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智能电网中涉及到的很多高端技术往往是能够体现科研团队和一整个国家科技实力的核心技术。继电保护技术在智能电网的开发建设中肩负着电力网络内相关技术的维修以及设备检测的关键任务,所以在电力保护的工作中有着相当重要的作用。可以说智能电网能否安全有效地正常运行,完全仰仗于继电保护技术能否很好地发挥作用。
1 智能电网技术简介
智能电网是以传统电网架构为基础,设计一种高速的信息双向通信网络作为电网内信息的传递技术,从而实现电网内信息的无缝传播。除了传统的电网系统之外,智能电网技术还要将一些先进的信息技术、网络技术以及传感技术等继承到电网系统内部,从而实现电网系统的信息化和数字化运行。智能电网技术的关键在于实现信息化的电网内部信息传输,从而对电网系统整体的运行进行优化和调整。
2 在智能电网中继电保护技术应该注重的技术要点
2.1 继电保护整定运算的复杂性
电网在向智能电网这一先进技术发展的过程中其电网的设计方式是在不断复杂化的。在智能电网中,电网的各种接线和联结模式出现重叠和交互的情况变得越来越多,这些重叠和交互是需要通过电网的计算来进行一定的安全措施防护的。智能电网中的整定计算就是负责这方面安全保护的计算,智能电网中安全保护的各种配合需要通过详细的计算进行确定和修正,各保护之间的可靠性、选择性等都需要通过整定运算进行协调。
2.2 智能电网继电保护中的数据同步
一般的智能电网中采用合并单元数据的方式进行数据采集,其数据来源主要是分布式的电子互感器,所以保障数据同步的重要技术设备就是时间同步设备,一般采用卫星时钟源进行智能电网系统中的时间同不妨做。同时,智能电网的特点决定了其数据的采集模式是双向的,在电网结构中的接点是电源节点和用户节点的统一,所以分布式电源在这其中可以作为系统的一部分进行分列表示,从而在电网运行的过程中将无法整定的过流保护值与距离保护所带来的影响降到最低。
3 智能电网中继电保护的新技术分析
3.1 继电保护新技术的主要结构
一般的智能电网中继电保护技术主要是由故障诊断模块作为核心的,以及自我修复的相关模式,在智能电网发生一些故障的时候能够迅速地判别故障区域并且对故障模块进行隔离,从而提高智能电网的安全性,智能电网中对数字化变电站的依靠使得继电保护的安全性要求有所提高,在@一过程中不仅要保障智能电网内相关信息的运输,还要保障用户在具有安全性的情况下顺利地读取和调用相关信息。继电保护装置在网络中承担着智能终端的作用,对智能电网的安全性有着较大的提升。同时继电保护中也有一定的整定计算能力,这一计算方式能够通过对智能电网中运行方式以及相关的特性、数值变化进行相应的控制和管理,这样继电保护才能以更加数字化的方式实现对只能电路整体故障的管理和控制。
3.2 继电保护中的广域保护技术
广域保护技术是在智能电路中以“域”为单位进行电网相关故障的处理以及电网保护的技术,这是对继电保护核心技术要求比较高的一种方式,作为继电保护的一种关键领域技术,广域继电保护能够在安全自动得到保障的情况下为智能电路的完善运行提供更多的问题解决方案,解决了现有继电保护技术中保护整定计算较为复杂的问题,提高了智能电网整体在复杂环境当中的工作灵活程度。
3.3 智能电网中继电保护的重构技术
智能电网中继电保护的重构技术即智能电网的自我修复和诊断功能,这一功能可以将智能电网中一些元件故障所造成的损失降到最低,并可以自动寻找一些可替代的元件进行技术层面的系统重构,从而实现继电保护系统的完善运行。继电保护的重构技术在很大程度上要通过电子传感器的运行来进行数据采集与分析,所以在实际的工作当中要提高技术人员的技术素养,实现技术层面的改善和电子传感器的信息数据精确化处理。
4 结语
智能电网的建设要求下,电网系统的核心技术科技含量在不断提升,继电保护技术是智能电网中维护其安全运行的重要环节,继电保护的重要核心技术有广域保护断电防护技术和以信息分析与收集为核心的只能电路重构技术,这一技术需要从智能电网建设中的实际情况出发,将智能电网的成本与效益综合起来考虑,兼顾继电保护的安全性,从而实现技术层面的革新。
参考文献
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[2]何坤.浅析智能电网继电保护技术[A].北京中外软信息技术研究院.第三届世纪之星创新教育论坛论文集[C].北京中外软信息技术研究院:,2016:1.
[3]吴景.论智能电网发展环境下的继电保护新技术[A].北京中外软信息技术研究院.第三届世纪之星创新教育论坛论文集[C].北京中外软信息技术研究院,2016:1.
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。
在2010年3月召开的全国“两会”上,总理在《政府工作报告》中强调:“大力发展低碳经济,推广高效节能技术,积极发展新能源和可再生能源,加强智能电网建设”。这标志着智能电网建设已成为国家的基本发展战略。
3M公司凭借着在通信行业和电力行业多年的丰富经验,积极参与智能电网各个环节的试点及研讨,将通信和电力线路上的成熟产品不断融合,并着力于研发新的适应智能电网发展趋势的新产品和新方案。
1 数字化变电站
随着变电站的整体数字化进程,越来越多的变电站实现了无人值守,这对变电站内电力设备的状态监控要求也越来越高,而视频监控已成为变电站建设的标准配置。由于传统光纤熔接方式在变电站内的使用存在多种限制,而光纤机械接续可以很好地解决这些问题。首先,位于高处的接续点,不适合携带光纤熔接机设备进行热熔接续。其次,光纤熔接机操作时需要平整且足够的放置空间,而高空作业时不具备这种环境。最后,接续点靠近电力设备,周围存在强磁场,熔接机设备容易受影响。正是由于这些因素,光纤机械接续的操作方便和工具简单且轻便等优点完全适合在数字化变电站的场景下使用。
图1 光纤机械接续现场施工
2 配电自动化
与输电线路的点对点的方式不同,配电线路分支复杂,经常迁改,节点繁杂,且同杆多回,因此输电线路上点对点的接续引下方式无法适应配电线路上的应用。以广东电网为例,从1998年开始大规模使用光通信技术,至2010年输电网站点的光纤覆盖率已经超过95%,然而配电网站点的光纤覆盖率还不到5%。广东电网从而尝试着选择适合配电网络线路特点的成熟光传输技术,研究低成本和方便的架空配网线路上架设光缆的方式,以及光单元的绝缘和引下的解决方案。最后采用了EPON组网技术,使用OPPC光缆作为架空光缆,利用合适光缆接头盒作为绝缘和引下的方案,并采用光线机械接续的产品从而形成通信网络层到终端接入的全程解决方案。
图2 光纤机械连接插座及保护盒现场施工
3 光纤复合中压电缆应用
图3 复合电缆户内终端
图4 复合电缆中间接头
作为一种新型的集成了传统电缆和传统光缆技术的复合电缆,光纤复合中压电缆的应用也将成为一种趋势。但是传统且成熟的电缆和光缆的操作方式在智能电网的建设中如何融合在一起,也决定了光纤复合中压电缆大规模应用的实现速度。3M公司开发的复合电缆中间接头和复合电缆户内终端解决方案,在全国多个省市的试点中得到应用,使光纤复合中压电缆的接续和成端的技术趋于成熟。在这里光纤的接续也是采用了光纤机械接续技术取代传统的熔接方式。
4 光纤复合低压电缆应用
根据国家电网公司对于电力光纤到户智能小区的建设的要求,光纤复合低压电缆将会大量应用于智能小区的光纤接入,为用户提供智能抄表和宽带接入的服务。根据3M公司在国内外积累的大量光纤到户的实际经验,为多地的电力光纤到户试点建设提供了方案和产品,努力缩短线路施工周期,提高施工效率。例如在上海的某个电力光纤到户的项目中,使用了大量的3M光纤现场连接器,一位没有光纤经验的施工队员,不需要任何特殊工具,一周时间完成500个光纤连接器的施工并通过了验收。
【关键词】 智能电网 电子电力技术 应用
一、智能电网内涵和特点概述
智能电网在实际运行过程中,最突出的特征和优势就是自动化特性,能在提高整体性质的同时,优化电力输送效率和输送质量,并且新增一些辅的组件,确保整体动态容增系统和技术装置结构的有效性。另外,在智能电网运行过程中,还出现了实时响应平台,能有效的提升整体系统的灵活性和系统性,并且保证信息传递的稳定性。
1.1智能电网具有较强的自愈性
在信息传递过程中,不需要人为干预,只需要实现整体电力系统的平衡,建立健全完整的运行机制和操作框架,就算是在元件出现问题时,系统也能借助自身的自愈性,避免出现供电中断的问题。另外,在系统运行过程中,能实现智能电网的检测和自身分析[1]。
1.2智能电网具有较强的安全性
正是基于其运行结构的自动化,能在受到功率流以及信息流系统侵扰的过程中,运用自身的抵御能力,确保整体电力系统的完整度,并且保证工作人员的安全以及设备的安全。
1.3智能电网具有较强的交互性
在智能电网运行过程中,智能电网结构也包括末端的电力用户,能确保两者之间建立有效的自适应交互过程,在这个过程中提升整体电网的运行动力。也能建立有效的管控机制,确保电力用户能在智能电网中获得更大的实际利益。
1.4智能电网具有较强的经济性
随着智能电网项目的普及,能在实际项目处理过程中,运行更加有效的操作流程和运行框架,确保整体系统结构和系统有效性,由于是对电网资源的整合和集体管控,因此,能发挥最大化的经济性,确保利用效率提升的同时,经济支出减少,并且从整体管控层面上实现了扩容项目的优化。
1.5智能电网具有较强的优质性
在对智能电网运行结构进行综合分析的过程中,正是由于整体系统的完整度,加之整体电网结构是建立在高科技和数字化技术层面上的,因此,能建立更加高效优质的运行结构,并且保证分段用电项目的合理性。
1.6智能电网具有较强的市场性
随着科技的进步和社会的发展,对于智能化的接受能力越来越强,人们在对电力系统进行综合管控的过程中,更加注重效率和基本质量,对智能电网的关注度也就在不断增大。特别要注意的是,要形成非零和博弈状态,才能不断推进智能电网项目的市场化发展路径。
二、现代电子电力技术在智能电网中应用的具体路径
2.1现代电子电力技术应用在输配电领域内
将现代电子电力技术应用在输配电项目中,具有一定的社会价值,值得相关研究人员认真思索有效的发展路径,建立更加有效的管控机制。主要是和电力系统有无功补偿和谐波抑制技术建立有效的配合联系,确保运行结构符合市场发展需求。另外,近几年,我国FACTS技术在不断进步,主要就是依托电力电子装置进行系统管控。并且在长距离输电项目中,现代电子电离技术的应用范围也在延展[2]。
2.2现代电子电力技术应用在电源领域内
将现代电子电力技术应用在电源领域内,主要是借助有效的管理机制和管控措施提升管控效果,确保整体装置运行的完整度。要利用电力电子装置向不同的设备提供有效的负载电源,分别直流电源、恒频交流电源和变频交流电源。
2.3现代电子电力技术应用在智能家电领域内
智能电网项目的运行和发展最大的目的就是惠民,保证人们的生活水准直线上升,而将现代电子电力技术应用在智能家电中,能实现整体运行结构的优化,并且保证最大化的有效利用。特别要注意的是,现代电子电力技术和智能电网项目的融合是微电子技术以及信息技术等项目的统一,真正提升了系统的自动化水平。
2.4现代电子电力技术应用在新能源研究领域内
在传统发电项目中,火力发电、水利发电以及小规模核能发电都是较为普及的方式,而随着世界能源的消减,只有运行更加绿色环保且可持续发展的能源,才能提供庞大的需求。利用太阳能发电以及风力发电项目已经逐渐成型,但是会受到一部分环境条件的制约,发电质量也并不尽如人意,正是基于此,电力电力技术项目的优势逐渐凸现出来。常采用分布式发电以及微网技术进行发电,能在提升质量的同时,优化发电效率。
结束语:总而言之,在能源问题日益严重的当下,优化运行新能源技术和子电离技术推进智能电网项目的运行具有时代意义,值得推广。
参 考 文 献
1.1物联网介绍
1.1.1物联网概念
物联网是指利用射频识别技术(RFID)、全球定位系统(GPS)、传感器等技术将物体与互联网连接在一起的技术,物联网可以实现信息交流与通信,是互联网技术的深入应用[2]。物联网被视为互联网未来发展趋势之一,其中物联网中的每个物体都是有标识、属性的个体,利用智能接口,按照一定的通信协议连接到互联网中。
1.1.2物联网主要特征
1)标识与感知。物联网可通过RFID、传感器等技术标识物体,并能通过上述技术感知或捕获研究目标,采集该物体的相关信息。
2)信息处理。物联网获取的信息可以利用计算机进行大数据计算与分析,从而获取极具价值的信息,以供决策与控制。
3)信息交流。物联网与互联网技术一样,可以实现数据的实时共享,及时将系统信息数据通过网络传输到系统中心。
1.1.3物联网关键技术
物联网技术一般可分为感知层、网络层以及应用层三大环节,每一个环节都对应有关键技术。感知层关键技术包含RFID技术、二维码、传感器技术等,利用上述技术能够实现对物体的标识与感知[4]。网络层关键技术包含计算机技术、互联网技术、云计算技术、大数据处理技术等,是信息处理、数据管理的核心。应用层关键技术包含智能芯片等,是信息处理的应用执行层面。近年来,随着物联网技术的不断发展,出现了许多新型技术或多种技术融合的综合性技术,如PML开发技术、嵌入式技术、传感器网络技术、信息安全技术等,这些技术的应用显著提升了物联网的性能。
1.2智能电网介绍
1.2.1智能电网概念
所谓智能电网,其本质是电网的智能化发展,以物理电网为基本框架,充分结合测量技术、传感技术、信息化处理技术、决策系统技术、计算机技术、互联网技术等智能化技术而形成的综合性智能电网。智能电网的应用,将资源开发、电能应用、电网管理等各个环节实现了智能化集成,不仅实现各个环节的无缝连接,而且提升了电网的工作效率及可靠性,因此,具有极大的经济效益。
1.2.2智能电网主要特征
1)自愈性。智能电网具备自我修复能力,当电网中出现故障,可以容错重组,实现系统自愈。
2)激励性。智能电网可以激发用户参与到电网的运作过程中,从而提高电网的工作效率。
3)安全性。智能电网相比普通电网具备更高的安全性,尤其是在利用智能化技术下,电网的抵御能力更强,电网安全性更高。
4)兼容性。智能电网可以兼容各种形式的发电、供电、蓄电,因此电网的兼容性更好。
5)优化性。智能电网能够优化各种电网设备的运行,降低电网的运行成本,优化性能优越。
1.2.3智能电网关键技术
智能电网未来发展趋势,是集合了多种技术于一体的综合性智能化系统工程。智能电网所包含的关键技术主要有可处理大量数据的信息处理技术;高效、实时的通信技术;电网能源分布式接入技术;系统容错技术;传感器网络技术;智能规划技术等。
2物联网技术与智能电网技术融合
物联网技术与智能电网技术的融合是信息化技术发展的必然,也是电网发展的趋势。采用物联网技术的智能电网,能够在资源整合、通信提升、电力信息化等方面的发展提供重要的支撑。此外,物联网技术的应用,能够提高智能电网的自动化、智能化,对提高智能电网的管理,提高电网的工作效率,降低运行成本等方面具有重要意义。为了研究物联网技术与智能电网技术的融合,笔者分别从感知层、网络层、应用层三方面进行介绍。
2.1感知层
感知层包含了各种传感器、智能芯片等信息识别与采集设备,从而实现对物体属性、行为的监测,并能够获取物体的基本信息数据,通过网络技术、通信技术将数据传输到数据处理中心。在智能电网中,采用物联网技术可以对输电线路、电气设备等电网目标进行识别与监控,并通过光纤通信技术或无线通信技术将获取的数据传输到数据处理中心。
2.2网络层
网络层是利用互联网技术实现数据传输与共享的关键环节。在智能电网中,主要以光纤网络为主要的网络层,并以无线通信网络、无线宽带网络为辅助,将感知层获取的数据进行实时传输。在智能电网的应用过程中,为了保证系统的安全性,因此对数据的传输提出了更高的要求,智能电网的信息传输主要通过电网系统的内部网络,只有在特殊环境下,才可以部分依靠公共网络。此外,为了保证智能电网的应用,电力系统的通信网络应该以骨干光纤网络为主,这样不仅能够保证数据传输的实时性,而且能够提高数据的容量。以光纤网络为主,辅助以无线宽带网络、电力线载波网络、无线数字通信网络等通信技术,实现双向宽带通信的智能电网与物联网的融合。
2.3应用层
应用层是物联网对相关信息或处理结果进行应用的层面,在智能电网中,应用层主要是各种电力基础设施、电力资源的应用等方面。电力基础设备将为物联网技术提供重要的信息数据,同时也为物联网技术提供数据处理与计算的基础设施,保证各种数据、设备的接口资源,为物联网提供各种适应性极强的应用。此外,应用物联网技术后,智能电网的在智能计算、大数据处理、模式识别等技术方面有了更有效的解决方案,能够应用物联网技术实现智能化决策,对提升电网的管理水平具有重要意义。
3物联网在智能电网中应用展望
物联网技术在物体识别与感知、信息处理、控制与决策等方面的能力,能够对智能电网的发展提供极大的推动作用。以目前的发展趋势来看,物联网技术与智能电网技术的结合与应用将不断的深入与完善,尤其是在以下几方面的应用,将成为物联网技术、智能电网技术融合的重要方向。
1)输电线路可视化。利用物联网技术的远程识别与感知技术,能够对输电线路进行可视化监控,结合无线通信技术、全球定位技术等,对输电线路冰冻、震动、故障等问题进行实时在线远程监控,提高智能电网输电线路的感知能力,缩减解决故障的反应时间。
2)电力生产智能化。利用物联网技术,能够实现电力生产的智能化管理,尤其是将RFID技术、传感器网络技术应用到电力现场作业,能够对误操作、非法进入等安全事件进行远程监管,可以对电力生产设备进行智能化管理,减少电力生产的安全隐患,结合用电信息情况,智能规划生产计划。
3)用电信息智能采集。传统用电信息通过电表人工采集,实时性、准确性均难以保证。应用物联网技术,可以建立远程用电信息采集系统,并将采集的数据通过通信网络实时反馈到管理中心,可实现用电信息的实时管理,提高智能电网的智能化,适时进行调峰调频,提升用电效率。除此之外,物联网技术还能在电力设备管理、电力设施全寿命周期管理、用电巡检等方面提供重要的应用技术保障,能够有效提高电网的可靠性,提升客户服务满意度。
4结语
电网运行的各个环节达到智能化管理控制电网的实施背景被称为智能电网。对智能电网进行有效开发需要对电网的管控,各项技术进行有效整合,达到实际供电需求,提升供电系统的内部稳定、安全、经济性功能。在实施电力运行环节时,我们要借助现代信息技术,提升实际电网管控力度,确保实际电力监管系统能够有序运行。光纤通讯、无线网络,宽带电力通讯技术都是电网通信技术的主要构成部分。通信技术里最为重要的是通信的主要手段,是完成通讯的主要手段,其建筑光波来承载运输信息,使用在通讯主线道上,能够使电力通信控制系统中得以有效使用,切实发挥自身实际作用;无线网络价格较为低廉,覆盖范围广,能够广泛运用在社会各个行业领域,其对智能化电网建设也存在着深刻的价值,而且可以拓宽智能化电网服务的信息范围;进行智能电网使用时,借助宽带电力通讯技术可以使智能电网技术实际需求进行有效分满足,对原有通信技术的不足进行有效缓解和弥补,又因为电力宽带通信技术实际传播性能广,覆盖面众多,可以为人民提供方便。
2智能电网对电力通信技术的要求
2.1电能计量功能
要想实现电能更好的管理电力公司开始借助智能电表进行工作。智能电表可以对电力相关数据进行有效收,同时兼具预付电费,抄表防亏电等各项功能,建筑智能化电表的调价管理模式,供电企业可以对用电较多的客户进行智能化调控。比如若客户实际用电量超出一定范围,可借助提升电费达到节约用电的实施目的。在电能计算精度上,智能电表对其有着高要求,要兼具自动采集处理分析的各项功能,因此,在使用通讯技术时需要对智能电表计量的功能要求进行有效满足。
2.2即时通信功能
使用智能电表能对电力系统实际运行数据进行集中收集处理,对电网可能发生的各类问题进行有效处理,及时发出预警信息,工作人员结合实际预警信息,对产生故障范围进行及时锁定,阻止电力故障持续扩张。对此。作为智能电网必须兼具即时通信的,通信技术能对电网实际运行状况进行分析处理,对数据信息进行有效传递和收集,达到合理输送和传递,保证电力数据系统的稳定高效。
2.3实时监测功能
使用智能电网可以达到电网无人化的值守,减少电力工人的实际工作强度。面对电网实际运行环境复杂、存在缺陷等各项因素,都会使电力设备绝缘体性能降低,造成电力电缆设备产生故障等等。我们可以借助对电力设备进行检测,保证其设备性能和实际运行要求相一致,借助可视化技术将实际设备进行有效监控,并及时向电力调度中心进行有效传输,达到调度中心能对实际电网设备具体功能进行有效监控,保障其智能化电网的实际运行效率。
3电力通信技术在智能电网中的应用
3.1应用于智能电网配电中的电力通信技术
想要电力系统能有效进行安全、稳定的电力输送,作为电力企业需要对配电网络进行合理规划和完善,确保电力系统各项功能设备状况良好。使用电力通信技术确实给智能电网提供了稳定的实际运行环境,特别是建设配电价等方面使用电力通信技术,能够对实际电网运行时存在配电架等问题进行集中有效处理,寻求解决措施,借助电力通信技术的智能化电网,采纳了很多先进的技术,当前国内电网处于集成、全面化发展方向,想要实现构建智能配电网的目标。比如对配电网络自动化环网建设时,想要对实际供电效率稳定性进行有效提升,就需要对环网柜进行有效设计。原来使用和维护环网柜需要很多的人力物力资源进行维持,而耗费大量精力却不能达到预期效果,当然现在电力通信技术不断进行提升,满足了智能电网自动化设置,添加开关在环网柜内部,参照实际运行状态对其进行有效调节,对基础设施进行优化管理,让负荷环境与其相适应,搭建更为专业的实际运行环境,解决对供电的集中需求。
3.2应用于智能电网输电中的电力通信技术
智能电网运行中输电线路检测工作是极其重要的,随着使用电力通信技术,智能化电网系统需要及时监控,对其进行建设时,需要将各类传感器进行有效安装,借助对信息数据的收集、诊断实际电网状态有无故障,如果发生了事故,工作人员将会对其进行及时预警,智能化电网可以借助出现的问题对其进行有效解决。从源头来说,智能化电网中使用电力通讯技,术能够有效对数据真实性进行保障,达到实施监控电网运行效率,确保进一步改变的电力通信网络奠定了实施基础。
3.3应用于智能电网变电中的电力通信技术
实际监控设备的相关实施数据以此被有效进行,做出合理分析,进而实现智能电网在实施时对数据的各项要求。信息选择设备进行有效控制信息选择设备进行有,在智能电网中有着更为严苛的要求,同时使用电力通信技术达到了电网有效传感和信息沟通,发挥了实际价值。对此,智能电网设备进行使用时,要选取最佳的变电设备。当前大多电力企业都在深入调查研究储能电池的高渗透性能,要求进而实现智能电网的实际建设要求,由此可知我们可以借助网络化结构选取最佳的电力控制设备,发挥其功能优势。由于近些年电力工作者不断努力,促使电力通信技术逐步发展,具备较强的技术含量,对电网中发生的故障能及时发现与有效控制。例如优化、融合等等。
4电力通信网络应用改善建议
4.1电力通信网络需要增强网络安全防护
使用电力通信技术能够确保智能电网朝着更加为人民服务的方向进行转变,由于实际电力网络分布范围涉及广知识对网络攻击承受能力较小。由于实际电力通信技术中的数字编码技术比较落后,对于电力通信网络数据不能有效破解,若遭受网络通信技术攻击会产生数据丢失、瘫痪等状况,想要顾客用电的相关性能进行有效保障,作为企业需要在各个环节对电力通信网络技术进行优化升级,发展电力线实际载波通信信道编码技术,强化电力通信技术安全性能的同时,完善其抵御其攻击性能。
4.2完善电力通信技术故障处理措施
单次制、单方向进行数据采集时电力通信系统中的数据传输实施方式。此类数据传输方式,若发生通讯故障,会致使数据丢失或发生异常。而作为供电企业。需要对数据进行及时收集归纳并进行备份。保证若通讯系统出现障碍时,能够对问题进行及时查看。作为企业需要对数据具有纠正和弥补能力,及时调配电力通信,实施资源搭建系统完备的客户反馈管理体制机制,确保智能电网在后续能够有效发展。
4.3重视安全技术的应用
信息技术是电力通信建设的实质和核心。对信息技术在实际传输时会受到各方因素的干扰,致使信息技术本身运作产生障碍,想要杜绝此类干扰,在实施建设过程中,需要强化使用安全技术,根据变电站电力通信技术来谈,由于变电站位置偏远,作为信息设备会受到气候等各方面的影响,想要杜绝此类状况发生,要在信息设备附近搭建避雷针、遮挡物等防护措施手段。减少因为气候原因对信息技术产生影响,以此有效提升电力通信技术的可靠性。因而,想要提升变电站实际运作安全性能,需要工作人员勘察附近周围环境,尽量对环境中的安全隐患进行有效排除。
关键词:含微电网;智能配电网;规划理论;应用
引言
对含微电网的智能配电网进行规划和建设是确保对可再生能源进行高效运用的主要途径,还可以达到提高电网系统安全性的目的,但是由于应用智能配电网进行配发电在我国尚且处于发展阶段,无法避免会出现许多的不足之处,因此,对含微电网的智能配电网规划理论和应用进行深入研究是非常有必要的。
1 应用微电网发电的意义
由负荷、储能装置、监控保护装置等共同作用所组成的小型发配电系统就是微电网,微电网与传统发配电系统相比具有自治的特性,即微电网能够对自身进行控制、管理和保护,除此之外,微电网既可以独立运行发电,还可以与其他电网实行并网发电。因此,合理的应用微电网进行发电可以对可再生能源以及分布式能源提供接入电网的途径,实现对各种能源形式进行供给的目的,从而使传统意义上的电网逐步过渡到智能型电网,提高我国发配电工作的效率[1]。
2 含微电网的智能配电网的电源规划
2.1 目标和要求
对含微电网的智能配电网进行电源规划目的在于以现阶段所具有的条件和相关技术为基础,通过最经济的方法完成电源建设的规划,以满足呈现增长趋势的负荷需求。因此,在规划过程中首先需要对进行电网配置的地区能源的分布情况以及负荷情况进行调查,在此基础上对电站所建设的具置进行确定,因为微电网本身具有分散式发电的特性,这就决定了应用微电网进行发电存在淡季时功率小的情况,因此,在建设的过程中对资本进行有效规划是非常有必要的。
2.2 主要影响因素
对含微电网的智能配电网进行电源规划一共包括以下五个方面:市场、经济、管理、能源以及技术。市场的影响主要表现在应用智能配电网进行配发电时具有一定的复杂性,从而导致市场矛盾的产生;经济的影响主要表现在当对智能配电网进行建设的过程中需要投入较多资金时,存在对投资者进行投资的吸引能力相对较弱的问题;管理的影响主要表现在现阶段国家所应用的管理机制仍旧存在一定的缺陷,无法对智能配电网进行高效管理;能源的影响主要表现在新能源在配发电过程中所产生的影响尚且有待评估;技术的影响主要表现在应用智能配电网进行发电需要较高的技术支持,因此,对技术人员进行培训以提高其综合水平是非常有必要的[2]。
3 含微电网的智能配电网的网架规划
3.1 规划模型
对电力系统能否稳定运行具有直接影响的是电网结构的强弱程度,也就是说当架设情况合理时,电力系统运行稳定,在建设网架时,首先应当对其进行深入的分析,微电网自身的特性决定了将微电网接入相应的配电网时,两者存在的兼容问题对智能配电网的网架规划提出了严格的要求。进行网架规划最重要的是以当前背景下的市场需求作为向导,对电力系统中应用智能配电网网架的可行性进行考虑,除此之外还需要对配网的扩展工作引起高度重视,用发展的眼光看待该问题,使智能配电网能够满足社会的发展趋势以及需求。
3.2 限制条件
以我国现阶段的电力网规划来看,小规模的发电应当以就近消纳为原则,而不是通过回送将电能传输给上级电网,因此,在对智能配电网的网架进行规划时,就应当将该情况考虑其中,尽可能的降低微电网的影响,并且对微电网回送电能的情况进行解决。
4 含微电网的智能配网的无功优化
4.1 传统的无功优化
作为对电力系统所输出的电力质量进行保障的基础,无功补偿调节以及无功系统对于电力系统运行的安全性具有非常重要的作用,因此,对含微电网的智能配电网进行无功优化是完善智能配电网的重要环节。进行无功优化指的是通过计算的方式对某一时间范围内电力系统中无功设备的状态进行确定,以此达到提高智能配电网运行过程安全性的目的,以无功优化的时间为判断标准,无功优化分为以下两种优化方法:其一,动态优化。该方法对电力系统负荷的变化进行了充分的考虑;其二,静态优化。该方法则是以某一确定时间点的电力系统负荷为优化基础,但是由于在传统的无功优化过程中具有种类繁多的控制手法,因此,配电网的无功优化过程是极其复杂的[3]。
4.2 智能配电网的无功优化
智能配电网的无功优化与传统的无功优化相比具有以下两个突出特点:其一,对智能配电网进行开发的开发商主要为配网公司、发电商和用户,配网公司为智能配电网的主要运行者,因此配电网的无功功率在一定程度上受系统的影响,但是发电商和用户对此颇有怨言,当出现这种情况时一般不将智能配电网的无功优化作为主要调节手段;其二,由于部分分布式电源存在有功出力随机的情况,例如风力发电受风速的影响,太阳能发电受光照时间和强度的影响,智能配电网的无功优化具有不确定性,而微电网具有向智能配电网输送以及吸收无功以保证电压稳定程度的特性,因此,智能配电网的无功优化具有更加丰富的内容。
5 含微电网的智能配电网的理论应用
5.1 确定地址
在对含微电网的智能配电网进行网架规划的工作告一段落后,就需要工作人员通过实例进行演示的方式,确保规划结果的可行性。例如,以我国某城市的网架规划为原型进行演示,由于智能配电网的高压为110kV低压为20kV,对该地区内普通负荷点和微电网的地址进行确定,通过运用BPSO算法和规划模型得出变电站的数量和地址。
5.2 网架构建
在对变电站的数量和地址进行确定后,可以通过运用BPSO算法对网架规划的方案进行最终的确认,我国的智能配电网网架应当应用150mm 180kV/20kV的三芯铜导线,通过双回路的方式,使其高效完成电力的供应工作[4]。
5.3 检验成果
在对网架进行构建的工作结束后,对成果进行检验是不可缺少的重要步骤,通过对回送的功率进行实时监测,得出该线路所能承载的电容量与额定容量的关系,低于额定容量则可以投入使用。
6 结束语
综上所述,含微电网的智能配电网在我国尚且处于应用初期,对其相关理念和应用的研究成果仍旧存在诸多的不足,但是从社会的发展趋势出发,可以看出含微电网的智能配电网必然是我国未来电力系统的核心技术,因此,电力企业对智能配电网的规划理论和应用进行深入研究是非常有必要的,只有这样才能够提高智能配电网在我国电力系统中的使用效率。
参考文献
[1]吴耀文.三级电网体系结构智能规划的若干关键问题研究[D].武汉大学,2012.
[2]刘婷婷.基于多策略改进遗传算法的微电网优化配置研究[D].太原理工大学,2015.
关键词:智能电网;软件;开发与应用;信息技术
中图分类号:F407文献标识码: A
前言:随着社会进步、经济快速发展,人民生产生活水平进一步提高,对电力质量和用电可靠性提出了更高的要求。当前,智能电网的建设正在逐渐满足人们对“放心电”的渴求。智能电网具有能源利用率高、环境污染影响小、供电安全性和可靠性高、输电网络损耗能量少等优点。但是此时,电力企业工作人员人必须毫不放松,紧紧把握现在软件技术的潮流,软件是信息社会的灵魂,是国民经济信息化的基础,软件产业是未来国际竞争的焦点和战略的制高点。在智能电网的大背景下我们有必要开发出更多更好更能服务百姓的应用型软件。
一、智能电网特点及发展概述
随着市场经济的发展,我们的社会环境、大气环境都受到了一定的污染,基于这种污染严重的现状,我国提出了构建资源集约型社会的理念。同时随着国际先进技术的发展,我国电力行业开始大力推行智能电网。智能电网以物理电网为基础,利用先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。智能电网对于确保电力供应的安全性、可靠性和经济性具有强大的优势,同时还能够满足对于构建资源集约、环境友好型社会的要求。智能电网可以提高电力系统的能源转换和传输效率,因为他允许可再生能源有效接入电网,同时能够进行数据分析,为用户提供更高的供电质量和更优质的服务。
智能电网的与传统电网的区别,可以总结为以下6方面:(一)自愈。能够自动检测、分析故障,实现故障隔离和系统自我恢复。(二)坚强。能够有效抵御自然灾害或人为的外力破坏,保证电网安全可靠运行。(三)互动。用户将和电网进行自适应交互,成为电力系统的完整组成部分之一。(四)优质。提供2l世纪所需要的优质电能,用户的电能质量将得到有效保证。(五)经济。实现资源合理配置,提高能源利用效率,减少电能损耗,降低投资成本和运行维护成本。(六)兼容。可以容纳集中式发电、分布式发电等多种不同类型的电源,满足用户多样化的电力需求。(七)协调。实现电力系统标准化、规范化、精细化管理,进一步促进电力市场化。
2006年时美国IBM公司曾经提出了“智能电网”解决方案。其方案主要包括以下几个方面:一是通过传感器连接资产和设备提高数字化程度;二是数据的整合体系和数据的收集体系;三是进行分析的能力,即依据已经掌握的数据进行相关分析,以优化运行和管理。该方案提供了一个大的框架,通过对电力生产、输送、零售的各个环节的优化管理,为相关企业提高运行效率及可靠性、降低成本描绘了一个蓝图,但是这只是IBM一个市场推广策略。真正智能电网在中国的理念确立还是由中国能源专家武建东的总结后得出的,智能电网就是将信息技术、通信技术、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。
由此可见,智能电网的建设必须依托于信息技术、软件技术的发展,因为配合电力调度、电力工程、电力营销等软件的开发可以有效提高应用系统运行和维护的质量和效率。在智能电网的大背景下,应用型软件的开发技术与应用方向有本文将做如下探讨。
二、智能电网基础建设工程管理软件开发
1、软件开发目
电网基础建设工程管理项目主要包括职能管理和项目建设过程管理,而电网基础建设工程管理软件的开发主要包括输变电工程建设管理系统、送变电企业信息管理系统等。
随着电网建设规模的快速增长,致使工程项目管理系统将成为电网行业的应用重点。电网工程项目管理系统以项目生命周期管理为主线,支持业主方、设计方、施工方、监理方、物资供应方的协同应用,是参建各方项目管理信息沟通平台和业主的管理决策工具。同时,作为基建业务管控的重要手段,系统实现了相关信息的纵向贯通,电网公司总部、省公司、建设管理单位和工程现场的信息能共享并逐级汇总,提高企业决策效率,提升工程项目管理水平。
电网基础建设工程管理具备先进的移动终端现场验评、进度上报、影像资料采集、监理到位考核、指纹身份验证、设备资产到货安装以及设备资产编码初始化等应用功能,并为下阶段电网运行、检修、调度工作的自动化、信息化及远程操控奠定了基础。
2、软件开发技术特征
电网基建工程管理系列软件基于资源管理平台(FRP)开发,具有很强的适用性、灵活性和可靠性。系统能够快速响应各种业务变化,无需编码,通过配置即可按需完成功能调整,实现了进度管控与业务体系的统一,将电网基建工程的管理方式提升到了全新的水平。
3、软件的服务对象
电网基础建设工程管理软件的主要服务对象是各个电网基础建设工程参与建设单位,将极大的方便工程建设单位的项目工程决策和管理水平,同时为电网各业务环节、相关管理软件,以及建立智能电网信息一体化管理数据库提供了精确的基础数据。
三、智能电网规划设计软件的开发
1、软件开发目的
电网的规划设计项目主要包括项目规划、前期可行性研究、初步设计及施工图设计等环节,而电网规划设计软件主要包括输电网数字化规划与设计系统、配网线路设计系统等。
智能输电网规划与设计系统是基于GIS(地理信息系统)三维空间技术而构建的智能规划与设计系统,系统以完整而精确的电网现状数据、三维地形地貌、二维地形信息为基础,充分整合现有各类规划设计资源,实现电网的智能规划、选线、杆塔优化排位、设计成果二三维一体化展现、杆塔组件自动匹配、材料统计、设计成果模拟校验以及变电站选址等。智能电网规划设计软件的开发主要就是为了可以加快规划设计进度、提高规划设计质量、减轻规划设计人员劳动强度,为电网规划和设计提供智能、高效、准确的服务。
2、软件开发技术特征
电网规划设计软件的开发主要是建立在图形资源平台(GRP)基础上开发的规划与设计系统。该系统在电网规划及初设阶段,通过对海量数据的管理与分级显示,并借助高精度卫星影像和三维地形地貌,叠加电网设备三维模型,能形成仿真的电网规划设计场景,实现从规划、可研到初设的过程化管理。智能电网规划设计软件的开发在电网施工图设计阶段,可以有效融合各电网公司典型设计标准,能够提供电网规划设计及概预算统计等。此种软件的设计可以实现了电网的智能规划设计,并能与基建、运行等其他系统无缝集成,形成数据的电子化移交通道。
3、软件的服务对象
电网规划设计软件的主要使用对象是电网设计与科研单位。电网规划设计软件为电网设计从耗时耗力的人工设计模式转为智能设计提供了有效工具,实现了电网规划设计的标准化。同时,该系列软件实现了设计成果及资料的电子化移交及与后续建设阶段信息化的无缝对接,为基础数据在运行、检修、营销等业务环节及相关管理软件中有效利用奠定了平台基础,提高了数据使用效率,为电网信息的横向集成提供了先决条件。
四、智能电网运行软件的开发
1、软件开发目
电网运行项目主要包括设备运行监控和电网调度等,而现行的电网运行管理系列软件主要针对其中的设备运行监控领域,其中包括输电网在线监测系统、电缆多维动态监控系统和电网应急指挥系统等。
2、软件开发技术特征
智能电网运行软件主要基于图形资源平台(GRP)和企业信息集成服务平台(EISP)开发。系统采用面向服务架构(SOA架构),以地理信息技术、GPS定位技术、RFID身份识别技术、无线通讯技术等为基础,结合独有的图像处理技术,对各种复杂信息进行统一整理、分析、挖掘、仿真模拟,通过二维、三维成像技术实现智能电网的在线监测及应急处理,在电网安全运行保障中十分重要。
3、软件的服务对象
电网运行管理软件使用对象主要包括电网公司及其下属单位。电网运行管理软件针对电网的环境气象、雷电时位、线路负载等电网运行信息进行在线监测,并对架空输电线路及地下电缆线路的各项安全控制因素进行实时监测。此种软件的开发可以有效转变电网运营管理模式,由事后解决向事前预警、由粗放管理向精细管理,是电网运行监测的好伙伴。
五、智能电网检修软件的开发
1、软件开发目的
电网检修项目主要包括运行维护及检修和设备资产管理,而电网检修软件的开发主要包括输配电大修技改工程管理系统和输配电生产管理系统等。
电网检修软件贯穿电网公司本部、各二级单位、运行班组生产一线的各个层面,横向上为输电、变电、电缆、配电等各专业提供服务支持。该软件提供电网设备运行管理、设备(资产)全生命周期管理、设备状态检修管理、技术监督管理、设备退役处置管理、运检计划管理和标准化作业管理、配电带电作业管理等功能,通过图形化展示、流程过程控制、数据查询统计、信息挖掘利用等技术手段,实现全过程的运行检修管理服务,为电网的运行检修提供有效的管理手段。
2、软件开发技术特征
电网检修管理系统主要基于图形资源平台(GRP)、资源管理平台(FRP)及企业信息集成服务平台(EISP)开发,以实现便捷的设备状态维护与管理。此软件开发完成后将具有直观的可视化操作界面。同时,支持客户个性化业务流程定制功能,具备完善的报表定制引擎,从而确保系统具有较强的可维护性和可扩展性,支持软硬件的集群部署,能够准确核查设备资产数量、状态,感知电网运行状态,具有较强的响应能力,能够满足不同层面的电网运行检修管理需求。
3、软件的服务对象
电网检修软件主要服务对象是电网公司下属运行检修单位,其软件的使用极大的方便了电网检修人员工作,有效降低了检修人员的劳动强度、提高了电网运行的安全效率。
六、智能电网营销软件的开发
1、软件开发目的
电网营销项目主要包括业扩报装、电量计算、客服售后等。而智能电网营销软件的开发项目主要包括供用电计算及分析、业扩报装流程监管、客服售后服务等系统的运行。智能电网营销系统的开发除了是为电力企业收缴电费节约人力资源开支和为客户提供快捷的缴费平台外,更是为客服人员、电网检修调度部门、电网用户等三方搭建了一个实时了解电网运行状态的可视化信息交流平台,实现了电网故障处理从被动低效服务向主动高效服务的转变,有效提高了服务响应速度及电网客服效率。
2、软件开发技术特征
智能电网营销软件主要基于图形资源平台(GRP)和企业信息集成服务平台(EISP)开发。系统电网模型满足IEC61970/61968标准,能够接入各种故障监测及报警信息,在可视化界面下实现异常快速反应处理、全方位调度协调、现场活动远程监控以及事后分析总结。系统以独有的图形技术为基础构建,具有响应快速、系统接入容量大的特点。
软件供用电智能分析系统以电网空间数据模型为基础,充分整合用户信息、运检信息,在配电网图形界面上实现线损智能分析、故障监测预警报警、智能报装辅助分析、电压质量分析、停电影响分析和客户故障应急处理等业务功能。
软件业扩报装流程监管系统是依据最新供电监管办法对业扩报装工作提出的要求,为加快客户业扩工程实施效率、有效监控重要节点的停留时限、而开发的营销业务辅助管理信息系统。
3、软件的服务对象
智能电网营销软件服务用户主要包括电网公司及其下属单位,智能电网营销软件对业扩业务流程中的所有关键节点进行考核,实现了供电企业服务的透明性和可监管性。明确了业务流程重要节点的时限,对办理情况实时监督,并将方案答复、竣工验收、装表的节点时间比要求缩短2天左右,实现了客户经理服务质量评价、客户工程有效考核机制、工程进度节点实时监控及职能部门综合评价功能,从而有效加快客户工程报装速度、促进服务质量的提升和客户满意度的提高。
结束语:随着智能电网项目的陆续推广建设,将进一步增强电网调度的灵活性,达到电力优化统筹调配,使电网供电更加科学可靠。而随着软件技术在智能电网中的应用,坚强的电网必将为百姓更加人性化个性化的电力服务,为经济社会发展提供更加可靠的电力支撑。
参考文献:
[1] 李井泉. 软硬件资源整合在省级电力公司的研究与应用[J]. 电力信息化. 2010(07)
[2] 周小明;金成明. 辽宁电力软件资源整合平台设计与开发[J]. 电力信息化.2012(02)
近几年来,电力线通信的发展一直是绿色能源的关注重点之一,随着电力电子技术进步,电力线的技术也愈加成熟,所以现在已经有大量厂商对这个技术所带来的新应用感到兴趣,例如智能电网、自动读表系统甚至智能家庭都被视为未来电力线发展的重要标的。因此,智能电网的出现,使得传统电力网络可以侦测电力供应及一般家庭电力的使用状况,藉此来调整电力的耗电量,达到节约能源,增强电网可靠性的目的。本文将针对智能电网的基本概念、技术发展及通信标准,提供一个概略性的介绍与整理。
电力线通信将无所不在
为了掌握各区域用电的实时情报,电力线通信的涵盖范围非常广,从最底层的家庭用电到跨越电表至变电站的信息集中器(concentrator),或是更高的中压层通信都必需完整掌控,因此,更要确保不同电压段的通信质量,以提升系统的稳定性。
因为技术日渐成熟,电力线的通信质量有着飞跃性的增长。随着应用不同,可以分成可远距离传送的窄频PLC(NarrowBandPower line communication)及短距离但高速度的宽带PLC(BroadBandpower line communication),目前宽带PLC的物理层(PHY rate)传输速度己可达到200M(bps)。因此,智能家庭的应用又再次搬上台面,不仅从室外即可远程操控家中的电器,电费也不再只能依靠每两个月一次的账单,家中所有电器的用电信息可以随时掌控,再者,只要使用家中的插座即可直接上网,透过有线传输让家里通信不再有死角。
可靠的长程通信工具
窄频电力线,是电力线通信发展初期即存在的技术,适合用在较长距离的电力线通信技术。因通信使用500k(Hz)以下频带,较不易受到电力线先天环境的衰减,所以可以传送较长的距离,但也因此传输速率较慢,大多使用在电力监控,图1即为先进读表系统(AMI)的架构图。意大利ENEL电力公司采用一个基于FSK和BPSK调制的窄带PLC系统,建构一个3500万用户的自动电表管理系统即为经典的成功案例。
图2即为自动读表系统的通信环境示意图,台湾的电力系统大多是由变电站提供220v电源至各住户,所以数据集中器适合设置于变电站,再由光纤将各家的用电信息传至管理服务器,所以数字电表的电力信息必需透过图中红色电缆传到变电站的集中器,但此部分电缆建构时大多埋在地底下,难以评估其长度,以及是否连接其他电力设备,因此最适合使用窄频PLC作为解决方案。
如上述,窄频电力线通信虽然并非新一代的技术,但随着通信技术增长,不论是通信速度或是对抗噪声的调变技术都有大幅增长。当下已有许多国家有制定自己的窄频通信规范,例如北美的美国联邦通信委员会FCC(9k-490kHz),在欧洲,则由1 976年成立于比利时的CENELEC制定其规范(3kHz~148.5kHz),以及日本电波产业会ARIB(10kHz~450kHz)等等。
近来,许多之前使用在数字通信的调变技术都被拿到电力线通信上使用例如FSK、PSK、展频等等,其中最热门的莫过于使用多载波的OFDM调变技术,主要原因在于其抗信道衰减及噪声干扰的优异表现,也因此,欧洲的G3及PRIME两个窄频电力线解决方案都是采用这个技术。无所不在的高速通信
因为芯片制程技术进步及新调变技术表现优异,PLC通信的速度成功突破瓶颈,2006年,新的HomePlug AV规范使速度达到189M(bps)。自此,PLC通信技术不再被局限只能用于自动控制,而是真正进入高速信息通信的殿堂。
目前,HomePlug联盟正积极制定下一代新的通信标准HomeP AV2,预期传输速率可达,1G(bps),且支持多重串流的1080p高画质影音、3D影音等等主流应用,预期在今年第3季问世。此外,在智能家庭方面,该组织日前拟定的HomePlug Green PHY(GP)窄频标准已获选为美国家电制造商协会(AHAM)智能电网产品的主要通信协议,使得未来家庭电网的兼容性又大大提升。
目前PLC业界有3个比较大的标准组织,分别是HomePllag、UPA及CEPCA。HomePlug是由HomePlug Power Alliance业界标准组织制定,主要成员是由美国PLC制造业者组成。UPA,全名Universal Powerline Association,是另一个宽带电力线通信标准,由西班牙DS2公司为中心所成立的业界标准组织。CEPCA消费电子电力线通信联盟,Panasonic为主的业界联盟组织,使用Wavelet OFDM调变技术是与前两者最大的不同之处。上述三个宽带电力线规范以市场分布及联盟成员来区别大致可以分成HomePlug(美规)、UPA(欧规)、CEPCA(日规)。
由于当下并没有一个全球通用的业界标准,国际电信联盟(ITU-T)、IEEE便着手于此,希望不久将来宽带PLc可以像Ethernet或WiFi一样有一个通用的标准流通于市面上。
新一代整合界面标准-G.hn
G.hn是由ITU―T制定,并由HomeGrid论坛推动的新标准,目的在于统一PLC及其他所有家用的高速通信规格。G.hn能在短时间内迅速窜起除了可以同时兼容电力线、同轴电缆与电话线之外,在使用同轴电缆作为传输媒介时传输速率更可达到700M(bps),其通信速度可用在更广泛且热门的应用之中也是业界看好其发展性的重点之一。
电力线通信先天的阻碍
因为电力线本是为了供应用电而不是设计用于通信,所以要在这个环境下通信必须克服许多先天的不良因素。例如在变压器(11.4kv~220kv)到家用电表端间的通信,如同图2所示,即AMI系统的数据传送信道,在此环境中即可能遇到电力线通道在地下,无法预估长度或是分接予其他用户的情形,这些都可能导致通信上的困难。
关键词:电网 智能监控 保护器
中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(a)-0031-01
随着计算机控制技术与通信技术的发展,电网智能监控系统逐步发展成熟,使操作人员能够远程实时了解与查询现场安全监测监控信息,对设备进行控制,智能电网监控系统已经成为安全、高效生产的有力保障。
1 智能电网监控系统组成
万年矿洗煤厂共有变电所共5个,主要为原煤储、装、运,重介洗煤、跳汰洗煤及配套设备的供电,由于洗煤厂原有配电柜在建厂初期投入运行,保护装置和电力监测仪表都比较落后,已经不能满足数字化矿山的要求,经过更新配电设备后,具备安装电网监控系统的硬件基础。根据建设数字化矿山的要求,需要对电动机和配电线路进行电力监控,以保证用电的安全、高效,减轻工作人员的劳动强度。
采用的Acrel-3000型低压智能配电监控系统,可以对变配电系统进行数据采集和集中监控。对配电系统断路器、监测仪表等设备进行组网,将分散的现场设备连接起来集中管理。
微机电网监控系统对高压开关柜、低压开关柜、电动机、电力变压器等的工作状态进行监控。通过实时记录电压、电流、功率、频率和电流开关状态等各项参数实现监测,当参数值超出允许的范围时便产生预警、报警,并对相关设备进行控制。
Acrel-3000配电监控系统主要由集中式现场监控层、通信网络层、系统管理层三部分组成(如图1)。
现场监控层:分别配置在各低压配电柜内的PD760Z-ZS9网络电力仪表、ARD-3型电机综合保护器以及高压开关柜ZBT-11微机综保装置、变压器温控器、通讯模块等。负责采集电力现场的各类数据和信息状态,发送给通讯间隔层,同时也作为执行单元,执行通讯间隔层下发的各类指令。
通信网络层包括:现场总线通信网络和以太网通信网络这两部分。是现场监控层中设备与监控计算机或设备之间进行通信的通信网络,常见有RS485通信接口,支持Modbus-RTU协议的现场总线;后者是现场总线与监控计算机进行通信的通信网络,主要设备有串口服务器和以太网交换机等设备。负责采集各类装置的数据、参数,进行处理后集中打包传输到主站层,同时作为中转单元,接受主站层下发的指令,转发给现场设备层各类装置。
系统管理层包括:位于集控室内的上位机及其设备、网络通信设备等。负责将通讯间隔层上传的数据解包,进行集中管理和分析,执行相关操作,负责变配电系统的整体监控。智能电力监控系统提供专用的通讯功能模块,通过专用的以太网硬件通讯接口,以OPC方式向矿调度室传送信息。
2 电网监控系统功能
(1)精确的过流值和时间保护,能有效解决威胁供电安全的过流、接地、电压波动造成的越级跳闸。
(2)实现系统的遥控、遥信、遥测、实时监测、故障录波及分析、确定故障位置等功能。
(3)系统能够与开关综合保护器保护配合,完成综合保护器的各项保护功能,保证系统不出现保护越级跳闸、不出现因电压闪动而引起的全所失压跳闸现象,并具有过载、短路、断相、漏电、绝缘监视等综合保护功能。可以远方修改分散继电保护装置的定值、控制字;以及调整各种仪表的工作状态。
(4)实现供电系统电力参数在线监测、运行记录、超限报警。系统对所有用户操作、开关变位、参量越限及其它用户实际需求的事件均具有详细的记录功能,包括事件发生的时间位置,当前值班人员事件是否确认等信息,对开关变位、参量越限等信息还具有声音报警功能,同时自动对运动设备发送控制指令或提示值班人员迅速排除故障。
(5)实现各变电所主要供电线路的远控操作。通过计算机屏幕选择相应的站号,开关号,合/分闸等信息,并在屏幕上将选择的开关状态反馈出来,确认后执行,实时记录操作时间、类型合开关号等。
(6)实现电量远程抄录、峰谷分时计量、电量分类统计分析及电量自动化考核。通过计算机实时对系统电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、超限报警、频率进行不断地采集、分析、处理、记录、显示曲线,棒图,自动生成报表。
(7)实现供电系统供电状态和数据、曲线实时模拟显示。
3 结语
ACREL-3000型变配电监控系统是经过现场运行良好,系统通讯线接点少,画面显示直观,及时反应现场设备的运行状况,同时系统操作简单,方便用户使用,系统可靠、安全、稳定,并降低了设备运行成本,提高配电自动化质量。
参考文献