智能是关键。
二、智能电网对电力市场的积极作用
(一)智能电网推动电力市场的正常运行
电力企业的生产过程是:发电、输电、配电、售电、客户服务。智能电网更加的体现出与用户的互动,在电网中及时的反应出用户形形的需求。智能电网致力于提高效率的同时降低成本,逐渐的实现整个电网的可靠性和安全性。目前的电网中与用户的交流几乎没有,比如说电表只是自动读取,却没有与用户之间进行沟通,而智能电网可以实现电力企业与用户之间的互动,能够及时的反映出用户的需求和意见,从而不断的进行改进,促进电网的不断发展完善。
智能电网的技术水平高,目前的电力市场中经常会出现一些天灾人祸,传统的电网在遇到一些比较大的事情时就不能迅速及时的解决,影响到了电力市场的正常运作。而智能电网能够自我修复,能够及时的从一些天灾人祸中复原,解决问题,保证电力市场的正常运转。同时,智能电网能优化资产利用和经营效率,对通信、信息和现代管理技术的综合运用,将大大提高电力设备使用效率,降低电能损耗,使电网运行更加经济和高效,提高经济效益。
(二)智能电网促进电力市场的产业化发展
智能电网的用户决策―需求响应系统以很容易理解的方式为用户提供信息,不仅能使他们能够决定如何以及何时购买、储存或生产电力,而且电力企业也可根据用户的情况来为他们提供更多的增值服务,促进双方的共赢。
智能电网的建设是一项复杂的系统工程,它需要各方的积极配合,特别是与信息通信、互联网、交通、家电等领域的配合。电力行业与其他行业的密切联系促进电力市场形成一个较大的产业链,打破传统的电力行业发电、输电、配电、售电、客户服务的产业结构,在互联网的配合下,电力行业的产业链延伸到新能源产业、交通产业等,促进了电力市场的产业化发展,使得电力市场的产业结构的纵深度更高。智能电网促进电力市场的产业化发展的同时,将电力行业引入了市场竞争机制,让电力行业在市场竞争的环境下生存发展,这样可以不断的推动电力行业的转型改革,促进电力市场的健康快速发展。
(三)智能电网促进电力市场向低碳环保方向发展
智能电网一直以来都是以低碳、环保为建设目标,这一主旨也在推动电力行业在市场竞争环境中朝着低碳、环保的方向发展,发展电力绿色经济。在今后的很长一段时间里,节能减排将成为电力行业的主题和目标,不断的发明利用绿色环保的可再生能源。从前文中可知,智能电网将电力行业延伸了,将会与能源行业密切联系,将会给相关的行业带来新的发展方向。另外,智能电网促进电力行业可再生能源的发明创造,这样也在促进电力行业朝着低碳环保的方向发展,促进电力行业绿色经济的逐步形成。
三、我国智能电网的未来发展之路
智能电网的建设要立足于国情,根据我国现有的电力行业的发展基础,逐步建成以华北、华东、华高压同步电网为中心,东北特高压电网、西北750千伏电网为送端,联结各大煤电基地、大水电基地、大核电基地、大可再生能源基地,各级电网协调发展的坚强智能电网,推动我国智能电网的形成和不断完善。
智能电网的建设的基本任务是提高电网的运作效率和传输能力,保证用户能够得到充足、安全、持续的电能。另外,要提高电能的利用效力,降低成本,提高经营效率,提高电力企业的经济效益。最后,在可持续发展的理念下,不断推动电力行业可再生能源的发明创造,促进电力行业的绿色经济的形成。
四、结束语
智能电网是伴随着信息通信、计算机、自动化等技术的发展而产生的,目前世界各国都在致力于智能电网的建设。智能电网的建设是社会经济发展的必然结果,为实现绿色环保的清洁能源、可再生能源,必须实现智能电网;为抵御天灾人祸对电网的影响,必须提高电网抵御外界伤害的能力和自愈能力;为了实现节能减排,必须提高电能利用率,降低成本,提高经营效率。
总之,智能电网能促进电力行业的快速健康发展,必须深刻认识到双方之间的关系,电力行业与其他相关行业积极配合,促进智能电网的建设。
参考文献:
[1]张子涵.智能电网建设与电力市场发展[J].科技风,2012,13.
[2]鲁刚,魏玢,马莉.智能电网建设与电力市场发展[J].电力系统自动化,2010,34,9.
[3]薛禹胜.电力市场稳定性与电力系统稳定性的相互影响[J].电力系统自动化,2002,21.
今日投资个股安全诊断星级:
公司是电力设备产业链最完整的企业。电厂保护,仅次于国电南自;电网调度,地调为主;变电站自动化,处于行业前列;配网,类似于变电站自动化。许继集团成为国内唯一同时拥有直流保护和换流阀技术的企业。其中,集团公司主攻换流阀,而上市公司将直流保护作为战略重点。集团资产充分受益于智能电网。智能电网建设涉及发电、调度、输电、变电、配网、用电等六大领域。其中,变电、配电和用电是主导,集团产品充分对接。国家电网以资产增资许继集团,获得60%股权,集团资产增加1.5倍,电科院旗下的优质资产使公司想象空间无限。
直流输电业务将放量
公司直流输电业务包括上市公司的控制保护、直流场业务和集团的换流阀业务。2008年前我国已建直流输电线路12条。早在上个世纪50年代初,我国就已关注直流输电,当时政府派人去学习苏联的高压汞弧阀设计制造。1978年上海投运一条31kV、150A、送电电缆长9km的直流输电试验线,累计运行2300h。1987年全部采用国内技术的舟山直流输电工程投入运行,从此直流输电在我国得到了应用和发展,到2008年,我国已有12项直流输电工程投入运行。
我国近两年投运和在建的直流输电线路。为实现西南水电以及大型火电基地电力送出,目前国网和南网公司近两年已经建成和正在建设的直流输电工程有9项,这9项在建工程的额定输电容量为3310万千瓦,是已建成的12项工程的近2倍。这9项工程的总投资额为897.06亿元。
未来5年国内直流相关设备需求在1700亿元左右。我们收集到了向家坝―上海线和云南―广东2条±800kV的直流输电线路较为详细的设备需求明细。根据国网公司最新的“十二五”规划,“十二五”期间特高压建设投资计划为5000亿元,其中交流2700亿元,直流2300亿元,再加上南网的投资,预计整个十二五期间,国内特高压直流建设投资在3000亿元左右。参照云广和向上两条线的设备需求情况,预计换流站设备需求合计在1700亿元左右,其中与公司相关的换流阀需求300亿元左右,控制保护需求50亿元左右,直流场设备需求380亿元左右。
公司直流输电业务具有优势地位。在控制保护方面,许继集团获得了全部20条线路中的嵊泗线、宜华线、贵广二回、高岭背靠背、云广线、葛沪直流综合改造、宁东―山东、灵宝背靠背50%、向上线50%的控制保护订单,相当于8 条线路的控制保护订单,占40%左右;获得了黑河背靠背、高岭背靠背、灵宝护建50%、云广线50%、贵广二回50%、向上线50%的换流阀订单,相当于4条线路的订单,占20%左右,考虑到换流阀国产化时间较短,未来许继集团市场占率应能达到30%左右;许继集团还获得了呼伦贝尔―辽宁线2.09亿元的直流场设备订单,随着直流场设备国产化的突破,预计许继集团未来有望获得10%的市场份额。
根据上述分析,假设许继集团未来获得国内直流输电线路中控制保护订单的40%左右、换流阀订单的30%左右、直流场设备订单的10%左右,则按照国网公司的“十二五”规划,公司(包括许继集团)未来5年有望获得控制保护订单20亿元左右、换流阀订单90亿元左右、直流场设备订单38亿元左右,合计148亿元左右,年均29.6亿元左右。
根据公司历年年报,上市公司在2006 年―2009 年的4 年间,直流控制保护的收入只有5.82亿元,预计2010年收入在1亿元左右,也即过去5年上市公司直流控制保护业务的收入只有7亿元不到的样子,而根据我们的测算,未来5年公司直流控制保护订单将是过去5年收入的3倍左右,再加上集团未来将要注入的换流阀业务以及近期获得突破的直流场设备公司直流业务将明显放大。
智能电网带动电力自动化业务增长
2009-2010年被国网公司定为国内智能电网业务的试点阶段,国网公司在这两年里积极推进智能电表、各种电压等级的变电站数字化改造试点工作。目前国内220kV 和500kV 变电站有2300余座,110kV及以下的变电站约2万余座,每年新增变电站约1000座左右,保守估计未来新增变电站数字化系统再加上已有变电站的数字化改造需求每年应在1500座左右,一座110kV的变电站进行数字化改造,公司有望获得500-600万元的订单,1500座变电站数字化改造的系统需求预计每年将超过75亿元,假设公司占10%左右的市场份额,则每年也有7.5亿元左右。再加上配网自动化业务,以及集团的智能电表、光电互感器、电动汽车充电站等相关业务,智能电网将为公司创造一片新的增长空间。
集团公司资产注入仍可期待
公司此前曾推出定向增发收购集团资产的预案,后由于各种原因撤回。根据公司2009 年公布的方案,当时拟购的许继集团资产账面净值为5.93亿元,收购后上市公司盈利将增加6304.6万元。这两年拟收购业务也在发展,再加上国网公司向许继集团注入了一些资产,我们推测未来公司资产注入可能将考虑所有这些因素。按照之前方案将许继集团原有业务注入上市公司,预计未来将增厚公司业绩0.25-0.3元,若再将国网公司注入许继集团的资产注入,将再增厚公司业绩0.25-0.3元。
盈利预测与投资评级
根据上述分析,公司本部各部分业务收入增长将主要来自直流业务、电网及发电系统中的变电站自动化业务和配网业务。据此初步预计公司2010-2012年收入分别为34.96、43.69和54.62亿元,分别增长15%、25%和25%,净利分别为1.38、2.51和3.67 亿元,分别增长3.55%、48.93%和32.82%左右,每股收益分别为0.36 元和0.66 元和0.97 元左右。
相对估值法。考虑到公司未来的成长性,可给予30倍PE,以此计算,公司未来1年的合理价值为19.6元左右。绝对估值法。无风险收益率取10年期国债收益率为4.0%左右,市场风险溢价8.5%,边际税率15%,付息债务占比40.0%,β值取公司过去2年对沪深300 指数的值为0.8,则公司的加权资金成本为10.53%。采取二阶段增长模型,2015-2019年年增长率假设为12%,永续增长率为3%。得出公司的每股价值为18.56 元。
综合相对估值法和绝对估值法。公司本部未来1年的合理估值为18.56-19.6 元。我们认为公司资产注入将是迟早的事,集团资产(包括国网公司已注入部分)如果注入的话将增厚公司业绩0.50-0.6元左右,按30倍PE估算,注入部分资产折到每股值15-18元。综合上述两部分,我们认为公司未来1年的合理估值区间为33.56-37.6元之间,给予“谨慎推荐”评级。
关键词:智能电网;分布式电源;规划
中图分类号:U665.12文献标识码: A
随着经济社会的不断发展,电力行业在环境、能源、安全运行、市场竞争等方面面对着巨大的需求和压力,为此,着力提升电网能源利用率自然也就成为我们全人类所面临的挑战。智能电网就是通过先进传感和测量技术、设备技术、控制方法及决策支持系统技术,更好的实现电网安全、经济、可靠、高效和环境友好。利用智能化控制实现精确供能、互补供能和互助供能,使用户成本与投资效益达到合理状态。作为经济和技术发展的必然趋势,智能电网已逐渐成为全球电力发展共同目标,国家电网提出“建设坚强智能电网”,其中分布式发电接入是智能电网建设的关键技术之一。分布式电源(distributed genenation,DG)位置和容量对电网网络可靠性、短路电流、线路潮流、节点电压等都会带来不同程度的影响。因此DG 的选址和定容十分重要。
一、分布式电源优化规划模型
配电网规划中,DG选址和定容是一个多目标优化问题。综合考虑网络损耗、DG投资总费用及 DG 有功出力最大的多目标规划数学模型。假设优化目标f1( x )为总费用,单位是万元,优化目标f2( x )和f3( x )分别为网损和DG 最大容量,单位是MW。假设安装DG总量已定,则本文多目标模型实际上是含 2 个子目标的优化模型。在这样的多目标模型中,由于子目标单位不同,不能直接加权,必须先对目标函数归一化。本文将降低的网损转化为节省的购电成本,则归一化后的目标函数为
式(1)中ω1和ω2为权重因子,ω1+ω2=1。式(2)中:PDGi为节点i的 DG 额定安装容量;nDG为可安装的DG节点总数;ci1和 ci2分别是节点i的DG安装成本和单位容量设备总成本;Ci为线路成本;xi为线路选择系数,当线路i被选中时,xi=1,否则xi=0。式(3)中:PΣ新增为新增的负荷总量;Tmax为最大负荷年利用小时数;λi为第 i 个 DG 的功率因数;m 为接入的DG总个数;Ploss为配电网有功损耗;P′loss为规划后配电网有功损耗;SDGi为第i个 DG 的容量;τ为单位电价,单位为元/MW。
上述目标函数的约束条件为
式中:Ui为节点 i 的电压幅值;PGi和 QGi分别为注入各节点的有功功率和无功功率;δij为两节点电压角度的差值;Gij和 Bij分别为支路电导和支路电纳;PL和 U 分别为支路有功功率和节点电压;PLmax为支路有功功率最大值;PDG为分布式发电额定容量;PDGmin和 PDGmax分别为 DG 额定容量的最小值和最大值;PSmax和 PS分别为配电系统从输电系统购买的最大功率和实际功率。
二、含 DG 的配电网潮流计算
DG 按电源接入电力系统方式不同分为异步机、同步机和换流器3 类模型,其在潮流计算中可作为 PV 或 PQ 节点处理。DG 接入位置、网络的拓扑结构以及与负荷量的相对大小会影响配电网中线路的潮流大小、方向及系统损耗。当 DG 安装到配电网末端时,流过线路的有功功率和无功功率都会减少;而如果将 DG 安装在变电站节点上,则不能改变线路的负载能力,只能改变电源的总容量。若定义∆P=PLi–PDGi,则配电网与负荷间的有功功率流动有以下 3 种情况:
1)∆P>0,配电网向节点输送有功功率∆P。
2)∆P=0,没有功率流动。
3)∆P
假定 DG 位于负荷节点,并将 DG 作为具有恒定功率因数的PQ节点,结合DG特点,本文用基于支路电流的前推回代法计算潮流。
三、AGA 在 DG 选址和定容中的应用
1、DG 选址和定容的流程
图 1 为基于AGA 进行 DG 选址和定容的流程。
图 1 基于改进 AGA 进行 DG 选址和定容的流程
2、染色体编码
本文对 DG 的位置和容量采用 4 位二进制码表示。对于 1 个允许 N 个节点安装 DG 的配电网络,DG 的建设方案采用变量 C={c1, c2,…,cn}表示,若译码后 ci得到一个不为零的常数 X,则说明该节点i 上待建 DG,安装容量(单位为 MVA)为 0.1X;若译码后 ci等于 0,则说明该节点 i 不安装 DG,这样既能体现 DG 的容量信息,也能体现位置信息。
3、初始群体
在遗传算法中,初始解的产生一般是随机的。DG 位置和容量初始解步骤:
1)根据待规划的配电网负荷总容量,确定 DG接入的最大容量。
2)随机产生一组初始解。
3)校验群体中的所有个体。若群体中各 DG容量均不大于相应负荷量,且接入容量不超过最大接入容量,则该群体为 DG 容量和位置的初始解。
4、遗传操作
对群体进行遗传操作,实现个体间结构重组和信息交换,提高群体品质,不断逼近最优解。遗传算子主要包括选择、交叉、变异算子。采用最佳保留策略选择算子,即在下一代中直接保留当前群体中适应度最高的个体,这样就可以保证算法终止时所得结果中的个体具有最高的适应度。采用改进的“自适应交叉算子”。对于低于适应度平均值的个体,采用较高交叉率,使该解淘汰;而对于高于适应度平均值的个体,采用较低交叉率,使该解保留至一代。交叉率调整公式如下:
式中:fmax为最高适应度值;favg为每代群体适应度平均值;f ′为 2 个要交叉个体中的较大适应度值;交叉概率 Pc1=0.9;交叉概率 Pc2=0.4。
采用改进的“自适应变异算子”。对于低于适应度平均值的个体,采用较高变异率,将该解淘汰;对于适应度值高于群体适应度平均值的个体,采用较低变异率,将该解保留至下一代。变异率调整公式为
式中:fmax为最高适应度值;favg为每代群体适应度平均值;f 为要变异个体适应度值;变异概率Pm1=0.1,变异概率 Pm2=0.001。
若仅以遗传代数作为最终判据,则可能出现最优解在早于遗传代数之前出现而浪费时间的情况。本文将最大遗传代数和最优个体适应度值保持连续不变的最大代数相结合作为搜索终止条件。
四、算例分析
以 IEEE-39 节点系统为例进行分析,其网架结构如图 2 所示。
图 2IEEE 39 节点配电网系统
假设待选单个 DG 容量为0.1X,且不大于所安装节点的负荷量,DG 的总装机容量小于最大负荷总量的 10%。关于遗传算法的参数选取如下:种群大小 M=60,最大迭代次数T=50,最优解连续不变代数W=5。经过遗传操作终止得到染色体,译码后得到 DG安装位置和容量。
表 1 为采用本文模型和算法求得的化简后的DG 最优位置和容量。此外,DG 接入前后系统的有功网损分别为 305.653kW、235.752kW,优化后的有功网损下降了 22.87%。图 3 为接入 DG 前后系统中的节点电压。由图 3可知,DG 的合理配置能够有效提高系统电压水平。图 4 给出了分别采用改进 AGA 和 GA 得到的IEEE39 节点系统的优化收敛曲线。由图 4 可以看出,本文采用的 AGA 比 GA 有更好的收敛性。
表 1 DG 的安装位置及容量
图 3 DG 接入前后的节点电压
图 4 采用 GA 和 AGA 得到的IEEE 39 节点系统优化收敛曲线
五、结论
本文采用改进 AGA 得到DG 优化方案,该方案能有效提升系统电压水平,降低网络损耗。改进 AGA 与 GA 相比有更好的收敛性,有较高优化效率。
摘 要 在人们的生产生活中,电器的使用越来越频繁,对电力的依赖程度也越来越高。一旦发生停电事故,将会对商业经营和工业生产带来很大的损失。这就要求通过智能电网自动化的建设来提高配网的建设水准,提高供电的稳定性和安全性。本文简要介绍了智能电网及其自动化建设,对智能电网配网自动化系统的建设以及相关技术进行简要的分析。
关键词 智能电网 自动化 建设
一、智能电网及其特点
(一)智能电网的特点
所谓的智能电网指的是将先进的检测分析技术、通讯技术和网络技术与现有的电网布置形式相融合,形成的新型配网网络。智能配网能够对各地的配电运行状况进行实时监测,及时了解负荷等级和用电需求量,从而调整配电量。智能电网还能及时发现线路的故障,并对其进行自动修复或者向工作人员进行反馈,提高配电的效果。
一是智能电网具有自我检测和修复能力。二是智能电网具有自动调整能力。三是用户可以对智能电网进行管理。
(二)智能配电自动化系统
智能配电自动化系统包括小型配电自动化系统、中型配电自动化系统和大型配电自动化系统。能够结合实际需要和未来的发展需求,具有良好的安全稳定性、经济性、灵活性和可扩展性。在装设终端、子站和主站时,一般是根据中型配电自动化系统的建设类型。根据发展的需要可以对其进行扩建,选择一个主站作为中心站,增加主站系统的数量[2]。
二、智能电网自动化建设与技术
我国的经济发展具有不平衡性,这也要求我国在智能电网自动化建设时要立足于我国的具体国情,不能照搬他国的发展模式。要对本地区的经济发展状况进行充分的考察,做好现状和远景的规划,根据自身的经济实力,有步骤的提高自动化程度。
(一)智能电网自动化的初期建设
在智能电网自动化建设的初级阶段,首先要将双电源环网供电模式建立起来。此时,要连接两条相邻的线路,从而形成一个环网共同供电系统,对电网结构进行优化。在电网结构优化的过程中可以使用配电网手拉手的供电方式。要使用具有多次重合功能的变电站出线保护开关,并用计算机来控制变电站出线保护开关的重合命令。这样一来,变电站的出线保护开关就具有操作和遥控操作的功能。要由计算机来控制监控、事故信息、远动设备和通信系统。可以通过RTU来对泄漏和装置出现的故障进行传递。
其次,在智能电网自动化建设的初期阶段,可以使用自动重合分段器应用模式。也就是使用自动重合闸开关来保护变电站出线安装的过程。还可以使用电压检测设备和多组自动配电开关对变电站的出线进行保护和检测。如果配网系统中的某一段线路出现了故障,要根据故障时间,由自动重合分段器来判断故障。
事实上我国的智能电网自动化建设中,一些供电部门尽管具有非常小的实际辖区,却配备了众多的维修人员。如果对于供电要求量较小,人工操作开关方式也是可行的。在智能电网自动化的建设中可以考虑配电半自动化的方式,从而减少投资的成本,使供电的可靠性得到提高[4]。
(二)对系统网络结构进行优化
在完成了智能电网自动化建设的初级阶段建设之后,就要考虑对系统网络结构进行优化,使线损得到降低。
第一,要将数据远程传输系统建立起来。要完成数据信息的远程传输,可以使用SMS,也就是GSM公众无线通信网短信息服务。可以将相应的电压检测设备设置在输电线路上,从而通过计算机技术实时监测各条馈线运行中的电压情况。如果馈线存在不达标的情况,可以将配变布点的数量增多,或者将低压无功自动补偿装在馈线上。这样一来能够达到减少线损,提高输送效率和电压质量的目的。
第二,对负荷管控系统进行推广。可以利用GPRS或者GSM等移动通信网络将智能电网的通讯平台建立起来,实现用户管理模式的远程化,同时也有效地提高用电服务的效率。通过通讯平台能够实时检测用户的用电状况,发挥电能质量监测、负荷监控、远程自动抄表、有序用电的作用,有效地防止用户窃电。这样一来可以有效的提高配网的自动化程度和用电的管理水平。
第三,使用监测终端来监控数据信息,从而对变压器的运行状况进行全面的掌握,包括无功补偿和三相平衡,从而对配网管理方式进行优化。如果出现异常现象或者故障,监测终端可以及时发出报警信号,或者对问题进行自动处理。与此同时,监控终端还能准确地记录电压越限时间,对电压的合格率进行计算,从而更好的控制电压水平。
(三)处理和管理的网络化
在智能电网自动化的建设中,最终要实现智能化和网络化。也就是使用计算机技术来进行信息处理和自动管理。在该阶段要对营销系统、配变监测系统、监测系统、电压符号系统进行集成,从而实现配置无功和电压的自动化调整,全面提高电网运行的经济性和安全性。要结合企业信息网和SCAIDA,自动统计线路损耗情况,对智能电网配电自动化进行健全和完善。