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电网智能化中,高级传感器、自动化设备以及通讯设备都具有广泛的应用,这些设备对电网智能化起到支撑作用。电网智能化具有以下优点:
(1)优化电网管理,电网智能化能够为电网运行提供丰富相近的资料支持,从而为处理各种突发事件提供依据;
(2)电网智能化能够优化电力系统,对整个系统进行监控,提升供电质量,保证电力系统安全稳定运行;
(3)电网智能化具有良好的系统兼容性,能够对当前的电网系统进行扩展;
(4)电网智能化能够提升电能利用效率,减少电能消耗,提升资源利用效率。
1.2电网智能化建设发展历程
电网智能化是欧美国家首先提出来的概念,我国于2009年首次提出电网智能化的概念,根据我国电网工作实际,提出了以特高压电网为骨架,各级电网协调发展,以通信网络为支撑,保证电力系统的发电、输电、变电、用电、调度的电压等级,从而实现电网的信息化、自动化,构建具有经济高效、友好互动的现代电网体系。随着我国电网技术的发展,电网智能化建设具有良好的发展前景。
1.3电网智能化意义
电网智能化是电网发展的趋势,对于社会经济发展具有以下的意义:
(1)提升电能利用效率,推动清洁能源科学发展,我国能源资源总量匮乏,而且以煤炭为主的能源结构为我国的环境带来很多问题,电网智能化能够提升电能利用效率,推动清洁能源技术的发展与建设。
(2)带动技术创新,我国电力行业的核心竞争力不强,推动电网智能化,能够推动相关产业的发展建设,提升电力技术发展更新,为推动电力产业结构调整以及相关产业发展带了机遇。
(3)为社会经济发展提供能源支持,能源是社会发展的动力支持,我国的能源供给与电力安全面临着严峻形势,自然灾害、石油储备不足等因素造成能源不足,因此采用电网智能化,推动电动汽车的规模化发展,能够替代石油产品的替代,维护国家能源安全。
(4)为实现国家减碳目标提供支持,我国政府提出了于2020年实现单位减碳40-50%的目标,电网智能化能够大幅度的减少电能消耗,减少碳排放,从而实现节能减排的目标,为政府部门提供决策支撑。
1.4电网智能化建设目标
电网智能化总体建设目标是为了优化电源结构,提升电力系统安全运行水平,实施节能发电调度,并且以特高压电网为骨干网架,做好各级电网的运行,实现电力输送的网络化与信息化,实现电网变电环节的数据全面采集于实时共享,对变电站进行智能调度,构建配电自动化与配网调控一体化的智能技术全面支持,提升对配电网的控制能力,达到电网调度的规范化、流程化、智能化水。在电网智能化体系中,电力通信是电网智能化的重要环节,为了实现电网智能化,通信信息平台的建设目标是:
(1)全面集成国家电网资源计划系统,实现通信信息平台的有效扩展,从而实现信息共享与安全便捷防护,提升信息安全,规范公司管理,对公司进行整体业务分析与辅助战略管理;
(2)建立以光纤化、网络化以及智能化为特征的通信信息平台,实现骨干传输网的建设,从而实现用户与电网之间的通信,提升公司增值业务。
2电力通信信息化系统构建方案
2.1电力通信信息化概述
电力通信信息化已经经历过多个阶段,随着电网智能化的不断发展,电力通信信息化已经逐渐发展,电力通信信息化经过了以下的几种阶段:
(1)人工管理阶段,电力通信信息化的初始阶段主要是依靠人工进行网络信息的管理,主要是采用纸质方式进行信息记录与管理;
(2)电子化阶段,经过一定时期的发展,电网的通信网已经具备一定的规模,并且实现了部分设备与网络的管理,但是因为网络的因素,导致网络运行状况与网络资源独立脱节,无法实现关联运作与故障有效管理,故障定位与故障处理较难;
(3)电力通信网络逐渐发展,电力通信网络已经达到了一定的规模,电网能够承载的业务逐渐多元化,可靠性逐渐提升,因此需要提升通信网络精益化管理。
2.2电力通信信息化系统关键问题
为了提升电力通信网络化系统建设,需要从电力网络的通信网运行、通信网监控多方面实现有效管理,为了提升电力通信信息化系统建设,需要解决以下的关键问题:
(1)解决大规模通信网络的建设,并且实现网络资源管理与资源的调度;
(2)对于通信网的监控以及运行管理进行统一管理,并且实现多平台的开发与集成;
(3)实现不同层次之间的通信网络系统,并且实现不同系统之间的管理。因此在电力通信网络的建设中,需要解决以上的问题,保障通信网络稳定运行。
2.3电力通信信息化系统构建目标
为了实现与电网智能化相适应,电力通信信息化系统建设需要达到以下的目标:
(1)统一性,实现对电力设备以及电力系统资源进行统一管理,对于电力系统中的故障监视、现场处理以及资源调度进行统一管理,保障电力系统调动的稳定性与统一性;
(2)安全性,采用数字签名、日志记录等方式对电力通信网络进行安全管理,保障电力通信网络的稳定运行。为了对电力信息进行有效管理,需要在网络层、操作系统层进行高级别产品,并且做好软件安全管理;
(3)开放性,保证电力通信系统的开放性,能够与其他的系统进行兼容,从而实现接口管理;
(4)先进性与实用性平衡,采用分布式处理技术与多力度重用方法,从而实现多借口之间的互联与互通,实现不同借口之间的管理;
(5)可靠性与可维护性,保证电力通信的数据可靠性与程序可靠性、设备可靠性,全面保证系统的可靠运行,并且做好故障监督管理,保障系统的可维护性;
(6)可扩充性与可延展性,为了实现借口的管理,需要采用定制模块进行管理,对于设备的内部接口进行有效管理,保证电力通信设备的可扩充性与可延展性,便于升级与扩展;
(7)经济性,保障电力通信网络的经济型,能够充分利用现有的资源,使网络控制能够达到自动化与半自动的有效平衡。
2.4电力通信信息化系统构建
因此在该系统中,能够实现以下功能:
(1)网络监视子系统,能够对电力通信设备进行监督管理,及时发现通信网络中的隐患与故障,及时实现设备隐患管理,缩短隐患与故障发现以及处理时间;
(2)资源管理子系统,该系统能够实现对通信光缆、设备、号码资源进行有效管理,实现资源的集约化、标准化、精益化管理,并且保证系统数据与现场资源核查数据有效对应;
(3)运维管理平台,该平台能够实现通信资源调度、检修计划管理、退运管理以及工程资料管理等16个工作流程的标准化、信息化管理。将网络监视、资源管理以及运维管理3个子系统进行整合管理,从而能够实现网络监视,实现网络资源分配调度与管理。
3电力通信在电网智能化的支撑作用
为了达到电网智能化的目标,电网运行中的发电、输电、变电以及用电等关键步骤对电网优化具有重要的意义,为了保证电网智能化管理,需要采用广域测量、自动抄表、自动测量以及能源管理等多种网络技术进行管理,其中自动测量技术以及自动抄表技术是电力系统的关键技术,能够为电网信息的全局监控、信息采集于分析处理提供依据。
3.1信息传递处理
电力通信系统是电网智能化的核心,对电网运行中的信息传输、传感和交互起着重要作用。为了实现电能的高速传输,需要对电力系统进行有效管理。电力通信能够实现信息的传递,从而为电网运行的提供数据支撑,为电网的监控、管理与维护提供数据支持。采用构建以光纤化、网络化以及智能化的通信管理信息平台,能够对客户终端、变电站以及电网信息进行管理,将电网系统中的数据传输到智能终端,从而实现对电力体统的智能化管理,对电力参数进行优化设计,实现电能的配送与管理。在现代电网设计中,电力通信是电网智能化的核心,基于电网信息传递,能够有效地提升电网运行的效率,为电网智能化稳定运行提供保障。电力通信能够实现不同电网系统之间的信息交流共享,为电网系统的整体优化提供决策,保证电网信息安全,为电网市场的稳定运行提供依据。
3.2设备监控管理
电网智能化需要传感器系统、发电系统、光纤、变电系统等做种系统与设备构成,为了实现电网系统的稳定化运行,需要对电子设备进行管理,从而做好电子设备的监控与维护。电力通信能够对电力系统中的设备进行监控管理,对于电力设备的状态进行监控,能够独系统进行管理,从而保证电能在不同的双系统之间稳定运行。传感器对于电力设备的状态进行监控,并且具有故障预警、自动处理的能力,电力通信能够将传感的数据传输到智能终端,从而实现设备的监控管理,保证电网系统的稳定运行。我国电网智能化的建设,是以特高压电网为骨架,各级电网协调发展,为了对电网智能化的设备进行监控管理,需要采用有效的动力通信,从而做好电网设备的管理,促进电网智能化工作有序开展。
3.3保护电网安全稳定
电力通信网对于电网智能化的主要支撑作用在于,能够保证电力系统的安全稳定运行。电网系统中,电力通信系统、调度自动化系统与安全稳定系统构成了电力系统的安全稳定系统,对于电力智能化的安全管理具有重要的意义。电力通信系统是确保电网安全、稳定、经济运行的基础,因为电力通信系统是电网调度自动化、管理现代化以及网络运营市场化的基础,所以电网智能化对于电力通信的可靠性、快速性、准确性以及信息安全性具有严格的要求,电力通信系统的建设质量对于电网质量化具有重要的影响。为了保障电力通信建设,需要构建符合电网发展的专用通信网络,目前大多数国家的电网都以自建为主的方式完成了电力系统专用通信网的建设,我国的电力通信网络的建设主要是以广域测量、自动抄表、自动测量以及能源管理等多种网络技术进行管理,能够促进电力通信网络的建设,增强电网安全稳定运行。
3.4促进电力市场发展
电力通信系统是电网调度自动化与生产管理现代化的基础,为了促进电力市场的稳定,为社会经济发展提供安全稳定的电力资源,需要电力通信系统的支持。随着电网结构的加强与规模日益增强,电力通信是保障电网同步发展与电力市场稳定运行的基础,电力通信信息技术除了能够保障电网的稳定运行之外,还能够推动电力工业的发展,从而促进电力市场的建设发展。随着电力改革的持续进行,电力公司的发电、输电、配电实行统一经营,而当前不同的经营分解成为独立的实体参与竞争,开放式的竞争为电网运行规划带来了不确定性,电力通信能够保障不同企业之间的信息传递,对于电网安全、经济运行具有重要的现实意义。
4电力通信在现代电网智能化中的应用与发展
关键词:农村电网;智能化建设;思考
中图分类号: TM76 文献标识码: A 文章编号: 1673-1069(2017)03-70-2
0 引言
我国的电网在近些年得到了突飞猛进的发展,传统的电力调度模式已无法适应当前的电力发展情况,智能化电网将会取代传统的电力调度模式,其是时展的必要趋势。农村作为我国电力系统的末端部位,建设智能化的电网具有重要的现实意义。
1 我国农村电网的发展现状
随着科学技术水平的不断提高,农村电网发展取得了较大的进步,极大地提高了农村地区人们的用电质量和标准,使得人们的生活水平有了显著的提高。然而,目前农村电网发展过程中仍然不可避免地出现了一些问题和缺陷,严重阻碍了农村电网事业的进一步发展,究其原因主要是由于农村电网可靠性与负荷控制管理系统利用率都相对较低。众所周知,农村电网可靠性高低是网能否稳定供电的主要原因,一旦农村电网可靠性出现问题,将给电网系统造成严重影响,失去原有的功能;另外,负荷控制管理系统是农村用电采集的重要渠道,是确保电力供需稳定的决定性因素。现阶段,农村负荷控制管理系统利用率较低,使得用电信息无法及时采集,从而给电网供电工作造成影响。由此可见,农村电网建设中还存在一些不足之处,使得电网发展受到制约,如何解决农村电网系统中存在的这些问题,从而使农村电网朝着智能化、自动化水平发展,成为相关电网建设人员需要思考的问题[1]。
2 智能化农村电网建设需求
随着城市化进程的不断加快,我国的城乡一体化也正稳步进行中,在此背景下的农村地区具有多种特点,例如客户的用电需求逐渐变得多样化,农村的经济发展脚步逐渐加快,县城逐渐城市化、农村逐渐集镇化,农村地区的负荷也相对较为集中。但科技发展水平提高才可以使智能电网的先进性得以实现,尤其表现在信息化模式的规范化、供电模式的优化、自动化模式的实用化、线路损耗情况、用电模式互动化以及分散式电源的接入等方面[2]。要实现农村电网建设的智能化,就必须要不断提高农村电网设备的整体水平,发展农村电网网架,不断研发、创新与完善适合农村电网特点的智能化技术。
3 我国农村智能电网建设的关键技术
3.1 农村电网智能调度技术
智能调度技术是我国农村电网智能化建设中一项非常重要的内容,其在输电网中具有不可替代的重要地位。农村智能电网的调度技术是整个智能输电网最为重要的部分,其被称为智能输电网的“神经中枢”,其能够保证电网的稳定性与安全性,同时还能够支撑电力的生产。农村智能电网的调度技术要做到以县为单位进行建设,并且要做到县级生产全过程以及全维度业务的调度,实现预警监控的全景化、决策管理的精益化、集成一体化的支撑以及多维展现的客观性的目的,进而实现农村智能电网的调度技术的真正实践。
3.2 农村电网智能配网技术
在农村智能化电网的建设过程中,智能配网技术是农村智能化电网建设体系的最为核心的部分,其能够将输电网与用电网之间的关系变得更加和谐与稳定。同时,农村电网智能配网技术是整个网架中最为薄弱的部分,主要是因为配网技术涉及的网络拓扑以及吸纳路极为复杂。因此,农村电网的智能配网技术对于整个农村电网智能化的建设来说是极为重要且具有较大影响的。目前,我国的农村电网智能配电系统通常使用的是光纤通信的方式,这种方式相比于其他方式来说更为经济与使用。
3.3 农村电网智能变电站技术
变电站不仅是农村配电网系统的来源部分,还是农村智能化数据采集的基础部分。农村电网的智能变电站技术可以促进农村电网智能变电站的建设,在进行智能化变电站的建设过程中,必须要建立智能变电站的通信网络与通信系统,并且建设二者的评价标准与模型,从而实现系统的一体化、同时,还要定期检查通信网络是否存在问题,使智能变电站的通信网络更加稳定,这样才可以真正实现农村电网的智能化建设。
4 智能化农村电网建设路线
4.1 优化农村电网供电模式
建设智能化的农村电网,就必须要能够建设一个设备安全、网络坚强、架构可靠的电网。同时,在进行建设时,必须要根据当地的实际情况与供电需求对农村的供电系统进行合理调整,其中,农村供电系统的主要构成要素主要包括电网的结构、装备的配置以及网络的布局等。除此之外,还要协调不同电压等级的电网建设规划,并不断规范农村智能化电网的建设标准,提高农村智能化电网建设的质量。初期的供电模式如表1所示。
4.2 智能变配电的单元建设
4.2.1 变电站智能化
农村电网智能化变电站的建设要利用国家IEC61850标准的统一通信平台,从而实现信息数字化、功能的集成化以及结构的紧凑化,同时还要通过综合分析各类信息,自动协同控制来进行设备的选择。农村电网智能化变电站主要就是以变电站设备在线监测为主,改造升级常规站为辅,从而实现新旧变电站的智能化。
4.2.2 配电台区智能化
目前,我国农村的配电台区还存在较多的问题,如测控手段的缺失、治理手段较少、二次设备分散等问题,这些问题严重影响了农村智能化电网的建设。低压配电台区对于农村电网来说是非常必要和重要的,其是给用户供电的主要节点[3]。因此,必须要加强智能化的监控终端建设,同时还要综合治理电网质量等方面,利用先进的科学技术对配电台区进行智能化的控制以及数字化的远程监控。
4.3 加强农村电网自动化运行控制
4.3.1 县级调度自动化
县级供电企业的建设必须要以其自身的调动自动化为基础,对企业的系统管理、发展规划以及生产经营等进行智能化的管理。加强县级调度自动化系统的建设对于农村智能化电网的建设是十分重要的,其可以使各个模块的业务更具有科学行,从而可以全面提高农村电网的安全性,还可以给用户提供更为优质的服务。
4.3.2 配电自动化建设
目前,我国配电网自动化的建设方式主要有以下几种:一是实用型,二是集成性,三是智能型,四是标准型,五是简易型。由于农村地区的负荷较为几种,且对于该区域的运行维护水平以及网络可靠性都有较高的要求。而农村的范围较广,且受到多方面的限制,例如运行条件、环境、资金等方面,使农村智能化电网的建设不可原版照抄城市的建设模式。因此,对于农村智能化电网的建设必须要根据当地的实际情况,合理选择适合本地的建设模式。
4.4 新农村智能用电居民小区
为了建设农村智能化电网,可以通过建设新农村智能用电居民小区来实现。智能用电居民小区必须要根据多方面的因素进行合理建设,要考虑到居民的用电需求、当地的环境条件、建筑的结构以及居民的经济情况等,根据不同的情况选择不同的建设方式,不断对其进行调整与改进,建设符合当地情况的智能化用电居民小区。
4.5 推动农村电网信息化
随着科学技术的不断进步,信息时代随之来临,在农村智能化电网的建设过程中,电力企业要将信息化技术融入其中,并使其贯穿智能化电网建设的各个环节中。农村电网信息化建设主要从以下几点做起:首先,要建立统一的支撑平台;其次,要不断完善企业信息端口与农网业务之间的融合,要从营销管理、检修管理以及运行管理等方面进行;最后,要将农村电力设备的监测以及维护中融入信息化技术。
5 结束语
总而言之,加强农村电网智能化的建设对于农村经济的发展以及农民生活水平的提高来说都是极为关键与必要的,电力企业必须要不断研究与完善智能化电网的相关技术,使电力企业更好地服务于农民的同时获得更大的经济效益。
参 考 文 献
[1] 王福华.智能化农村电网的建设[J].大众用电,2016,01:36-37.
关键词:智能化模式 电网调度 关键技术 控制管理
中图分类号:TM73 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)02(a)-0001-02
1 智能调度概述
随着科学技术的迅速发展,智能电网的应用逐渐普及开来。电网的发展更是朝着快速化、智能化的方向发展,对电网调度的能力提出了更高的挑战和要求,而传统的依靠经验进行电网调度的模式,已难以适应当前的发展需求。国家电网公司在坚持自主创新的基础上,加快了电网网架的建设速度,以促进各级电网的信息化、自动化发展,努力形成统一完善的智能电网。而在智能电网的建设中,智能调度是一项极为关键的内容,其功能相对于智能输电网的神经中枢。
不仅能够维系电力的生产,还能够保障智能电网的运行与发展。新的电网网架是以特高压电网为骨干的,强调的是各级电网之间的协调发展,以满足其安全运行的需求,为其提供可靠的技术支持。智能调度技术的应用,能够提高电网监控的质量和效率,对电网的状态能够做到预先感知,从而将风险降至最低程度。同时,还有着实时自愈的功能,能源接入的方式更加灵活,提高电网的经济运行效率、以及节能减排的水平,更好的为和谐社会建设服务[1]。
2 智能调度的架构
在输电网中采用智能调度,需要借助于各种先进的技术方法与智能化的手段,以达到对输电网的自动化、智能化的监控、分析、预警与处理控制,提供更为安全可靠、经济环保的技术支持。整体而言,智能调度具有感知能力强、自动化与精细化程度高、抗风险能力强、运行经济性好等特征。从应用的效果来看,智能调度应用于电网监控,不仅更为敏锐和具有前瞻性,且其自愈调整效果更佳,极大的提高了电网的运行经济效益。
对于调度中心内部来说,智能调度借助于智能化的手段,以可视化为主要特征。从测量分析、到建模计算、再到管理控制,服务于调度的各个环节,为其各个专业提供了更加精益化的服务。对于输电网来说,智能调度相当于输电网的大脑神经中枢。不仅能够对能源资源起到优化配置的作用,更提高了其他能源接入的技术支撑。无论是电网运行的监控能力,还是信息的自由交换与随需访问的能力,以及对特大电网的驾驭能力,都有了显著的提高。整个电网的输电能力得到了很好的挖掘,能够达到主动性、前瞻性、多周期、多防线的安全防御效果。
3 关键技术的控制管理
3.1 广域分布式网络架构
实现区域内广域网络的互联,是区域电网一体化建设的要求和基础,也是传统调度方式向自动化、智能化转变的体现。通过若干个级联交换机,将每个区域的后台主干网相连接,以实现双网冗余。双环形、双星形网是较为典型的系统网络架构,其中以环形网的投资更省。采用高效的网络拓扑分析方法,对一体化系统网络进行抽象,能够将大多数的平台模块与应用模块之间的差异进行屏蔽,有助于路径解析与解析效率问题的解决[2]。
从物理角度来看,在不同子系统的交换机之间,能够通过网络链接成环。充分考虑了网络本身所存在的冗余及其自身的可靠性,将部分通路设置为阻塞的状态,能够防止网络风暴的影响。当出现3点故障时,对于一体化系统来说,能够保证其网络的畅通,提高复杂条件下电网运行的稳定可靠。对于部分地区出现的网络带宽窄等情况,系统能够全过程的对数据传送进行分析,以便提供多种策略解决通信资源的占用率问题。将数据压缩技术应用于传输环节,可以实现大块数据的传输,大幅度提高了传输数据的压缩比。本地化数据在数据接收端的应用,进行数据的长期保存和区域内访问,使得数据流量大大减少。
3.2 一体化智能应用的技术支撑
智能调度的建设,离不开一体化智能应用的技术支撑。首先是模型与数据的管理技术,通过提供及时、准确、完整、可靠、一致的一体化模型与数据基础,以满足智能调度中所开展的新型业务的技术需求。其次是海量信息的存储管理,电网实现互联后,在空间和时间域中会出现海量信息。其处理、存储与读取的速度,关系到能否提供精确有效的海量基础数据。同时,可视化展示技术的应用,是以人机展示方式进行的,是智能化调度的重要体现。其对象不仅仅包括电网运行的信息,而是以调度中心为范围,包含了各个专业的人机界面。此外,地理信息的接入,不仅提高了智能电网的抗风险能力,更便于分布式能源的接入。
3.3 特大电网的智能运行控制
智能电网的一个关键性特征,就是特大电网的智能运行控制。通过构建智能电网的安全防御系统,以实现更为广域便捷、精确同步的量测感知,提高自适应智能决策的能力。一方面受到决策指令的控制,另一方面要与动态响应相协调,形成智能化的安全控制执行能力。当电网处于正常的运行状态时,如何通过优化调度以提高经济运行的效率。可以通过输电容量的提高,实现电网运行成本的降低,进而达到节能增效的目的。当电网处于警戒状态时,需要及时发现故障隐患,并采取有效的诊断和消除措施。以减小事故发生的概率和造成的损失,避免发生大规模停电的事故,达到控制和降低电网运行风险的目的。
3.4 一体化调度计划运作平台
智能电网的经济特征,主要体现在一体化调度计划运作平台上。该平台以节能减排为目标,通过优化模型和算法,使得一体化调度计划更加安全经济。一方面要对多时段能量计划进行研究,同时还应综合考虑到辅助服务计划,通过多层次的安全校核,对调度计划进行充分的评估分析。运作平台不仅先进实用,且可扩展、易维护。采用信息化的手段实施电力生产管理,能够提高电网的安全、稳定、节能、经济运行水平,更有助于资源的优化配置[3]。
3.5 一体化调度管理
在智能化的模式下,实施电网调度的一体化管理,不仅需要规范化、专业化的管理制度,更需要精益化、指标化管理措施。以调度中心为基础,纵向互联各类功能和数据,提高服务的窗口水平。调度管理类的功能涉及的方面较多,从调度门户的使用、报表的统计分析,到各个专业与生产控制的管理,再到业务流程的处理,以及运行值班的管理等,需要保证各个环节的紧密衔接。
参考文献
[1]李莹雯,周云峰.输配分离后电网调度管理模式研究[J].四川电力技术,2011(5):46-49.
一、河北南部电网配电网智能化实施策略
(一)规划前期方案改造一次设备1、根据网架成熟程度、负荷重要性等因素,选取试点区域,考虑经济性,确定区域内实施一遥和三遥对象及比例。2、根据功能规划及各部门的实际需求建立各专业子系统,子系统之间预留符合IEC61968/IEC61970标准的数据接口。包括实现配电网SCADA系统、GIS系统、三遥技术、MIS系统、营销管理系统等各个子系统的构建,其中涉及配电网设备或网络拓扑功能的数据维护必须以某一系统为唯一数据源(网络拓扑数据由调度部门维护,配网设备由生产部门维护),其他系统通过数据接口互联共享以避免出现多口径管理维护造成的数据不一致。3、因地制宜,对试点区域内线路实际情况以及实现一遥、三遥的不同要求确定终端与主站(子系统)之间的通讯方式。4、完成一次设备改造,根据实际情况及需要实现的遥信、遥测或遥控功能装设自动化终端或故障指示器。5、进行人员培训,利用系统规划、设计、建设的不同阶段对各专业小组人员进行培训,提高基层员工专业素质,为系统正常运行提供专业技术保障力量。
(二)扩大智能化范围完善相关系统1、扩大试点范围,扩大各专业子系统的覆盖范围在试点区域成功运行的基础上,不断完善配电网管理系统的各子系统的运行,全面实现配电网自动化管理。2、在网架结构成熟的城市中心区沿配网主干线路架设光纤,构成光纤自愈环网,并将沿线设备的自动化终端改造成光纤通讯方式。3、进一步完善配电网自动化主站系统,各子系统进行初步整合。建立综合数据平台,为整个配网的生产管理、线损精细化管理提供技术支持。4、继续进行人员培训,提高基层员工相关的专业素质。
(三)实现配电管理高级应用开拓配网用户管理工作1、完成各专业子系统功能整合。各系统完成整合后,对整个系统功能需求进行重新梳理,使其更符合配网各专业日常管理工作。2、实现配电网管理系统高级应用功能。可根据配网一次设备状况、用户负荷类型,在一次设备满足要求、重要用户负荷地区实现馈线自动化的故障自动隔离、网络重构等高级功能。3、优化完善配电网自动化通讯系统。充分利用现有电力通讯资源,在此基础上,逐步扩大和发展配电网自动化通讯专用网络。使整个配电网在因地制宜的情形下形成以光纤、载波、无线混合通讯方式自动化系统。4、开拓配网用户管理工作,提升优质服务水平。开拓一系列与用户界面有关的管理工作,如负荷管理、自动抄表、停电监察、需方发电、节能、室内用电保安等。
二、河北南部电网配电网智能化实施策略研究结论
与国内外现存配电网智能化系统相比,本策略研究具有如下所述的创新性:建成服务于全面实现配网自动化、信息化与智能化的基础设施,实现“即插即用”的技术架构;以多总线技术架构全面解决数据资源的高度共享和数据服务及数据交换的性能瓶颈问题;对于企业内部已经建成的相对独立的信息化或自动化系统,本平台可提供实现应用集成及数据共享的的基础设施。实现配网基础数据资源的统一设置与服务,建成包含地理信息在内的标准化基础数据服务中心;形成实现配网综合数据服务的技术设施;建立部分基于全景综合有效数据视图的部分高级应用系统规划。
关键词:电力通信;智能化电网;发展方向
中图分类号:F407文献标识码: A
一、智能化电网建设的内容和意义
智能化电网是一种汇集了通信、信息、现代电力工程等多方面先进技术的现代化输配电系统。它本身具体完善的自身功能,可以保证电力用户的用电需求。在整个电力系统的运行过程中,通过先进的科学技术,可以优化整个系统中各元件的运行,在输配电系统的作用下,连接到整个自动化系统中。它是一种非常先进的电能供应网络,在高级传感器、双向通讯设备、自动化设备中都具有广泛的应用,在实现电力系统资源优化与资源配置的方面都具有很重要的意义。
在整个智能化电网中,我们可以非常方便的获得整个电网运行中的各种信息资料,及时有效的处理各种突发故障。通过智能化电网,我们可以实现实时信息的有效共享,在整个电网运行系统中,把整个系统的运行状态完整的展现在我们面前。它的主要优点有:可以优化电力系统,提供更加优质的电能供应;整个系统的兼容性的到了很大的提高;电力市场的运行更加的科学高效;提高电能的利用率,减少对生态环境的影响;对整个系统做到实时监控,保证电力系统的安全运行。
二、电力通信在电网智能化中的作用背景
世界经济飞速发展的同时伴随之而来的是能源问题、环境问题的日益突出,在这样一种现实的背景之下,建设坚强智能电网就成为了全世界的共识和目的。
电力通信在电网运行过程当中的主要作用就是进行感知、交互和传输,以此来为整个电力工业的进步与发展提供安全可靠的基础设施保障,因此在实际的工程当中往往将其称作为智能电网的“神经系统”。我们在进行智能电网的设计与建设过程当中,无疑会大量涉及到高压电网的建设、电力电子元器件的使用等,这就意味着智能电网的建设具备了大量分布式能源的应用和一次设备的智能化更新等新特点,这样一些改变和新的特点都使得智能电网在实际的工程环境下接入方式更加多样化、接入环境更加复杂,当然,这样一种改变与此同时也意味着新技术和新设备的良好发展与进一步开发,总而言之,将电力通信运用到电网智能化进程当中去,既是机遇,又是挑战。
三、电力通信在电网智能化中的支撑作用
智能电网的核心是高速、 交互以及时时的通信系统的建立。要让各种不同的目的与要求一一实现,需要使用通信系统对智能化电网进行实行时时控制和保护, 并为智能电网的运行提供大量精确而详尽的数据。特别是在经济和科学技术都发生了飞跃性发展的现代,光纤通信技术的发展,为建设、发展和实现智能化电网提供了可能。此外,计算机技术的不断更新,也为智能电网的建设提供了有力的技术支持。在实现电网智能化的实践过程中,要将电力通信技术引进智能电网中,并对智能电网的运行起到支撑作用,需要大量的资金投入,这也是建设智能电网的首要条件。建设具有综合功能的配套网络需要设备的完善,在设备完善的同时,实现的是对电网性能的升级、电力通信的通道建设以及环境的管理。
根据实际情况,因地制宜,充分的发挥网络的通信技术和计算机技术的促进和推动作用。 这样可以进一步优化智能化电网中的通讯技术。 电网在运行和建设过程中的每一个细节,都和电力通信系统紧密的相连,电力通信系统是实现配电、发电以及变电的唯一途径。因此,通信技术在一定程度上起着智能化电网中的现代管理、自动化控制以及商业运作等相关的作用,也是说明了电力通信对智能电网的关键性和重要性是毋庸置疑的。电力通信是整个电网系统的核心部分,有了电力通信的正常运行,才保障了电网的稳定性和安全性。
四、电力通信的智能化发展方向分析
我们在对电力通信的智能化发展方向进行说明和分析时,可以将其划分为以下三个体系来进行探讨:第一个体系就是基础设施体系,主要包括的是网架和装备等基础设施,第二个体系就是技术支撑体系,这样一个体系具体包括国外传入的已经成熟的工艺技术和信息通信行业当中的新发展状况,第三个体系就是应用体系,在智能电网当中,应用体系所包含的内容就更为广泛,涉及到整个系统运转过程的全阶段,具体来说,依次为发电、输电、变电、配电、用电和调度,下文当中将就这样一些具体的方面,从智能电网自身的应用领域和应用体系出发来进行分析,最终得到智能电力通信网络建设的发展趋势与方向。
(一)发电领域
电力通信在发电领域内的应用主要表现在水情预报、水库调度和电力市场交易等三个具体的方面,除此之外还包括系统整体的运行监控与新能源的接入等,智能电网在运行的过程当中应当能够很好的接受和消纳新能源,然后再就新能源的安全接入问题展开进一步的说明和研究,最终从技术的高度上将存在的问题解决。其中新能源的接入主要包括通信接口标准的制定、接入以后电能质量、功率以及电压等各个方面参数的调节,而新能源的发电控制则包括启动、停机和低压穿越能力等。
(二)输电领域
经长期实践发现,智能电网可以有效解决电力资源在远程、大容量和低能耗输送方面遇到的问题,并以此为基础提高了电网的消纳能力,实现电力资源的跨区域优化配置和电力工业的优化调整。但是,智能电网对输电线路也提出了严格的技术要求,尤其是在电网输送能力的提升和状态监控两个方面。在状态监控方面,主要是合理利用现代通信方式,对不同单位、机构以及设备接入系统的基础信息、运行状态信息、灾害预警信息和环境信息实现时时监控和检测。
(三)变电领域
作为智能电网的重要组成部分,智能变电站是智能化电网在变电领域中的重点项目。 智能变电站提高了智能电网在对象控制和数据处理方面的能力,同时,作为智能电网建设的先驱作用,也为新型电网的建设积累了丰富的经验。作为电力系统的基础设施,变电站贯穿于整个电网建设全过程。利用先进的信息采集、传感、通信以及控制技术,将一次设备、二次设备以及信息平台作为基础前提,通信系统实现了对变电站的全景监测和自动控制,同时还有智能调节、协同站外系统共同工作的作用,以此来保证变电的安全可靠性。
(四)配电领域
配电领域的建设在整个电网智能化当中都是非常关键和核心的环节,这主要是因为智能化配电网自身就具备比较好的系统集成互动、自愈以及兼容性,它在发挥作用的过程当中实际上是集成了现代计算机、高级传感和测控等多种技术,灵活程度和应用效率都比较高,而且也建立在安全性和可靠性都比较高的通信网络基础之上,因此具有更佳的电能质量。
(五)用电领域
通信在用电领域中,主要用于智能用电信息采集、高级计量管理、互动营销管理、智能小区、智能化需求侧管理等。电力通信的应用应集中于合理选择适用的通信方式,集成应用无源光网络技术、电力线载波、短距离无线和无线公网技术,构建智能用电通信网络。实现用电信息的采集、电网与用户的互动服务。
(六)调度领域
通信在调度领域中,主要用于管口电量采集、实时监控与预警、节能调度发电、可视化全景调度等。通信在调度的应用将集中于基于SDH 技术建设继电保护通道专线、提供高可靠、低时延继保、安稳信号传输要求。基于TDM技术构建的SDH/MSTP电力调度数据网,提供电网调度、安稳、PMU等电网生产控制业务。
结语
电力通信对电网智能化的建立和发展,具有重要的支撑作用。要在电网的实际建设中,建成优质、高效的现代智能电网体系,一定要充分认识电力通信系统的重要作用,同时,认真做好电力通信工作,这是电力系统发展的必然趋势,也是电力通信技术在现代智能电网中应用价值的体现。
参考文献
[1]王云梅. 电力通信在智能电网中的应用研究[J]. 河南科技,2013,23:1+16.
关键词 :变电站 智能化改造 技术
引言
随着电力行业的不断发展,变电站面临的挑战越来越大,加强变电站的智能化改造,是变电站发展过程中的一个重要途径,对于提高变电站的工作效率有十分重要的影响。智能化包括很多方面,比如变电站运营管理智能化、生产智能化等,加强变电站智能化改造技术的分析,也需要对变电站日常工作中的各个环节进行改进,以提高变电站工作效率。
一、 变电站智能化发展的内容
变电站智能化改造过程指的是在变电站发展过程中要采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备,对变电站的各个工作环节进行有效的改进,以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求,对变电站生产运营过程中的各种信息进行采集、测量以及控制和监控的。在变电站智能化发展过程中应该要实现自动控制、智能调节、在线分析等功能,智能化变电站的一个重要的功能就是实现了变电站运行的自动化水平以及管理效率的提升。对各个变电站设备的功能进行完善,使得变电站的周期更长。
(一)变电站生产运营智能化
变电站设备在生产和运营过程中实现智能化是变电站发展过程中的一个重要趋势,加强变电站智能化水平的提升,可以对变电站各种设备的运行状态进行检测与控制,一旦发现任何问题,则可以自动采取相应的措施,自动进行处理,确保变电站可以正常运行。由于变电站设备生产和运营智能化是实现变电站智能化的基础环节,因此在变电站智能化过程中占据十分重要的地位。变电站设备生产和运营智能化过程不仅是对单一的设备进行检测和控制的过程,更是对多台设备组成的一个统一的系统进行控制和检测的过程。
(二) 变电站维修管理智能化
变电站的维护管理与维修智能化是变电站现代化过程中的一个必要的环节,维修和维护管理智能化包括维修信息智能化、维修备件模式化两个方面。在当前的变电站生产过程中,由于很多高科技技术的运用,对各种设备的要求变得越来越高,在日常的运营过程中必须要对变电站进行良好的维护管理,才能确保变电站的各台设备能够处于正常的工作状态,能够积极应对各种生产任务。为了确保变电站的管理和维护的智能化水平,在日常工作中可以自行对变电站进行相应的维护管理和保养,从而预防变电站的故障。与此同时要积极运用维修智能化技术,将传统的事后维修转变成为事前调节,可以在一定程度上降低变电站的运营风险。另一方面,由于变电站的智能化系统比较复杂,其中使用了很多精密的电子器件,这些电子器件的成本都比较高,结构也比较复杂,一旦出现问题,会对整个系统产生较大的影响,使得变电站智能化系统出现故障,会带来比较严重的经济损失。因此加强变电站维护管理维修智能化技术的应用,可以从根本上解决这一问题,实现对变电站自身运行状况的检测,对故障进行预防和控制,从而确保变电站的安全运营。
二、 变电站智能化发展的策略探讨
(一)在变电站生产运营过程中加强计算机技术的应用
计算机技术是一种运用综合控制理论、各种仪器仪表、计算机对工业生产过程进行检测、控制以及优化管理的重要技术。在变电站的生产和运营过程中,必须要加强对计算机技术的应用。随着计算机技术逐渐实现智能化、网络化以及集成化,变电站工作人员将很多工作内容都交给计算机去工作,通过计算机的智能化调节和控制,实现了变电站工作过程中的各种任务的完成。计算机技术中的数字化技术和总线技术、计算机控制策略等都在变电站生产运行过程中有广泛的应用,总线技术是计算机数字通信技术在工业自动化领域中深入发展的一个重要基础,此外,嵌入式计算机控制系统在变电站的发展过程中也具有十分广泛的应用,随着嵌入式计算机控制系统逐渐成熟,在变电站的日常管理过程中对嵌入式计算机的运用会更加广泛,同时也会利用计算机对变电站生产过程进行有效的控制。
(二)加强智能装置检修机制的运用
随着智能化、数字化技术的综合运用,变电站的检测维修也要逐渐实现智能化和数字化,一方面,对于各种检测机械要加强利用,要加强对检测维修机械的采购,采购过程中要进行严格管理,一旦遇到不合格的机械,要防止其进入电力生产现场。在变电站智能化建设过程中,还可以加强数字化光纤网络的运用,数字化光纤网络可以对传统的变电站的二次电缆进行有效的替代,在看不见也摸不到的网络中可以完成各种继电保护妆字号的安装,同时在定期的检测和维修的过程中也可以对这些问题进行有效的解决。
(三) 加强智能设备的安装与调试
变电站智能化发展过程中,各种设备是实现智能化的重要基础,在变电站的发展过程中,需要对各种智能装置进行严格的管理,一定要严格把关智能化装置的出厂调试量,可以减少在生产现场的调试量,使得智能化装置的工作效率更高。同时要把好设计关,在进行现场工作之前要进行检查,对所有可能出现的问题进行解决,防止对变电站的智能化水平的提升带来影响。此外,还应该要加强在线监测、遥视安防等站内辅助设备的配备,并且对各种设备进行统一的调试,使得变电站的智能化设备可以得打有效的利用。
结语
变电站智能化管理是以信息化和智能化为核心,将变电站生产运营过程中的各种问题进行有效解决的一个过程。变电站智能化是变电站发展过程中的一个重要趋势,智能化管理模式可以使得变电站的管理工作更加便捷有效,同时可以使得变电站的其他系统积极发挥相应的作用,加强变电站智能化改造,需要对变电站日常工作中的各个环节都加强改造,比如实现生产过程智能化、检修维护过程智能化、管理智能化等,旨在提高变电站的整体智能化水平。
参考文献:
[1] 冯业锋.变电站智能化改造若干关键技术研究与应用[J].山东理工大学,2012.
[2] 邵剑峰.变电站智能化改造关键技术研究与实施[J].上海交通大学,2013.
关键词 智能调度;智能电网;电力系统
中图分类号TM7 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)54-0082-02
电力调度的智能化就是在线路开闭站进行自动化改造,增加远控功能,以后如果某段电缆出现故障,电力集控中心或者调度人员就能够远方控制隔离故障,并将非故障段通过带路的手段送电,以达到减少停电事件,提高供电可靠性的目的,广义上来讲,实现电网智能化以后,故障处理时间可以缩短2/3以上。其实,智能调度是建设坚强智能电网的关键内容,是智能电网的神经中枢,是维系电力生产过程的基础和保障电网运行发展的重要手段。为了更好的适应智能电网发展,着力推进我国智能电网调度“信息化、数字化、自动化、互动化”和“调控一体化系统”建设,在新一轮电网改造升级中,对于我国智能电网以调度的智能化为体现载体,笔者对于相关的几点问题谈谈我的看法。
1 我国智能电网的信息架构和基础设施的现状
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,利用“随需应变”的信息提高电网公司的管理水平、工作效率、电网可靠性和服务水平。智能电网的构成包括数据采集、数据传输、信息集成、分析优化和信息展现等几个方面。智能电网大大扩展了监视控制与数据采集系统(SupervisoryControl And Data Acquisition,SCADA)的数据采集范围和数量,采集涉及电网运行、设备状态和客户计量在内的多种实时数据。电网公司将这些实时数据和其它管理数据等通过更先进的通信方式进行传输、集成,并进行分析优化,再将经过分析优化处理后的信息以用户定制的门户和仪表盘方式呈现给用户。
从目前相关试点情况来看,在实现智能电网的过程中,技术上相对来说并不是问题,更大程度上应该关注相关机制,以及整体环境对于发展智能电网的支持。目前我国智能电网主要存在如下问题:监管方激励机制裹足不前,这种政策环境因素阻碍了智能电网创造有说服力的商业应用案例;未来立法方向不够明朗,在整个公用事业价值链中,风险和收益很难进行调整和分配;数据隐私、网络安全、可交互性和标准等方面仍面临挑战;目标冲突的情况依然存在;试点项目在客户互动方面也遇到挑战,包括如何与客户有效交流等;一些智能电表项目试图努力说服监管机构和客户,但显然并不容易。
目前,有关智能电表的项目是配电网智能化最重要的试点环节。除了实现自动抄表、计费、收费等功能外,智能电表更高级的功能在于采集更多的电网实时运行数据,从而掌握更加详细的用户负荷情况,加强需求侧管理,优化电网运行。智能电表还不单单是一个电表的概念,还牵扯到在用户这里有非常多新的使用者,比如电动汽车,对于电网来讲,电动汽车是不是有办法作为电网消除新的可再生能源的不稳定性还需要探讨。但是,实现这种高级功能需要电价的定价机制作出改变,即实行更有弹性的定价。仅仅依靠在电网负荷高时发送信息请求用户减少用电负荷是不够的,只有实行分时定价,在电网负荷高时对电力进行更高的定价,用经济成本的驱动力才能更好地实现需求响应。相关研究显示,通过价格杠杆实现的需求响应可以使用电端的负荷下降20%。分时电价又如何制定?必须完成智能电表安装后,在一段试验时间内,对用户电量等信息进行统计。只有经过相当长一段时间的统计后,才有可能基于这些信息进行科学定价。
在机制改变后,人的行为才可能逐渐改变。但是,依然可能有很多对新的机制(如电价机制)不敏感的人。那么,除了采用自动化程度更高的电表对用电端直接进行控制外,更重要的是通过初步引导教育、培训等手段对不敏感用户的消费行为进行改变。而且,人们的用电行为不断发展,基于新模式的定价机制也需要不断改进。
我国智能电网是以特高压电网为主干网架,各级电网协调发展的坚强电网为基础的,利用先进的通信信息和控制技术,构建以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的智能电网。我国智能电网在发电侧将侧重发展清洁能源接入和谐波控制技术,在输配电侧将涵盖智能调度与分析系统、柔性输电系统、大容量储能装置、智能化变电站和配电自动化等多个领域。
特高压的到网电价明显低于中东部经济发达地区煤电上网电价,特高压到网电将与中东部火电形成竞争态势,这有利于充分发挥市场配置作用,降低电力供应成本。在特高压骨干网中,高压直流输电系统(HVDC)等技术起到了非常重要的作用。国家电网公司的向家坝-上海的800kV高压直流项目,在输电容量和传输距离方面都挑战了世界纪录,其6 400万kW输电容量和近2 000km的输电距离在世界上是绝无仅有的。
根据对该线路做出重要支持的ABB公司的资料显示,该线路损耗仅仅只有不到7%。高压直流输电系统可以将从电厂发出的电力从交流转换成直流进行传输,然后再转回交流供用户使用。
而作为智能输电网物理媒介的数字化变电站的推广也是智能电网建设的重要目标。数字化变电站是由智能化一次设备、网络化二次设备在IEC61850通信协议基础上分层构建,能够实现智能设备间信息共享和互操作的现代化变电站。数字化变电站分为过程层、间隔层和站控层,各层内部及各层之间采用高速网络通信。在该方案中,通过智能控制装置实现对一次和二次设备的智能化控制,大大减少了控制电缆,优化了二次回路,简化了设计,真正实现了智能开关功能。
2 智能调度只有在智能电网的软件和硬件保障下实现
我国资源禀赋和经济发展的不平衡造成的电力供需的不平衡,因此智能电网将主要以调度的智能化为体现载体。智能调度技术支持系统主要包括节能发电调度、实时监视和控制、分析预警和辅助决策、优化的调度计划、提升特大电网安全稳定控制水平和电网经济运行水平,以及提升电网管理和决策水平。而实现智能调度也需要打造四个平台,即实时监控和预警平台、调度计划平台、安全校核平台、调度管理平台。
事实上,智能电网有“软”和“硬”两个方面,即电网自身的建设以及信息化建设。他认为,只有“软”、“硬”有机结合、协调发展,才能全面建成智能电网。智能电网首先应该是坚强的电网,能够实现能源资源大范围优化配置,保障安全可靠的电力供应,这是智能电网“硬”的一面。建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网,并实现电网的信息化、数字化、自动化、互动化,在供电安全、可靠和优质的基础上,进一步实现清洁、高效、互动的目标,这是智能电网建设“软”的一面。智能电网的建设对电网运行的调度和分析控制提出了许多更新更高的要求。然而,现有的调度自动化系统面临着许多问题,包括非自动、信息的杂乱、控制过程不安全、集中式控制方法缺乏、事故决策困难等。为适应大电网、特高压以及智能电网的建设运行管理要求,实现调度业务的科学决策、电网运行的高效管理、电网异常及事故的快速响应,必须对智能调度加以分析研究。 其中电网智能调度软件也非常重要。这些软件需要整合调度自动化、保护信息管理等信息系统,在电网正常运行状态下,能实现电网薄弱环节的智能监控,实现电网的预警以及自愈,实现电网控制过程的安全性;在事故情况下,能够从海量数据中抽取最关键的事故信息,有效地控制电网事故的发生、发展,缩短电网恢复正常运行的时间,防止大面积停电事故的发生等重要功能。
据了解,目前我国为适应特高压互联大电网运行的安全和可再生能源快速发展的需求,国内新一代智能电网调度技术支持系统的研发在消息总线、服务总线、实时数据库、可视化人机界面等多项关键技术上已取得突破,对提高我国电网调度智能化水平具有重要意义。通过这个系统,我国电网调度首次实现了基于“三华”(华北、华中、华东)电网统一模型的实时数据采集和展示,信息范围覆盖“三华”电网220kV以上近2700个厂站和东北、西北的主网架,目前实时监测的电网运行信息总量已超过15万个,实现了模型参数的一体化维护和共享、电网稳态监控、多区域多目标自动发电控制、状态估计等功能,能有效支持国调与“三华”网调互备和业务协同。这标志着我国智能电网调度技术支持系统研发取得重大突破。
我国上一代调度技术支持系统中,由于缺少总体设计和统一规范,上下级调度机构相关应用系统之间缺少统一的设备、数据命名和接口标准,难以方便地实现电网模型参数和数据的交换与共享,国、网、省三级调度的在线分析和可视化、智能化水平并不高。而新一代系统的设计开发则强化了一体化、在线化、精细化、实用化、可视化和智能化的思想。在华中试点工程基础平台和基本应用功能的研发与建设中,共制订了18个功能规范和10项技术标准。其中电网模型数据交换、动态消息总线等4项标准申请了国家和国际专利。通过制订电网通用模型命名规范、电网模型描述规范、电网图形描述规范等技术规范,实现电网模型和参数“源端维护、全局共享”。这意味着同一个厂站的模型、参数和画面只需在一处维护,即能实现全系统的共享,避免了以前的大量人工重复录入工作。这也是调度系统运行维护人员期盼已久的“福音”。随着一些基本应用功能开发,比如,通过电网备用容量监视功能,调度人员可以准确判断系统的各种备用状态及分布情况,如果华东电网在世博保电有临时需求,华中网调可以及时调出备用电力,支援华东电网。
3智能调度的推进使智能电网优质高效得到落实
不仅如此,随着我国特高压电网的快速发展,电网结构的不断变化,风能、太阳能等清洁能源的大规模开发利用,对电网调度运行控制的一体化、精细化水平和适应性、灵活性提出了更高要求,为了快速提升电网调度驾驭大电网能力、资源优化配置能力和抵御风险能力,保障电网安全可靠、灵活协调、优质高效、经济环保运行,研发新一代电网调度技术支持系统迫在眉睫。
2008年2月28日,国家电网公司正式启动《广域全景分布式一体化电网调度技术支持系统建设框架》编制工作。随之就技术路线开始了广泛的征询和研讨。
2008年12月5日,国家电网公司正式成立由中国电科院和国网电科院(以下简称两院)相关技术人员组成的联合开发组,启动了技术支持系统基础平台和电网运行稳态监控、自动发电控制、状态估计等基本应用功能的研发。
2009年3月,国家电网公司启动智能电网建设。国调中心组织开展了调度和发电两个环节的研究。
2009年5月,新一代电网调度技术支持系统正式更名为"智能电网调度技术支持系统"。结合华中新系统的建设搭建了华中测试小系统。
对此,2011年至2015年,是我国智能电网计划的“全面建设阶段”。在新一轮全国电网改造升级中,一体化的智能调度体系,将为坚强智能电网的安全经济运行,各种可再生能源与分布式能源发电的灵活接入提供有力的技术支撑。这一阶段的智能电网投资金额接近2万亿元,必将有效加快智能电网调度技术支持系统的建设。将遵循智能电网调度“四化”发展的需求和智能调度技术支持系统的发展路线,以“调控一体化,智能促低碳”为宗旨,通过对一体化调度运作平台、海量信息存储管理与应用、智能可视化展示技术、新能源接入控制、实时监控与智能预警、统一建模、智能电网调度预警与决策支持、智能电网调度安全防御等关键技术的研讨和展示,促进智能调度的创新应用,切实提高驾驭特大电网的能力。
参考文献
[1]于钊,刘建坤.坚强智能电网应关注的问题和关键技术[J].电力系统通信,2010(10).
关键词:电器智能化 配电网 自动化
中图分类号:TM7 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)09(a)-0023-02
1 配电网自动化系统
配电网的自动化系统主要是应用于现代化的“电子技术”、“网络技术”、“计算机技术”和“通信技术”等,实现对配电网的实时监测、保护与控制。就一般情况里来说,配电网自动化包括配电网“SCADA”、“配电变电站自动化”、“馈线自动化”等几个方面,如图1所示。
(1)配电自动化其主要的工作原理是把整个环状结构配电网路经过分段开关将供电线路变为独立的供电区域。一旦发生故障,能够及时把故障区域开关跳开并进行隔离。从而避免线路故障而导致整条线路的失电情况发生,减少停电的范围,进而保障供电的可靠性。
(2)当前要实现配电的自动化主要有以下方式。
第一种:在环形电缆的配电网络里运用重合器。进而配合环网柜来实现配电的自动化。
第二种:在辐射线路抑或是树状线路运用重合器和分段器的方式。运用这两种方式不需要配置通道与主站系统,仅仅依靠重合器与分段器它自身的功能作用就能够进行故障的隔离与恢复供电,同时实施容易,且节省投资。
第三种:由沿城市的街道铺设的架空绝缘的导线而构成配电的网络。这种方法是我国大多数城市普遍采用的方式。对于这种配电网络,我们目前普遍采用的是网络优化改造而形成多环网这种配电自动化的方式来进行改造。
(3)配电自动化的目的是保障配电网的安全与经济性。降低损耗,同时快速处理电路的故障,并提供供电可靠性。因此要具有以下的条件。
①进行实时的系统监控。要实时监测每条线路的负荷运行情况,并及时发现和消除不安全的因素,保证配电网的安全运行。
②依靠监测系统的功能实施提醒用户电表故障,从而防止偷电和窃电的行为发生,避免电量的损失。
③通讯系统务必可靠而高速率。
④同时要具备在室外恶劣的环境下对故障电流的识别,并完善故障的控制器,实现断路器的远程操作。
⑤系统的监测功能务必及时的计算出线路的线损,从而保证线路运行的最佳状态。
⑥对系统的电量进行控制与功率控制能够促进电费的回收。
⑦主站系统的软件功能完善,硬件上有足够空间和处理速度,具备扩充性和开放性。
2 电器的智能化
2.1 发展基础
随着当前信息网络的不断发展,“配电自动化系统”已经逐渐形成了一套智能化的监控、运行与保护的体系。而网络通信技术的快速发展使得用户与设备拥有更大的开放与兼容性。智能电器和中央计算机通过接口构成自动化的通讯网络,这种通信连接方式能将工业控制上用的传感器与执行器,以及“限位开关”、“光电传感器”和“按钮指示灯”等一些简单的控制元件得以从设备连接网络,和用做主设备的控制型计算机或者可编程的逻辑控制(PLC)进行通信。这使电器智能化进入了信息电器的新时代。
2.2 智能化电器的功能要求
和传统的电器不一样,智能化的电器在一些传统的电器的开关上安装了一个智能单元,它是智能化电器的核心部件,这一部件集测量、保护、控制、通信和在线检测电气本身等功能为一体。
(1)测量功能。具备对电量的测量以及对电能计量的功能,同时通过电子屏显示出来,从而取代了传统的测量与计量仪器。
(2)运用计算机保护代替传统的继电保护。
(3)智能电器的操控系统从安全性、可靠性和操作成本来考虑,根据操作控制,从而对断路器等进行分合闸操作。
(4)通过传感器进行在线监测,主要是针对温度、机械性能和电子绝缘性能等方面。
(5)通信能力。智能化的通信功能,主要用于电器与变电站的自动化系统的双向信息传输服务。
3 电器智能化技术在配电自动化中的应用
3.1 配电自动化为电器智能化应用提供了实现的硬件条件
电器的所有功能必须在稳定充足的电力供应的条件才能得以实现,如果没有稳定的电力供应,电器是不能使用的,更别说是电器的智能化和电子化了。配电网络的自动化为电器智能化提供了实现硬件条件的可能性。配电自动化划分了配电区域,从而保证电力供应的可靠性,智能电器根据这个原理对电器的功能进行分区和分布管理监控,并适时地采取措施进行维护。
3.2 电器智能化在配电自动化系统应用的可靠性增强
电器智能化的稳定电源能抑制系统外部的干扰噪声,比如电弧放电、雷电波和脉冲噪声等。由分立元件搭配常规的交流稳压、隔离、直流稳压。用系统的选择开关电源或增加标准电源滤波器,从而和配电自动化中的监控系统运用在本质上一致,处理来自外界的干扰并减少设备自身对外的干扰,从而提高系统的可靠性和自身的品质。
3.3 电器智能化的通信技术是建立在配电系统的自动化之上的
智能化电器的通信功能,它主要是用于电器和变电站的自动化系统抑或是变电站微机的监控系统中的系统机,或者配电自动化的系统中的RTU设备之间,其主要作用是双向信息的传输。而智能化电器向系统机抑或RTU的设备传送被控对象的“运行参数”、“保护整定值”和“故障信息”及电器状态信息,同时系统机往智能化的电器发出一系列的操作指令,从而改变与调节整定值。同时通信功能能够利用串行通信接口实现。而如果电力的自动化系统运用了现场总线,那智能化电器同时应采用相应的现场总线的技术。
3.4 电器智能化的硬件结构与技术实现的原理
智能化电器其智能能源是“单片机系统”、“模拟量输入”、“开关量输入”和“串行通信接口”以及“人际对话”,电源等功能电路组成,个别模块采用插件连接。
3.5 电能质量是电器智能化技术发展的保障
电能质量的问题严重影响到电力系统与用电设备,甚至可能还会带来极为严重的危害。因此对电网的电能监测务必要实时且保证有效。而电能的质量监测系统是对电能质量水平的重要评估方式,也是及时发现电能质量问题的重要手段,是保证所发送电能质量的前提。一旦对电能的质量做出比较精确的检测与分析,就能够对电能的质量水平与各种电能的质量问题的做出细致分析与判断,并为电能的质量改善提供有力依据。在同电力用户相关的如低压配电系统当中,其电能质量的监控能够保证低压电网与用电设备的安全与可靠性,同时也是现今低压智能化的电器一项新功能与发展方向。而当前的研究重点主要还是集中在这些方面:“电能质量问题的发生机理”;“电能质量的检测机理”;“电能质量设备的设计方法”。
因为智能化电器的测量与保护对象,要求具有相当高的可靠性,因此智能化电器对可靠性技术的研究是一个相当大的难点,当前的研究也制定出了许多措施,使开发出的产品能符合国际标准的要求,其内容大致集中在这几个方面:“自检”、“自校”、“自我诊断技术”;智能化的电器元件其换效机理及元件与系统关于可靠性的分析,与智能化电器的检测、审核技术。
4 结语
电力系统配电的自动化技术是电网建设的重点,电器智能化更是当前电器发展的主流方向。配电自动化系统的全面建立需要投入大量的资金和人力物力,电器智能化在配电系统自动化的基础上必将得到更好的发展。所以本着循序渐进、统筹规划的原则,使电器智能化技术在配电网自动化发展中得到发展和广泛应用。
参考文献
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关键词:电网;建设工程;智能化;施工技术
中图分类号:TM76 文献标识码:A
随着社会的发展和科学技术的进步,各行业的工程建设也取得了很大的进步,配套施工技术以及装备的智能化成为了未来发展的必然趋势。为了更好的实现和推进我国工程特高压电网建设的总体目标,实现智能电网的建设步伐,与它相对应的输变电施工技术和装备必须要朝着交互化、智能化以及信息化方向的发展,更好的保障电网的高效经济、安全可靠的运行。发展智能化施工技术要从两方面入手,即施工管理的信息化、智能化以及施工装备的自动化、技能化,本文将对电网建设工程智能化施工技术的研究和应用进行探讨。
1 施工技术智能化的发展趋势
随着科学技术的不断发展,智能技术在工程机械中得到了广泛的应用,各种控制器、通讯设备以及传感器、控制器在工程机械中得到了大力的推广,而且还即将开发出能够实时判断作业情况以及进行调整的智能化施工系统,更好的实现了机械化智能化。全面实现智能化是现代工程机械发展的大势所趋,现在一些技术先进的工程机械公司,已经在平地机、装载机、挖土机、压路机以及摊铺机上应用了GPS定位系统以及无线通讯系统,将工程的工作进程和工作参数等信息通过无线通讯系统进行监控,达到统一、科学管理的目的。我国众多的科研单位以及机械生产厂家也对智能化工程机械技术进行积极的研究和开发,已经完成了材料拌和机、装载机以及自卸车等单台工程机械的改造,同时机群智能化工程机械的设计和制造技术也在不断的完善。对于电网建设工程智能化施工技术的研究来说,现在国内外在张力架线设备以及铁塔组立设备方面也进行了智能化研究,并取得了一些成就,比如,开发了单台牵引以及张力架线设备的智能功能,并且还实现了通过几台设备联网或者集控装置方面的群控功能;而且在组塔设备方面,也研制出了组铁专用的塔式起重机,实现了铁塔组立的单机智能化吊装,并且正在努力进行多台起重机联合作业的智能化施工研究。
2 智能化系统在电网建设中的运用
从上述电网施工技术智能发展来看,现代的电网工程项目建设逐渐走向了系统化和大型化,它涉及的范围很广,包括设备、人员、材料以及层级等内容,这增加了电网建设工程中的很多不确定的因素。输变电工程建设早电力工程建设中具有十分重要的地位,是电力工程的一个重要的组成部分。随着跨大区联网、智能化电网以及特高压电网等工程项目的建设,对项目管理也提出了更新、更高的要求。工程管理建设的好坏对于整个输变电工程项目的实施具有直接的关系,它决定着工程项目的安全投入运行,不仅影响着企业的形象,而且还影响着企业的经济和社会效益。近年来,随着我国科学技术的不断进步,输变电工程技术取得了很大的发展,也跻身于世界一流水平,与它相适应的施工管理水平也必须进行大幅度的提升,更好的适应电网的发展需求。为了更好的加强输变电工程项目管理的水平,节约工程的成本,提升建设的质量,保证建设的安全,电力企业就必须摒弃传统的管理方式,缩短项目管理和国际先进水平的差距,强化工程项目管理,大力开发和运用先进的信息技术,更好的达到全面提升电力水平的目的。
(1)输变电工程项目管理的弊端
输变电工程建设对于国民经济的发展具有十分重要的作用,但是,其工程项目管理比较复杂,涉及范围较广,它涉及到人员、质量、安全、进度、文档以及合同等环节的内容。由于我国的输变电工程管理的起步比较晚,在广域以及分级管理项目系统中,输变电工程项目管理中存着一些问题。第一,随着我国经济的发展,用电量的大幅度增加,电力工程数量也日益增多,而且规模也逐步提高,一些目标控制如质量、安全、标准、经费、设备资源以及人力等难度加大。第二,在工程建设中,由于要涉及到众多的单位和部门,而且各部门之间没有形成很好的沟通,这就导致了大量的业务交叉作业,给工程的协调带来了困难。第三,电网工程前期的工程量准备工作比较繁重,存在着很多不可控的因素,而且各个工作之间的依赖性和关联性较强。第四,在工程管理中,缺少必要的标准化流程控制;第五,由于输变电工程项目较多,而且工程建设文档不断的更新,存档和查阅的难度较大,历史数据不易保存,这就增加了决策的难度。第六,输变电工程建设管理的质量与安全保障措施、调用和控制环节的内容特别的薄弱。
(2)智能化输变电工程项目管理系统
智能化输变电工程项目管理系统要充分运用现代化信息技术,改进管理思想,更好的输变电工程建设管理服务,更好的提高工程的质量和管理效率,提高工程建设的安全性。我国输变电工程的型式和等级具有多样性,而且输电线路以及变电工程中的导线、铁塔等规格、型式与种类较为复杂,再加上对应的的一些施工设备的用量大,种类多,要想在有限的时间内对上述工程管理信息进行高效的分配和处理,这难免会出现一些遗漏和偏差,容易造成一些施工质量问题以及安全隐患的发生。在输变电建设施工中,其数据量较大,计算较为复杂,再加上环境多变,技术人员一般都是凭借着经验进行器具的选择,这就很容易造成财力、人力和物力的浪费,而且更有可能由于经验不足、技术人员分散等原因,使管理产生不利的影响,给工程建设带来很大的损失,从而埋下安全隐患。随着信息技术的不断进步,计算机以其计算准确、运行速度快以及信息储备量大的优点,运用计算机技术来提高电网建设施工管理水平具有十分重要的意义。因此,要大力提升工程施工方面的管理,要把工程量的计算、工程节点控制、施工方案的设计以及工程配套施工设备等方面和施工管理密切的配合,逐步提高输变电工程项目的高效协调,更好的提高电网建设的施工管理水平。
智能化施工管理就是要充分运用计算机系统对施工管理过程中的信息进行收集、传输、处理、保存、维护以及使用,并且运用人工智能中的知识工程以及专家系统等科学方法和科学技术进行施工管理。智能化施工管理信息系统包含的内容很多,它不仅包括基本施工的计算,又包括了现场施工管理中所需要的施工流程、施工进度、施工规范以及安全管理等智能化管理平台,对于输变电项目中最薄弱、最底层的施工现场管理具有十分重要的意义。对于智能化施工管理信息系统进行开发和研究,不仅能够实现施工全过程管理的系统化、统一化、实时化和智能化,而且还能够降低施工的成本,有效的提高施工效率,有助于输变电施工的科学、高效化管理,更好的缩短施工周期,提高施工企业的效益。
3 智能化施工技术的应用措施
随着我国经济的迅速发展,工业和生活用电量的增加,其电压等级也在不断的提升,这对于电网施工工程也提出了更高的要求,特别对于交直流特高压工程项目建设,需要大型的牵、张设备配套施工共同完成。于此同时,对于一些快节奏的建设项目,工期越来越短,但是施工的质量却越来越多,在安全环保的情况下,对于牵、张设备的性能、可靠性等方面的要求也越来越高。因此,大力研究和开发智能化的牵、张设备,对于提升输变电工程的施工质量和效率具有十分重要的作用。
(1)单台设备智能化
单台牵、张设备的智能化,要在整机方面集成控制中心运用微处理,使微处理器完成对放线数据的采集和监视,起到控制和调节的作用。数据的采集运用的是配置的测定张力的拉力传感器和测定速度的速度传感器,并经过总线传输通道,把牵力和张力的数据传送给主机控制中心。而主机控制中心要事先设定好程序,并且对数据进行快速的处理,及时有效的调节总张力或者是分张力,更好的达到牵、张设备智能化控制的目的,真正实现电网工程的智能化施工。
(2)机群设备智能化
机群设备的智能化主要从两部分组成,即单机智能系统和管理中心系统,单机智能系统能够对牵张设备及时有效的实施多种功能,例如,状态测量、运行显示、通讯和调节等,通过智能系统的通讯单元模块,把施工中各个设备运行的真实情况传送给管理中心,管理中心对于数据进行分析和运算,并建立起一个集成化的施工作业模型。这一模型不仅能够对施工系统内部的任何一个智能分支进行有效的监控,而且还能够对施工人员的作业情况进行全程监控,有效对的对于各个智能分支单机进行分析和调整,有助于优化施工方案,更好的进行施工。机群设备智能化能够使操作人员实时的掌握设备的运行状态,及时发现设备存在的安全隐患,提高设备使用参数的透明度,能够有效的防止错误操作的发生。
结语
总之,要加强电网建设工程智能化施工技术研究和开发,增强施工智能化和自动化,有效的降低劳动人员的劳动强度,提高施工效率,更好的推动电力企业的发展进步。
参考文献
[1]缪谦,温超.特高压工程张力防线同步技术的研究与应用[J].华东电力,2009(12).