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1.智能电网技术概述
智能电网(Smart Grid),就是电网的智能化,也被称为“电网2.0”,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,其主要特点包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪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。智能电网在技术上包含4个基本特征:信息化、数字化、自动化、互动化。其中:信息化是指实时和非实时信息的高度集成、共享和利用;数字化是指电网对象、结构及状态的定量描述和各类信息的精确高效采集与传输;自动化是指电网控制策略的自动优选、运行状态的自动监控和故障状态的自动恢复等;互动化是指电源、电网和用户资源的友好互动和协调运行。
2.国内外智能电网技术的研究现状分析
由于不同国家的国情不同,所处的发展阶段及资源分布的不同,因而各个国家的智能电网在内涵及发展的方向、重点等诸多方面有着显而易见的区别。美国在智能电网建设中更加关注电力网络基础架构的升级更新,以提高电网运行水平和供电可靠性,同时最大限度利用信息技术,实现系统智能对人工的替代。其发展智能电网的重点在配电和用电侧,注重推动可再生能源发展,注重商业模式的创新和用户服务的提升。欧洲国家发展智能电网主要是促进并满足风能、太阳能和生物质能等可再生能源快速发展的需要,把可再生能源、分布式电源接入及碳零排放等环保问题作为侧重点。而日本构建智能电网则以新能源为主,日本将根据自身国情,主要围绕大规模开发太阳能等新能源,确保电网系统稳定,构建智能电网。
目前,我国已经具备发展智能电网的条件,电网的发展已经发生深刻变化。通过智能电网建设,电力各领域已经发生飞跃和提升。我国智能电网的发展更多地关注智能输电网领域,把特高压电网的发展融入其中,保证电网的安全可靠和稳定,提升驾驭大电网安全运行的能力。另外,我国电网企业正在转变电网发展方式,用户的用电行为也在发生变化。以建设智能电网为抓手,能够比较方便地建成满足未来需要的下一代电力网络。要实现电网智能化目标,有许多技术需要进行研究。其中输电网中基于相量测量单元的广域测量系统、柔流输电和配电网中分布式发电、自动抄表、需求侧管理等很多技术,在智能电网概念提出前就已经在研究,并且取得了不错的成绩。智能电网的发展,会让这些技术提高到新的层次,并使研发工作更有用武之地。此外还要开发诸如储能技术、先进的双向式自动计量表计设施、风能和太阳能等可再生能源的接入技术、微电网等一系列新的技术。智能电网也需要不断整合和集成企业资产管理和电网生产运行管理平台,从而为电网规划、建设、运行管理提供全方位的信息服务。国家电网公司建设的SG186工程,为构建智能电网打下了基础。
国家电网公司近日建成投产了110千伏四川北川和220千伏青岛等7座智能变电站,这是中国在智能变电站核心技术研发、关键设备研制和产品制造等领域实现的重大突破,也是中国坚强智能电网建设实现的重大突破。这一突破使我国占据了智能变电站技术的国际领先地位,成为世界智能变电站技术的引领者。
2009年5月,在北京召开的“2009特高压输电技术国际会议”上,国家电网公司正式了“坚强智能电网”发展战略。2009年8月,国家电网公司启动了智能化规划编制、标准体系研究与制定、研究检测中心建设、重大专项研究和试点工程等一系列工作。坚强智能电网是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强网架为基础,以通信信息平台为支撑,具有信息化、自动化、互动化特征,包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节,覆盖所有电压等级,实现“电力流、信息流、业务流”的高度体化融合的现代电网。“坚强”与“智能”是现代电网的两个基本发展要求。“坚强”是基础“,智能”是关键。强调坚强网架与电网智能化的高度融合是以整体性、系统性的方法来客观描述现代电网发展的基本特。电网的“坚强”与“智能”本身也相互交叉,不可拆分。坚强智能电网是坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放和友好互动的电网。坚强可靠,指具有坚强的网架结构、强大的电力输送能力和安全可靠的电力供应;经济高效,指提高电网运行和输送效率,降低运营成本,促进能源资源和电力资产的高效利用;清洁环保,指促进清洁能源发展与利用,降低能源消耗和污染物排放,提高清洁电能在终端能源消费中的比重;透明开放,指电网、电源和用户的信息透明共享,电网无歧视开放;友好互动,指实现电网运行方式的灵活调整,友好兼容各类电源和用户接人,促进发电企业和用户主动参与电网运行调节。坚强智能电网的总体发展目标是:建成以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础,以信息化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的现代电网。
3.我国智能电网技术的发展趋势
智能电网已被国际上众多国家所认可,都在基于不同的国情、出发点和认知程度,对其发展和实施内容上各具特色。我国的智能电网又该如何发展呢?
中国的智能电网发展,应在博采众家之长的基础上,遵循中国特色进行规划实施。既要立足于目前处于发展期的现实,又要兼顾未来成熟期的前景。要积极推动坚强的智能化电网的研究和建设。
虽然各国对智能电网的认识和理解并不统一,但利用现代信息技术、控制技术实现电网的智能化已成为普遍的共识。我们要密切跟踪这一趋势,从中国国情和实际出发,在充分调研国际、国内智能电网研究和发展现状的基础上,统筹特高压电网发展和信息化企业、数字化电网建设等工作,按照安全可靠、清洁高效、自愈可调的要求,尽快研究提出以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的智能电网目标框架和技术路线,积极推进相关工作,加快构建国际领先、自主创新、中国特色的智能电网。
2010年“加强智能电网建设”被写入政府工作报告之后,2011年又被纳入国家国民经济和社会发展“十二五”规划纲要,这表明智能电网已作为国家战略推进实施。多个省市将智能电网作为重要发展内容,依靠国家力量全面建设智能电网的在经过多年的电网发展积累和近两年来的智能电网创新实践的基础上,我国智能电网将进入快速发展轨道,前景十分值得期待。
2011年我国坚强智能电网进入全面建设阶段,将在示范工程、电动汽车充换电设施、新能源接纳、居民智能用电等方面大力推进。“十二五”期间,国家电网也将投资5000亿元,建成连接大型能源基地与主要负荷中心的“三横三纵”的特高压骨干网架和13回长距离支流输电工程,初步建成核心的世界一流的坚强智能电网。国家电网制定的《坚强智能电网技术标准体系规划》,明确了坚强智能电网发展技术标准路线图,是世界上首个用于引导智能电网技术发展的纲领性标准。可以看出我国大力发展坚强智能电网的信心与决心,同时也在政策、技术、标准、研发等方面全方位多角度大力支持,中国的坚强智能电网发展必将迎来崭新的一页,引领世界电力系统的发展。
4.结语
从发展的角度看,智能电网还是一个新生事物,全球的智能电网也还处于发展的初期,还在逐步完善和丰富的过程中,其发展也将面临一系列问题的挑战。智能电网不仅在于推动我国经济、能源、气候等领域的发展,还将体现在建设以特高压为骨干网架的坚强电网和清洁能源的开发利用等诸多方面。我们有理由相信智能电网的发展必将推动电力系统的升级变革,同时也为世界能源、环境的发展产生深刻的影响,为人类生活质量的提高产生积极的作用。
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关键词:智能电网;用电信息采集系统;电网标准体系
中图分类号:TM411 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2011)36-0141-02
为了节能减排,最大限度的开发电网系统的能源效率,实现可持续发展,智能电网应运而生。包括美国、欧洲、日本、中国等各个国家都在积极开展智能电网的研究。目前,世界各国对智能电网的发展方向还没有达成一致意见。我国的智能电网研究和实践正处于起步阶段,还需要解决很多技术问题,应该结合我国电网国情,吸取欧美等国家先进技术、经验,建设符合我国国情的智能电网。本文根据我国国情以及各个地区电网的发展状况,概述了我国智能电网在建设中的问题以及解决措施,分析了其未来发展趋势,为我国智能电网的研究提供借鉴。
一、智能电网概述
智能电网是为了建设节能环保、稳定高效的现代化电网,有机融合信息、数字等多种前沿技术的输配电系统。一般来说,智能电网的具有自愈、互动、可靠、兼容等特征。
(一)智能电网的自愈性
智能电网的自愈是指在很少或不用人工干预的情况下把电网中有问题的元件从系统中迅速地隔离出来,使供电系统恢复到正常运行状态,从而确保电网能不间断地向用户供电的功能。此举可避免大面积的断电,提高了系统的稳定性和优质性。
(二)智能电网的互动性
在智能电网中,电力系统和批发零售电力市场实现稳定连接,实现了系统和客户的智能互动。用户根据其电力需求和电力系统供电能力来调整电力消费,从而使电网更加地安全运行,让客户能积极参与到电力系统的运行管理中来。
(三)智能电网的可靠性
智能电网能够更好地识别人为和自然发生的干扰,并对其迅速地做出反应,保证人身、设备和电网系统的安全,尽量减小干扰造成的影响,最大限度的恢复快速供电。
(四)智能电网的兼容性
智能电网允许不同类型的发电和储能系统接入,满足电力与自然环境、社会经济和谐发展的要求。
二、运行中的问题及解决措施探讨
2007年,华东电网率先开展了我国智能电网的研究。2009年5月,在“2009年特高压输电技术国际会议”上,中国国家电网公司首次向社会公布了我国智能电网的发展计划。但由于我国资源分布不均衡,电力基础设施相对薄弱等因素的影响,我国智能电网的研究、实践晚于欧美国家,目前还处于初级阶段,在实践中存在以下问题:
(一)存在的问题
1.目前,对于智能电网缺乏完整准确的定义,没有统一标准,并且对智能电网的目的和发展方向模糊不清。
2.根据我国目前电网实践的科学和技术水平,以及智能电网的特点,要实现真正的智能电网,还有很多关键技术的研究没有得到解决。
3.按智能电网的特征,其对产品和设备的要求更高,不仅要求一次设备和二次设备的智能化,而且要能够在智能电网的发展中有自己的知识产权。
4.由于多年来“重发轻供”影响,配电网的骨架不够坚强,网架结构比较薄弱。另外,配网一次设备的需求仍然保持旺盛,其自动化水平很低,配电网新技术应用还有待提高。
5.目前我国用电的营销模式主要靠人工,相对来说比较落后,电网和用户之间的互动比较少,并且分布式电源的接入还没有得到解决,电网通信安全、监管、商业化应用、成本回收等风险较大。
6.传统的配电网只适用于单向潮流,难以适用于双向潮流,面临难以预测和控制等一系列问题。
7.我国变电站在智能化发展方面已经比较领先。变电站自动化技术的发展,为智能化改造打下了很好的基础。虽然二次设备智能化水平得到了提高,但一次设备的智能化水平还很低,完全达不到智能化变电站的要求;另外,信息共享程度在不同的变电站之间和不同级别的变电站之间比较低。
8.我国具备领先的调度系统,但是还不能满足大能源经济的建设以及特高压电网的要求,主要体现在电网的安全分析、控制手段方面,对于新能源的分析预测能力方面,最后还是调度通信网络不够健全。
9.我国电力能源具有电源和负荷相对距离比较远的特点(水力发电主要分布在西南地区和西北地区,而电力消耗主要用户负荷主要分布在靠东部的沿海地区),所以需要采用大容量高电压的输电。高电压的输电要求输电电压等级不断提高,输送容量不断增加。随着输电电压等级和容量的提高,它对输电线路的要求有所改变,包括在输电的潮流控制等方面。
(二)应对措施
1.制定智能电网标准体系。
2.提高在线检测检修输电线路的技术水平;输电线路采用大截面导线、新材料、新技术;采用柔性输电技术。
3.智能变电站安装先进的自动化装置,同时和电力调度互动。另外,建设及时准确的信息采集系统,制定比较先进的装备标准规范,提高包括一次设备在内的设备智能化。对于一次设备智能化低的方案有:制造一些智能化的一次设备;对于现有的设备来说可能给它们配备一些智能终端,实现一次设备的智能化。
4.加强配电网的网架结构建设;提高自动化水平;支持分布式电源和微网的接入。
5.加强用电信息采集系统的建设,这对于智能电表方面需求比较大;另外加强电动汽车充电站的建设。
6.不断提高新能源介入和调控能力,加强在电力通信网络和调度数据网建设方面的研究。
7.在未来智能电网发展方面,应该考虑提高电场的自动化与控制水平,发展储能技术和变频逆变技术。风电接入电网技术现在还不是很成熟,通过变频电技术接入电网是未来可靠的方式;因为抽水蓄能电站技术比较成熟,容量相对来说比较大,所以采用抽水蓄能电量为代表的储能装置调节大电源的调峰能力。
8.加强知识产权保护与合作。
三、未来发展趋势
智能电网已经被国际上诸多国家所认可,基于不同的国情、不同的侧重点,其发展研究的内容各具特色。中国的智能电网发展,应在以欧美先进国家的技术和经验的基础上,遵循我国特色进行规划,积极推动坚强的智能化电网的研究和建设。经过多年的电网发展积累和近两年的智能电网的研究实践,国家已经将智能电网纳入国家战略并推进实施。2011年,政府将“加快智能电网建设”写入政府工作报告,然后又纳入国家国民经济和社会发展“十二五”规划纲要。我国智能电网将进入快速发展阶段,前景值得期待。
国家电网制定的《坚强智能电网技术标准体系规划》,明确了坚强智能电网发展技术标准路线图。2011年,我国将大力推进示范工程、新能源建设、电动汽车充换电设施、居民智能用电等方面的建设,坚强智能电网进入全面建设阶段。国家也将投资5000亿元初步建成世界一流的坚强智能电网,包括特高压骨干网架、大型能源基地和长距离支流输电工程。我国宏观战略表明了大力发展智能电网的信心与决心,同时也在技术、标准、政策方面提供了大力的支持,我国智能电网的发展必将进入一个崭新的阶段。
四、结论
从社会发展的长远趋势来看,智能电网是技术和经济发展的必然结果。首先发展智能电网是提高系统安全可靠性的内在要求;其次,发展智能电网是保护环境,实现可持续发展的需要;最后,发展智能电网是提高电力企业经济效益的需要,能够使市场经济充分发展,电力企业实现利润最大化。
目前,我国的智能电网建设还处于初级阶段,在建设过程中还需要解决诸多问题。在新型能源接入、特高压输电、数字化电网与数字化变电站、大电网运行控制、电网环保与节能等方面的研究还需加强。在国家宏观战略引导下,相信智能电网的应用会越来越广泛,为建设资源节约型和环境友好型的小康社会做出贡献。
参考文献
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【关键词】 智能电网 新技术 信息化 发展
随着我国经济发展,工业化的推进,生活水平的改善,人们对电力资源的需求日益高涨。但是资源终归有限,我国电力形势也显得日益严峻,人们对智能电网的关注程度越来越高。实现电网的智能化运作,提高电力资源的利用效率就成了当前我国电力行业的基本要求。随着信息技术以及自动控制技术的发展,智能电网的概念也呼之欲出。智能电网能够有效提升工作效率,对节省电力资源,实现电力系统的智能化运作具有重要意义。
1 智能电网概述
智能电网是建立在集成的通信网络的基础上的,它主要是通过利用传感器,测量技术以及自动控制技术对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控,从而实现电网的安全,可靠,高效运行。智能电网本身具有能耗少,安全性高,稳定性强,电力资源利用率高的优点。智能电网是电力技术进一步发展的产物,因而也可以称之为第二代电网。
由此可知,智能电网有如下几个特点:
(1)自愈和自适应。能够及时发现、快速诊断和消除故障隐患,并且能够在尽量少的人工干预下,快速隔离故障、自我恢复;(2)保证电网安全稳定和可靠运行;(3)使用双向信息流,实现发电与用电的互动,从而可以进行发电与用电的综合调度;(4)设备利用率得到提高;(5)间歇式可再生能源的接入。
2 智能电网与传统电网的差异
传统电网是一个刚性系统,电源的接入与撤出、电功率的传输等都缺乏弹性,调控性能差;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。,所以传统电网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。
与传统电网相比,智能电网将进一步拓展对电网全景信息的获取能力,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。另外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。
同时在能源上,智能电网也在传统电网的基础上进行了优化,用户侧能源开始精细化管理,分布式能源(风能,太阳能)更普遍的运用。
3 智能电网的发展趋势
总的来说,智能电网还是处于研究阶段,尚还不能投入到电网运营中去。接下来就来详细探讨智能电网的发展趋势。针对智能电网的发展趋势的研究,现在从智能电网的决策系统,系统集成,监控方式三个角度来分析。
3.1 决策系统
未来对决策系统的要求必然是要高效可靠。快速仿真决策技术就是基于事件响应研究出来的,在实际应用中将明显优于传统的静态安全分析系统。快速仿真决策系统,它能够通过为智能电网提供数学支持,从而使电网对各种故障及早预判,及早发现,及早处理。
对于智能电网的决策系统还要基于知识共享系统,通过互联网,将大数据传到云端供各地系统共同使用。在未来的智能电网中,电力网络系统中的信息将以几何级的数量增长,信息之间的关联度也将越来越紧密。要想实现及时高效的决策就必须要综合这些信息。广域,多层次的知识资源共享系统的建立就显得非常重要。基于知识的智能电网决策系统,能够实现对资源的高效利用。
3.2 系统集成
智能电网在系统集成方面表现出分布式,分布式系统集成主要包括分布式发电,分布式储能,需求响应等三部分。在未来的分布式发电系统中既可以接入配电系统,也可以不接入,即发电机同时也可以自行运行。这就对集成技术有了更高的要求,是日后研究的重要课题之一。其中的研究难点是对DG的接入,这需要引起我们高度重视。
需求响应也是未来智能电网要发展的重要方向。用户对电能有不同的需求,针对需求响应,智能电网要实现在正常,紧急与恢复状态下的协调运行,这也进一步提高了设备的利用效率。
3.3 监控方式
从监控方式的角度来进行分析。当前的监视控制方式是各母线上相对独立的控制,仅仅是针对部分环节上的变动进行监测然后合理控制。随着电力形势的日益复杂,过去技术的局限性也越来越明显,新的监控技术就应运而生。在今后的发展过程中我们主要是要采用MAS形式的监控系统。MAS监控系统与传统的监控方式相比更具有伸缩性,遗留系统之间的关联度也有所增强。当前MAS系统在人工智能领域得到了深入研究 ,相信在今后的发展中MAS监控方式将得到有效利用。
4 民营企业如何把握智能电网所带来的机遇
智能电网虽然主题是“电网”,但实际上是一个非常综合的领域,是通信、材料、控制、计算机等相关的前沿技术与电网技术的融合和统一。对于一次侧和二次侧的纯电力设备,已经被国内外大型企业占领,而且技术含量和稳定性要求都很高。而在电力通讯领域和信息化建设方面,这些企业的研究能力相对弱一些,给了新兴企业突破口。同时通信和信息技术作为智能电网发展的重要技术支撑部分,以后有很大的发展潜力。
可再生能源的开发,例如水电,风电,太阳能,也是国家大力扶持的项目,但由于资金门槛高,要在此突破还是有难度。目前在分布式发电的研究上,主要问题是缺乏有限的接入方式和营运模式,也是在技术上的一个突破口。而需求侧管理,是在智能电网建成后,对用户上的负荷调度进行管理,更多地给用户提供便利,从而获取利益,这也将是一个很不错的研究方向。
5 结语
就智能电网本身的前景来看,目前至少是电力领域内最热门和前沿的问题,国家也在这方面投入了很多。考虑到电力毕竟是现代一切工业的基础,所以在未来20年成为引领电力乃至整个工程界发展的母题,应该说问题不大。
参考文献:
[1]谢开,刘永奇,朱治中等.面向未来的智能电网[J].中国电力,2008(6).
关键词:电网 故障监控系统 智能化 趋势
中图分类号:TM63 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)02(b)-0028-01
1 引言
电力系统的安全稳定运行对于我国经济的持续发展以及社会民生的安定具有十分重要的意义。随着“十一五”期间1000kV特高压电网的建成,我国的电网发展进入了一个新的进程,与此同时,电网的稳定性和安全性进入到了一个更高的战略地位。然而在实际的电网运行中,由于环境气候等客观因素以及设备老化、运行人员疏忽等主观因素的存在,电网故障时有发生,电网故障发生后如何尽快实现故障诊断、故障隔离以及供电恢复将直接关系到电网的稳定运行以及经济损失的挽回,在此背景下,电网故障监控系统成为了当前电力领域的研究热点之一。
随着未来智能电网的高速发展,电网的运行将更加智能化,其中电网故障监控系统在对电网故障的诊断以及修复过程中也将更加智能化。所以智能电网故障监控系统是电网故障监控研究的一个发展趋势。对此,本文进行详细论述。
2 电网故障监控系统概述
电网故障监控系统的主要功能是根据电网中配置的各级保护设备所发出的预警信号、电流和电压值的特征信号以及断路器的开关状态变化情况等进行综合分析,根据运行人员的经验和保护设备的动作情况来判断电网中故障发生的位置以及类型,以便于进一步进行处理。当前电网中配置的电网故障监控系统根据在处理故障事故中的作用和职能的不同,主要分为三种,叙述如下。
静态安全监视和控制系统(SCADA)。该系统出现于20世纪70年代,截至到目前发展已经相对成熟。该系统主要功能在于根据一定的采样周期(时间间隔)对电网的实时状态进行数据采集,例如电流、电压、有功和无功潮流等,还包括断路器和隔离开关的动作状态,然后将相关信息送至调度中心进行处理。该系统所反映出的信息是某一时刻电网实时的状态信息,属于断面信息。
动态安全监视和控制系统(又可称之为广域测量系统,缩写为WAMS)。这类系统主要是通过一个基于GPS技术的同步向量测量装置来对电网数据进行采集,该设备可利用GPS(全球定位系统)实现对电网中电压、电流以及相角等动态量的实时监控,为电网的稳定运行提供相应的监控数据。相对于静态安全监控系统来说,该系统提供的数据是连续的、实时的,可以看出电网状态的变化过程,对于监控电网动态过程十分有利。
电网故障信息系统。该系统主要根据厂站端保护设备的动作信息、开关量信息以及故障录波器所记录的电网模拟量数据信息等实现对电网的安全监控,该系统在采集到上述数据信息后,对数据进行汇集、分类和转换,然后通过电力通信网,将上述数据信息传送到调度中心,在电力系统调度中心里,主站系统将对上述信息进行综合分析,从而了解电网的运行状态。
3 电网故障监控系统智能化发展趋势
传统电网中的数据采集方式都是基于客户端/服务器(C/S)结构,即发生信号装置通过电力通信网络与IP固定的主机相连,采集到的数据信号被发出后,多次经由路由器转发,最终达到主机。在转发过程中,常会有延迟和数据丢失发生,所以信号发生装置在向中心主机传送数据的通道是不可靠的。此外,对于一些复杂的故障,各个调度中心在故障处理过程中相互访问的时间也是一个不得不考虑的因素。鉴于上述缺陷,传统的电网故障监控系统存在诸多问题,而目前已经出现了一些新型的智能化的电网故障监控系统架构,介绍如下。
3.1 基于网格的智能电网监控系统
这种电网故障监控系统主要基于了一种网格技术,“网格”的功能可简述为在动态跨机构的虚拟组织中协调资源共享和协同解决问题,根据此定义不难分析,基于网格技术的智能电网故障监控系统与传统的系统相比较,主要在于各级调度中心之间在对计算能力、硬件资源以及数据信息等进行配合协调时将更加方便随意,共享性大大提高,从而实现对整个电网中数据的获取与协调。使得监控系统在对故障的诊断和隔离过程中反应更加迅速,极大的提高了监控系统的智能化和自动化水平。
3.2 基于云计算电网信息平台的智能电网故障监控系统
该类电网故障监控系统主要是基于了云计算的电网信息处理平台,而这个平台的核心技术便是采用了云计算技术,云计算技术即通过虚拟化技术将本应由本地计算机处理的计算分布在了不同地区的分布式计算机上,从而大大的降低了本地计算机的负担并且提高了数据处理的效率,不难看出,与基于网格的监控系统一样,该类电网故障监控系统同样在数据处理上远远快于传统的电网故障监控系统,从而提高了其智能化水平。
4 结语
电网运行的稳定性和安全性关乎国家的经济发展和社会民生的安定,而目前由于主观或客观因素的影响,电网故障的发生在所难免,所以对电网进行有效的智能化故障监控十分必要。未来智能电网的发展将极大的促进电网运行的智能化和自动化,其中电网故障监控系统也将逐渐呈现出智能化的发展趋势,在智能电网故障监控系统下,电网将快速的实现故障诊断、故障隔离和电网恢复,使得电网运行更加安全稳定,尽可能的减少了经济损失。
参考文献
[1] 王磊.电网故障诊断方法及其系统架构研究[J].山东大学博士学位论文,2013.
【关键词】智能化变电站 运行维护技术 发展趋势
变电站是国家电网的重要组成部分,随着国家对变电站安全运行要求的日益提高,加强变电站运行维护技术的发展就成了当前智能化变电站遇到的一个普遍性问题。当前智能化变电站的运行维护技术还存在一定程度上的欠缺,加强对其
技术的发展趋势研究,对国家电网具有重要意义。
1 智能化变电站的技术特点分析
智能化变电站的结构框架主要包括运行管理框架、设备管理框架、信息体系框架这三个部分。智能化变电站运行管理的基本框架主要包括调度层、变电站层和设备层这三种,在运行过程中,变电站的电气设备会形成智能处理核心,在电网形成操作策略后,调度层的调度台会对智能电网发出具体的调度运行的指令,处理核心接收到调度指令后,会将指令分解成独立的操作步骤,在得到调度确认后,再进行具体的操作。在这个过程中,调度人员的任务就是将操作指令发给智能化变电站。智能化变电站的设备管理框架主要包括营理层和智能变电站两部分,其中设备管理方面是运行方式的基础。设备管理中心对设备运行状态进行数据采集后,能完成对辅助决策、动态监测和风险预测这三方面的建模,然后变电设备的各处理模块会自动形成建议,通过审核后就会形成最终的管理建议。管理中心会根据各部门实际需要将这些建议信息提供给需要它的部门和单位。智能化变电站的信息体系框架主要包括设备管理中心和信息工作站这两部分。设备管理中心是用于处理智能变电站事项的一个平台;信息工作站的运行关系到整个变电站的智能化操作,它通过对站内外的信息进行加工,能形成局部决策。运行管理框架、设备管理框架和信息体系框架这三方面技术的综合使用,促进了变电站智能化操作的实现。
2 智能化变电站运行维护技术的发展趋势
基于上文对智能化变电站技术特点的分析可以看出,智能化变电站在实际运行过程中其智能系统在运行过程中极具复杂性。加强对智能化变电站的运行维护,就必须在综合分析变电站技术的基础上,实现对智能化变电站、一次设备和二次设备的具体维护。具体来讲,智能化变电站运行维护技术的发展趋势主要表现在以下几方面:
2.1 运行维护技术的智能化程度更高
当前智能化变电站在运行管理、设备管理和信息体系这三个框架内都基本实现了智能化发展,随着科学技术的进一步发展,智能化变电站在结构应用方面的智能化程度将更高。光电式互感器机电一体化设备以及智能开关等技术的应用和发展,能在很大程度上促进变电站智能化的发展。变电站智能化技术的发展也会在很大程度上推动运行维修技术上的智能化发展。届时,当信息体系框架的运行设备检测到运行障碍和运行事故存在时,智能化运行维护技术将在最短时间内检测到变电站存在的问题,并根据具体的问题提示,制定出具体的解决方案。
这就要求变电站的运行维护人员要加强对新技术的应用,以此来促进运维技术智能化程度的增强,这也就在提高运维效率的同时,促进了变电站运行效率的提高。
2.2 运行维护技术的数字化程度加强
智能化变电站在运行过程中,其数字化技术的应用主要体现在变电站的信息体系框架能在分析变电站具体故障的情况下,通过计算机技术和具体的数学建模技术的应用,对故障产生的原因及故障解决措施进行数学建模,并将建好的数学模型传输给变电站设备管理的调度层,调度管理层通过对其维修意见进行审核,如果该建议符合设备维修的技术操作要求和标准,变电站的运行设备就会通过计算机技术的应用,进行自动化、数字化维修。具体来讲,智能化变电站运行维修的数字化功能的实现,有赖于运行维护人员对计算机及相关的设备自动化技术的应用,在对智能化变电站常见故障和事故进行分析的基础上,利用计算机程序进行建模,这样就促进了智能化变电站运行维护技术的数字化发展。
2.3 运行维护技术的程序化程度加强
由于智能化变电站技术还存在很大的技术运行上的欠缺,所以在此基础上进行的智能化运行维修技术也存在较大的程序性故障。当前的智能化变电站的程序化操作技术,大多还是基于IEC61850协议构建的程序化操作平台。随着计算机技术的不断发展,这种传统的运作方式已在很大程度上得到改变,例如,传统的倒闸操作虽然已经实现了智能化,但由于计算机程序运行技术的发展还不能实现完全的程序化,所以在对操作票进行选择、执行和校验时,对人工还存在一定的依赖性。在今后的智能化变电站运行过程中,程序化操作的应用,将在很大程度上减少运行维修过程中对人工的依赖,这将不仅有利于维护技术效率的提高,还能在降低技术人员劳动强度的情况下,真正实现智能化变电站运维的程序化。
2.4 应用在线监测装置,促进动态管理的实现
基于智能化变电站在国家电网中的重要地位和影响,加强对变电站的在线监测,实现动态管理也将成为变电站运行维护技术的一个发展趋势。变电设备在运行过程中,一旦出现故障,就会产生相应的物理、电气和化学上的渐进变化。在智能化变电站运行的过程中,通过对这些特性进行在线监测和实时的数据分析,能实现对运行事故的及早发现和控制。随着技术的发展和在线监测装置系统的日渐完善,智能化变电站将实现对智能化变电站连续或间断性的在线监测。具体来讲,在对不同类型的在线装置进行维护时,必须综合分析变电器的油色谱监测装置、组合电器的微水装置以及局部放电的监测装置。
3 结束语
随着计算机技术和变电站智能技术的发展,智能化变电站的运行维护技术将获得更大的发展空间和前景,智能化、数字化、程序化和动态化将成为运行维护技术今后的发展趋势。
参考文献
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作者简介
黄鑫晨(1985-)男,汉,江苏南通人,南通供电公司,变电专责,本科学历,电气系统及其自动化方向。
关键词:智能电度表 未来电网 节能环保
智能电度表作为一种新型的电表,与以往普通的电度表相比,最突出的特点便是其为全电子化的节能电度表,是科技进步的一种表现,代表着未来电网发展的趋势――智能化与节能。
1、智能电度表的简述
1.1 智能电度表的概述
智能电度表作为新型的电表,它具备传统的普通电表的基本功能――用电量的计量功能之外,最主要的是它代表了未来电网的发展方向――节能型、智能型的电网。智能电度表是智能电网的智能终端,就中国而言,随着国家电网智能化的建设与推进,智能电度表被大众接受和使用将会迅速普及。智能电度表的工作原理是实施网络供电或者银行供电的形式,用电户在电力公司创建的网络页面内的营业点进行缴费,当然需要用电户开通网上缴费的业务。
1.2 智能电度表的主要功能
智能电度表完全是现代化的管理,省去了上门抄电表、收费等麻烦,一切都进入智能化、现代化的时代,并且其“先买电,再用电”的形式也避免了一些收费难的顽疾。智能电度表拥有以下主要功能:自动断电,促使用电户购电及时;网上缴费或者银行缴费便利;一卡一表,防窃电;能耗低,环保节能和过压保护功能等。
2、从智能电度表的节能环保到未来电网的发展方向
2.1 智能电度表的功能与未来电网节能环保的联系
智能电度表作为一种新型的节能环保的电表,是促使未来电网向节能环保方向发展的重要推助力。从智能电度表的功能中我们也可以看出,未来电网的发展会以节能环保作为主要特点。
智能电度表较之以前的传统电表最为主要的特点就是其智能化、节能化。智能化的表现是:第一,当购买的电量小于报警电量时,电表常常显示剩余电量提醒用户购电;第二,当表中购买的电量等于报警电量时,跳闸断电一次,只要用电户再次插入IC卡,便可恢复供电,作以提醒用电户及时购买电量;第三,在电表内购买的电量用完时能自动断电,督促用电户及时购买电量。而节能化主要是未来电网的发展方向,其体现在:第一,智能电度表采用最新设计和SMT先进生产工艺,使得电量消耗低,有利于节能目的的实现;第二,通过网上缴费和银行缴费的形式,减少了电网公司的人员压力,不用上门查表,入户收费,对于电网公司的人力资源的合理利用使得未来电网拥有环保和节能的特点。
2.2 未来电网的环保节能意识在其他方面的体现
现在社会电器的普遍应用使得用电量与用电范围的扩大,从而也曾引发一系列的危险事件。随着智能电度表的诞生,不仅使人们在用电方面得以安心,而且还引领了节能环保用电的新潮,伴随着越来越多的人群的使用,在某种程度上也是为“绿色社会”、为环保节能作出了贡献。但是,未来电网的节能环保特点不仅仅体现在智能电度表上,还通过很多方面来表现。
从我国来看,要建设高效安全、经济环保的现代化电网结构,需要在全国范围内进行能源的优化、整合,提升电网的供电能力,实现智能化的技术,拓展供电服务面,完成“以电代煤、以电代油”的模式,在生产、消费、运输等各方面实现电能的替代,使得全面的节能化的实现。以电代煤、以电代油的模式是最直接的节能方式,本身煤、油资源就是不可再生资源,而现今的技术也不能将其全然利用,更严重的是使用煤、油还对于环境有所损害,对于电力资源代替煤、油资源是一项显而易见的节能环保的方式。而拓展供电服务面,最接近生活的就是可以在城市中多设立电动车充电站点,既是方便了市民的出行,又是为环保节能做出贡献。电动车在城市的普遍不仅可以缓解城市的交通压力,更为重要的是可以减少机动车的尾气排放对环境的污染。
不管是智能电度表的应用,还是其他电力方面的节能环保概念的融入,都是在指明未来电网的发展是朝着节能环保的方向前进的。未来电网以节能环保作为发展的指向标也有其原因:一方面是当今世界和社会发展现状的现实要求;另一方面是结合了我国的国情出发,我国虽然是资源大国,但是资源人均占有量确实较少,为了实现我国经济更好的发展、可持续的发展,我国的建设、发展都将是以节能环保标准和最终归宿。并且电网的节能环保概念的普及,还可以缓解我国资源紧缺的问题,也可以在发展经济的同时,兼顾环境的保护,形成的良好的环境又为发展提供了一个稳定的氛围,这是一个良性循环。
3、普及智能电度表的意义
智能电度表的使用一方面减轻了电力行业送电的压力,使得电网供电管理的优化,在某种程度上达到自愿的合理利用,便也可以视为节能、环保的作用;另一方面,对于老百姓来说,智能电度表是电表入户,方便百姓查看用电的信息,更为方便的是交电费可以通过充值来实现,如今社会已经实现了足不出户,网上缴费的可能,这一系列的进步都是方便了老百姓的生活。
对于未来电网的发展方向来说,智能电度表的普及使得人们节能环保意识的增强,这也就有利于电网在推动其他有利于环保,有利于实现“绿色社会”理念的产品的问世。智能电度表作为电网环保节能的有利措施,对于百姓将节能意识融入生活起到了重要的作用。
4、结语
本文通过对于智能电度表的简单介绍,联系到未来电网的发展趋势――节能环保。节能环保,作为智能电度表较之普通电表的突出特点,也作为未来电网发展的方向,对于新型智能化的电表的普及和推广带来了许多便利,对于“绿色社会”的打造也起到了积极的作用与影响力。
参考文献:
[1]周晓红. 新型智能电表的发展现状及趋势[J]. 中国高新技术企业,2011,33.
[关键词]电力调度 自动化 功能 发展趋势
中图分类号:O014 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)04-0035-01
一、电力调度自动化系统的发展及现状
我国一直非常重视电力工业的发展,因为它不仅是国民经济的基础和命脉,而且影响着居民的日常生活。为了更好的对我们的电网进行监视和控制,目前国家已经把电力调度自动化系统来监测电网系统运行状况,从而保证电网安全、经济、优质运行。但是,由于我国地域面积大、整个电网规模大这一基本国情的限制,再加上国家经济持续高速发展的压力,国家对于电网调度的难度正变得越来越大。目前国内的电力调度分为国调、网调、省调、地调和县调,随着电子信息技术的普及和发展,以及电力系统各环节自动化设备的完善,电力调度自动化系统将会变得越来越智能化和专业化,这将意味着高级功能的应用为电力调度人员分析电网提供了可靠手段,同时这也对电力调度人员的专业技术和专业素质提出了更高的要求。
二、电力调度自动化系统的主要功能
要想熟练运用电力调度自动化系统,首先必须对其功能有一个清楚的了解,电力调度自动化系统的主要功能主要包括以下三个方面:
(一)系统运行监测与控制
电力系统监视与控制是电力调度自动化系统的基础,在整个系统中起着至关重要的地位。电力调度自动化系统运行监测主要是完成对其运行情况的采集、分析、处理与显示,它能够自动检测电力系统的异常情况,在预防事故的发生的同时进行相应的安保措施,并且通过显示或报警等方式及时提醒管理人员。电力调度自动化系统的控制功能主要是利用系统自控系统和人机对话设备来操作与控制各种安保设备,保证其可靠性与安全性。
(二)电力系统科学调度
电力调度自动化系统是电力系统科学调度的有力保障,在具体的电力调度过程中一定要遵循科学和安全运行的原则,在满足安全、电能质量和备用容量要求的前提下,在保证系统频率质量的条件下,以低能耗、高效能为目标,以全系统的运行成本最低为原则,将系统的有功负荷分配到各可控的发电机组,实现精确调度,充分发挥调度的经济效益,从而确保各在网用户的正常用电需求。
(三)自动发电运行控制
对自动发电运行进行控制是电力调度自动化系统的一项重要工作,它主要是通过利用调度监控计算机、通信通道、远程终端、发电分配装置、发电机组自动化装置等组成闭环控制系统,通过系统监测的数据信息,及用电的冗余情况,对发电运行进行监测、分析与控制,来实现对自动发电运行的控制,一方面减少能源浪费,保持了发电量与用电需求之间的平衡性,另一方面提高了电力生产效益。
三、电力调度自动化系统的发展趋势
(一)系统的数字化和可视化
电力调度自动化系统的第一个发展趋势就表现为系统的数字化和可视化,当今时代已经是信息化和数字化的时代,电力调度自动化系统的数字化包括信息数字化、通信数字化、决策数字化和管理数字化四个方面。数字化将会越来越多的运用于未来调度自动化系统之中,我们可以利用电网运行数据采集、处理、通信和信息综合利用的框架简历分区、分层和分类的数字化电网调度体系,现代的电力调度系统可以通过遥视功能,把电网运行的数据以实物化,可视化图形的方式呈现给调度员,从而借助计算机图形显示技术等技术手段把电力信息化、智能化和可视化变为现实。
(二)系统的智能化和标准化
电力调度自动化系统的第二个发展趋势就表现为系统的智能化。智能调度技术是一种高级应用功能,它通过运用调度数据集成技术来整合并综合利用电力系统的稳态、动态和暂态运行信息,从而实现电力调度自动化系统中的高级应用功能。电力调度自动化系统通过实现智能化,其最终目标就是要建立一个基于紧急控制一体化和广域同步信息的网络保护的新领域,以及电力系统元件保护和控制、区域稳定控制系统、紧急控制系统、解列控制系统和恢复控制系统等具有多道安全防线的综合防御体系。
(三)系统的网格化与集成化
系统的网格化与集成化是电力调度自动化系统的另一个发展趋势。系统的网格化可以有效解决解决电力系统超大规模电网的数据共享和计算分析问题,这一问题的解决主要是以网格技术为平台,通过构建未来互联大电网监控系统(广域分布式EMS)来实现实现各级电网调度自动化系统和调度员培训仿真系统,从而保证电网的安全稳定地运行和控制。而系统的集成化主要是综合利用多尺度、多角度、宽范围的电网信息和各系统内存在的各种数据来实现调度数据的整合和数据共享,其最终的目的就是要实现电网调度的智能化、现代化和信息化。
综上所述,在电网发展速度加快,电子信息技术和计算机科学技术发展日新月异的今天,电力调度自动化系统是未来电网运行发展的大势所趋,具有很高的实时性、安全性和可靠性,显然它已经成为目前电网工作中的重要一部分,随着电力调度自动化系统的不断发展和日益完善,它必然会凭借自身的独特优势来有效维护和保障电网更加安全、可靠、经济地运行。作为电力调度管理员,我们所要做的就是顺应时展的趋势和要求,不断提高自身的业务素质和技术水平,从而为电力调度自动化系统的数字化和可视化、智能化和标准化、网格化与集成化做出自己的一份贡献。
参考文献
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关键词:电网 智能 调度 发展趋势
中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)11(c)-0104-02
电网调度的自动化系统对电力系统的的更加合理、经济的运行起着重要的作用。在过去40多年的智能化系统发展过程中。电网调度自动化系统已经从以往的硬件专用型转向了通用型方向发展,从系统结构集中式向分布式方向发展。如今,电网调控配一体化的建设工作已经是内蒙古电力有限责任公司十二五期间作为提升对电网驾驭能力的一项重要举措,鄂尔多斯电业局正在加紧建设电网调控配的一体化设施,大力开展调控配一体化的试运行,下一步,随着鄂尔多斯电业局配网自动化系统建设的不断成熟与逐渐完善,内蒙古电力公司调控配一体化建设将会更加全面的推行。
1 电网调度的发展历史及现状
1.1 电网调度发展历史
作为电网调度而言,从进入“十一五规划”的第四个五年规划时,随着我国经济的快速发展,使得本身已就处于电力供应紧张局面下的一些电网的供电形势显得更为严峻,对电网供电系统造成了严重的威胁,为了适应经济发展需求,保证用户的用电需求,到了第五个五年规划后期,一些相对发达的地区在电网调度部门上装备了电网调度自动化系统,随着系统的优势发挥,电网运行效果取得了初步成果,在一定程度上解决了这一难题。而到了第六个五年计划年代末,原水电部农电司从调度自动化工作的无序发展中逐步认识到,如果不对电网调度自动化工作进行必要的规划以及相关指导,将会造成更加严重的损失。为此,相关部门带头,会同调度通信局、电力科学研究院、电力规划院等相关部门机构于组成了调查组,对一些省的调度通信、自动化产品进行了实地调查,并提出了要对电网调度自动化的规划进行完善,起草县级调度自动化系统实用化的要求,以及加强了对现有电网调度自动化工作的指导导和对调通信与自动化产品相关开发、研制部门、生产厂家提出合理建议。原水电部农电司并先后了一系列文件,使调度自动化工作逐步走上了正规化的道路。
1.2 电网调度的现状
现今国家电网的调度是代表国家电力公司对电网进行调度,并且对所控制的调度范围内的电厂、跨大区电网的联络线及有关电网等进行实时调度的权利是直接的。在此基础上,在跨省电网以及独力省电网上设有多级调度机构。这种层级管理机制的设置既是我国电网调度经过多年实践的科学总结,也与国际电网调度的调查结果吻合,但是我国现在的电网调度制度仍旧面临许多难题,这其中最突出的就是法制观念相对淡薄。为此,我国制定了相关的法律法规在一定程度上缓解了这一现状。
2 调度自动化系统的发展
调度自动化系统的发展是适应电网调度的需要而产生的,新一代调度自动化系统在现有技术的基础上,还应该发展如数字化、标准化、智能化等多种新技术来完善电网调度自动化这一环节。
数字化的本质就是对电力调度的所有信息进行量化统计,以数字量的形式进行科学管理,者也是是未来一段时间内电网智能发展的主流方向,主要针对电网中心的内部调度系统之间的不同数据、功能的分享和协调。快速、安全的电网环境以及实施有效、精确的电网运行信息是数字化电网监控的重要元素。我们应实施数字调度,达到数据稳定、能够紧急控制局势,以此达到安全、经济、快捷方便的管理目标。
标准化就是遵循及制定新标准两个方面的含义。这其中需要注意的是我们不应以遵循标准为目的,遵循标准只是一种手段,要想在标准化上实现真正意义上开放只有遵循标准才能实现其目标。目前在国家电网调度中心的领导与组织下,国内厂家均对这些标准给予了高度的重视。随着对这些标准的深入研究与理解、不断的实际应用及实验操作的不断深入,相信自动控制的标准化会在不久的将来实现
虽然这样,想要达到标准化也不是一项简单的事情,目前在电网方面的应用还基本是以电网系统之间异构硬件连接标准为主,主要解决的是异构系统之间互相操作的相关问题。所以这种从内到外的标准化发展进程是电网智能发展的主流方向。所以电力设施硬件标准化的最终目标就是实现快捷,适用,从而最终实现完全开放。目前国内主要电力相关厂家的自动化产品都已经在不同程度上支持电力设施硬件标准。对于这一目标的研究探索已经取得了一些进展,其中标准化的另一个主要方面就是要制定新的标准,例如,针对数字化所带来的各种信息的采集、处理方面,针对电力输送的电网模型共享也需要制定新标准。
集成化是为了互联电网二次调度而形成的体系,这种系统需要综合利用多角度、多尺度、大广域范围的电网信息以及目前分离的各系统内存在的各种数据。调度数据集成化的最终目的就是实现调度智能化服务,以实现调度数据的整合,实现数据和应用的标准化,实现相关应用系统的资源整合和数据共享,实现电网调度信息化和管理现代化。为统一的、智能的管理电网调度提供一个平台。通过这一平台来对电网运行的各项信息进行数学建模、数据分析、配置最优方案等多种操作,并实现数据调度的智能化。
电网调度的发展趋势最终还是走向智能化。电网智能发展是采用数据调度集成技术,对电力系统的动态、静态以及暂态运行的各种信息进行有效整合,来对电力监测系统正常运行进行优化、预警和动态预防,从而对调度事故进行智能识别和事故后的障碍处理分析及系统恢复,在紧急状态下的协调控制,实现调度、运行和智能化管理及可视化电网调度等智能应用功能,并同时控制指导使其正常运行操作和控制恢复事故状态。这就是包括电力市场运营、电能质量在内的智能电网调整及优化。
电网调度智能化的最终目标是建立一个与同步信息的网络维护和紧急控制一体化的新理论与技术,并且实现对电力系统、区域稳定紧急控制系统、恢复控制系统等相关系统的协调保护以及控制,实现具有多种安全防护设施综合体系的防御。
3 结语
随着经济的不段发展以及科技的飞速进步,目前我国电网调度自动化系统在科技、经济、社会、政治的推动下也正在朝着数字化、集成化、标准化、智能化的方向发展,这对于电网电力体制变革等新形势而言电网调度智能化系统既遇到了新的机遇又碰到了前所未有的挑战。电网数字化是实行自动化系统的基础,而信息标准化则是要采取自动化管理的重要手段,智能化则是我国电网调度自动化未来发展的大方向,这也是目前电网技术革新的最终目标。现在的网络、计算机等人工智能领域的新技术以及新的指导思路为电网调度自动化系统的发展提供了强有力的技术和思想保障,为现在电力电网智能系统的迅速发展提供了强大的推动力,相信在外界经济因素的带动下,在国家部门的规划下,在强有力的科技推动下,未来电网调度自动化技术及系统有更快更大的发展。
参考文献
[1] 关于智能电网调度自动化的研究[J].城市建设理论研究,2011(13).
关键词: 智能配电装置 电气自动化系统 应用
智能配电装置是采用先进的计算机技术、微电子技术、电力电子控制技术以及网络通信等技术设计制造,具有运行状态和电量参数自动检测、自动控制和自动故障应急处理能力、并具有网络通信能力的高性能、高可靠性的低压配电装置。
随着发电机组向大容量、高参数方向的发展,电气控制系统(ECS)的自动化水平愈显重要。配电系统的性能在很大程度上保证了电网的正常运行、工业企业的连续供电及各种传动装置的可靠工作。随着计算机与通信技术的飞速发展,配电系统的构成已经从开始的模拟元件发展到今天的数字化、自动化、智能化控制单位,配电系统本身也发展成为智能装置组成的系统。这种智能化的配电装置实现了信息的采集、处理、就地控制、信息的传送与管理、系统的协调与优化的功能。
一、智能配电装置能够发展的原因
本文认为智能配电装置之所以能够在ECS中取得好的应用效果,这与其自身优势和电气自动化系统的发展趋势是密切相连的。
(一)智能配电装置的优点
1.自动化程度高。
2.安全性高。
3.工作效率高维护费用少。
4.可靠性、准确性提高。
5.元件的数量减少。
6.所有系统元件都能十分方便地预实验,从而缩短调试和投运时间。
(二)ECS的发展趋势
在常用的电气综合自动化系统拓扑结构中,现场总线结构以明显的优势成为了目前最具发展前途的方式。现场总线结构中智能设备就地安装,通过网络与主机相连,可以节约大量控制电缆,还能减少很多变送器、隔离设备和机柜。另外,系统中各装置的功能相对独立,装置之间仅通过网络连接,网络组态灵活,使整个系统的可靠性大大提高,任一装置故障仅影响相应的元件,不会导致系统瘫痪。现场总线技术、网络通讯技术和智能化设备是电气综合自动化系统的核心,智能化设备的选择与可靠故障判别是保证系统安全稳定运行的关键。
二、智能配电装置在电气自动化系统(ECS)中的实际应用及效果
本文认为智能配电装置在电气自动化系统(ECS)中的实际应用及效果包括以下4个大的方面:
(一)带来了自动计量管理增强了ESC的实时监测
自动计量管理能缓和需求增长和减少窃电。智能仪表装在家庭或商业区,通过用智能仪表收集不同时间的电力消费数据,帮助实现分时计价,鼓励消费者在高峰时间少用电能。分时电价受到各国政府的欢迎,因为它有助于减少高峰需求增长,推迟配电网络改造,保持电价稳定。另外,安装在配电网络上的智能仪表也能帮助供电企业确定窃电位置,从而减少企业损失。通过鼓励避峰消费,还能帮助平衡配电网络负载。
(二)资产的远程监视与控制提高了ESC服务水平
资产的远程监视与控制能够延长关键配电网络资产寿命和通过故障预测改善客户服务。传统的遥测网依赖于点对点的通信系统,设置在配电网络的故障指示器和开关连接到中央控制室,为了发送和接收信息,每个设备需要建立专门的通道许多设备完全不连接,大量的计量设备由现场工作人员人工读取,配电网络管理基于受限和时延的信息。设备投资基于年限和设备人工检查,运行人员通常在用户投诉时才发现故障。
智能配电网的遥测提供更实时的状态检测,它废除了点对点的通信而支持标准的分组网络。简单的故障指示器被先进的状态传感器替代,能提供详细的设备状态信息,帮助运行人员确定设备何时将出现故障。智能配电网络不仅提供数据预测和帮助防止故障,而且也提供事故追忆。能够使控制中心准确地向故障所处位置派遣工程师。远程传感器能够监测配电网络运行和配电网络容量是否一致,当元件开始超出优化范围时可及时给运行人员警示。传感器能在配电网络开始发生局部故障时探测发现问题,
(三)基于IP的SCADA与无线通信技术提高了ESC的运作效率
配电网的数据采集及监控(SCADA)对象来自广大地域的配电线路、一次设备以及配电终端,它们大多运行在温度变化剧烈、环境污染、电磁干扰、存在外力破坏可能性的恶劣环境中,因此要求它们及连接它们的通信系统具有很高的可靠性。利用基于IP的SCADA,能削减通信成本,并提供一个健壮的、容错的体系结构,容易大规模跨通信网络支持传感器、智能仪表和远程个人数字助理(PDA,PersonalDigitalAssistant)的使用,超越原有通信基础设施的限制。基于IP的SCADA以标准互联网通信协议替代成本密集的专用SCADA系统。这种变化将从依赖设备生产厂商的私人通信协议中解放出来(转换时可保留现有设备),并提供更高的通信网络容错。
无线通信技术不仅作为基于IP的SCADA系统的一部分得到蓬勃发展,同时,装备PDA和数字地图的工作组随时掌握由中央控制中心传来的信息,便于实现移动作业管理,有助于提高维护、修理速度和正确性,改善客户服务和树立企业良好形象。
(四)提高了ESC的元件寿命、网络优化运行效率
先进的配电网络装置在提高ESC元件寿命分析、ESC优化和ESC运行分析3个方面都有非常大的作用。
1.ESC元件寿命
有助于确定ESC元件何时被更新和当它们发生故障时如何维护。ESC元件(如变压器绝缘)伴随使用恶化,因相似的设备以相似的形式发生故障,通过数据挖掘,它们的寿命能基于历史使用模式进行分析,实现状态评估。
2.ESC网络设计优化
能降低ESC网络的运行成本和减少资金支出。没有来自智能ESC的详细信息,供电企业必须通过大面积改造ESC,以应对负荷增长的需求(假设每个用户都是大用户)。从另一方面说,单独用户负荷模式的分析,能够使供电企业避免在事实上不需要改造的地方改造线路。
3.ESC运行分析
能改善ESC网络的可靠性。通过实时监测伴随的故障电流,运行人员通过配电网络分解和开关转换来实现故障区域的隔离和运行方式的改变,以减少网损,增加系统安全性。
参考文献: