中心城區智能配電網建設研究
摘 要: 配電網是電力系統中向用戶分配電能的環節,它的堅強與否直接影響到人們的生活。中心城區的配電網通常承擔著對高密度、重要負荷的可靠供電的任務,因此,中心城區配電網的建設十分重要。隨著自動化技術、通信技術等先進技術不斷發展,智能化成為配電網建設的必然要求。本文從配電自動化系統、分布式電源接入角度研究了中心城區智能配電網建設的目標和原則,可以為中心城區的智能配電網建設提供一定的參考價值。
關鍵詞:中心城區;智能配電網;電網建設
0 引言
隨著社會、經濟的不斷發展,電力用戶對于電能的質量和可靠性的要求不斷提高。據統計,目前95%以上的停電事故的起因是在于配電系統的問題。而我國配電網的建設、發展遠遠滯后于輸電網,自動化程度較低,造成供電能力和供電質量無法滿足社會發展需求。近年來,隨著資源緊缺和環境污染等問題的日益突出,如何建設一個能夠滿足大規模分布式電源接入的配電網成為電力行業探索的熱點。隨著自動化技術、通信技術等先進技術不斷發展,“智能電網”的概念應運而生,智能配電網可以滿足大量分布式電源以“即插即用”的方式接入,能面對最廣大的電力客戶,與客戶實現信息和業務的互動【1】。對于負荷密度大、負荷重要等級高的中心城區而言,智能配電網的建設勢在必行。本文將中心城區智能配電網建設從配電自動化系統、分布式電源接入兩個方面進行了研究,可為中心城區的智能配電網建設提供參考。
1配電自動化建設
1.1配電自動化建設目標
配電自動化是一種綜合信息管理系統,它通過采用計算機技術、數據傳輸技術、控制技術等以提高配電網供電的可靠性,改善電能質量,提高管理水平和工作效率,是實現智能配電網的基礎。配電自動化系統建設主要需要實現以下幾個目標。
(1)配電網運行自動化
配電網運行自動化是配電自動化的基本目標,包括數據采集與監控、饋線自動化、負荷管理以及自動化抄表。通過實現配電網運行自動化可對城市配電網運行狀態進行監視、控制和協調;對配電網故障自動定位、隔離及非故障區供電的恢復;完成遠方抄表計費。
(2)配電網信息共享
通過建立統一的數據交換模型,設計一體化的配電網資源數據,完成數據的統一表達和信息共享,實現各個應用系統之間緊密的縱向和橫向信息集成【2,3】。
(3)配電網管理自動化
通過用電管理、停電管理、設備管理的自動化,建立完整、準確的信息統計庫,對各種管理過程提供信息支持,以便于供電企業對用電信息和設備資產進行管理,更好的為電力用戶提供服務。
1.2配電自動化建設原則
(1)配電自動化主站建設原則
配電自動化主站是配電自動化系統的核心部分。配電自動化主站要建立完整的圖模管理;實現配電網信息的集成與共享;實現配電網監測控制和饋線自動化功能;滿足新能源接入的要求 【4,5】。
(2)配電自動化終端建設原則
配電終端裝置的功能是對配電網及配電設備的信息進行采集和控制,它主要由饋線終端單元、配變終端單元、遠動終端單元和電量集抄器等構成。它應當具備遙測、遙控、遙信功能,對時功能,定值遠方/當地修改和召喚定值、手動操作功能,通信功能,設備自診斷及自恢復功能,故障判別功能,具有后備電源或有外接后備電源的接口等基本功能【6】。
2 分布式電源接入
2.1分布式電源接入目標
分布式電源通常指發電功率在幾千瓦至數十兆瓦的小型發電單元,通常分散地裝設在用戶附近,包括內燃機、微型燃氣輪機、太陽能發電(光伏電池、光熱發電)、風力發電等。分布式電源通常接入中壓或低壓配電系統,能夠滿足大量的容量各異、具有波動性和隨機性的分布式電源以“即插即用”的方式接入配電網是智能配電網最終的建設目標之一。分布式電源接入目標主要有以下幾點。
(1)實現對分布式電源的運行狀態進行監測與控制。太陽能、風力等分布式電源具有波動性和隨機性,容易造成電網波動,嚴重影響電網運行的可靠性,因此動態監視分布式電源的運行狀態,實時調整分布式電源的功率調節控制裝置、電源并網點無功補償裝置等,對于配電網的安全穩定運行很有必要。
(2)利用微網提高分布式電源接入后配電網的可靠性,改善電能質量,實現對現有能源的充分利用。分布式電源、儲能/供能裝置和負荷構成了微網,微網通過智能化的靜態開關與電網相連,可根據運行工況主動選擇并網或孤島運行狀態, 并能在兩種運行狀態間平穩轉換。這兩種運行狀態都要求配電系統采用集中與分散相結合的控制方式,而孤島運行方式成功的概率高,并且能提高配電網絡可靠性,因此成為分布式電源高滲透率配網的最佳運行方式。
2.2分布式電源接入原則
(1)分布式電源繼電保護和安全自動裝置配置方案應符合相關繼電保護技術規程、運行規程和反事故措施的規定。
(2)分布式電源接入系統時應具有明確的并網點,分布式電源的最大輸出容量和并網點短路電流水平需要滿足相關規定,確保能夠滿足分布式電源用戶自發自用,余電上網的要求。
(3)分布式電源接入后,配電網的各項電能質量指標應滿足國家標準規定。
3 結語
中心城區的負荷性質決定了其配電網的智能化建設勢在必行。智能配電網建設需要依托配電自動化、配網通信系統、分布式電源接入等先進技術,涵蓋網架結構、電力設備改造等方面,因此智能配電網建設無法一蹴而就,研究工作需要不斷開展。在不斷吸收國際先進智能配電網技術的同時,結合我國城市配電網發展特點,考慮不同城市規模和電能需求的差異性,建設符合中心城區用電要求的智能配電網。
參考文獻
【1】邵偉明. 中心城區智能配電網的規劃和建設研究[D].浙江大學,2011.
[2] 劉健.配電自動化系統.北京:中國水利水電出版社,2003.
[3] 黃健.配電自動化發展趨勢.電工技術雜志,2003,(3):3-6.
[4] 周敏,程浩忠,周中明.優化理論在城市配電網變電站選址中的應用[J].供用電,2003,20(2):7-10.
[5] 汪興旺,邱曉燕.基于改進粒子群算法的配電網分布式電源規劃[J].電力系統保護與控制,2009,37(21):16-20.

責任編輯:電力交易小郭
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