浅谈智能电网中的新型配网自动化

2014-10-11 17:18| 发布者: administrator| 查看: 800| 评论: 0

摘要: 智能电网的核心内涵是，在电力系统各业务环节，实现新型信息与通信技术的集成，促进智能水平的提高，其覆盖范围包括从需求侧设施到广泛分散的分布式发电，再到电力市场的整个电力系统和所有相关环节。配电运行体系 ...

智能电网的核心内涵是，在电力系统各业务环节，实现新型信息与通信技术的集成，促进智能水平的提高，其覆盖范围包括从需求侧设施到广泛分散的分布式发电，再到电力市场的整个电力系统和所有相关环节。
配电运行体系是智能电网的构成的四大体系（其他包括计量体系、输电运行体系和资产管理体系）之一，它主要包括高级配网自动化、配电快速仿真与模拟、分布式电源运行、AC/DC微网运行、新兴电力电子装置、配电SCADA（监控与数据采集）、配电地理系统（GIS）七个部分。为满足智能电网的发展需求，新型的配电自动化系统也迫切需要推出。
1 当前配网自动化的发展状况
配电网自动化和管理系统是应用计算机技术、自动控制技术、电子技术以及通信技术，对配电网进行在线和离线的监控与管理, 使配电网运行于安全、可靠、经济、优质、高效的状态。然而，国内虽然在这一领域有较大的投入，但收效甚微。究其原因，既有管理体制上的问题，也有技术实现上的问题。
1.1传统模式SCADA+DA（配电自动化）的局限
SCADA功能和DA功能是DMS（配电管理系统）的基本功能。DA故障处理功能主要体现在对线路故障段的自动隔离和非故障段的自动恢复供电，以减少网络设备和用户在故障时的中断时间。目前，在我国配电网的用户停电中，80%以上都是计划性停电造成的，而非故障停电，其中城市建设、电网改造和设备检修占了相当大的比例。因此, 对供电可靠性提高的作用微乎其微, 也就很难看到较高的产出投入比, 相应地在减轻相关人员的劳动强度以及提高工作自动化程度方面的意义有限。
1.2　GIS的瓶颈
配电网错综复杂，运行方式多变，只凭有经验的工程师掌握的图纸、资料及个人记忆力进行管理已很难管理。地理信息系统GIS的应用为配电网的运行管理提供一个具有地理信息的网络模型，可以对配电网设备的资产、规划、设计、施工、检修等进行有效的管理。由于GIS与SCADA系统信息交流不畅，目前还不能充分体现其在电力系统生产和管理中的重要地位。
1.3管理功能的不足
目前还没有一套真正意义上的配电网调度作业管理系统能够从配电网调度管理最终应用入手，实现对配电网日常调度工作全程跟踪、资源信息共享和管理的自动化。
1.4信息孤岛的无奈
广义的DMS涵盖配电网生产、运行和服务全过程, 因此该系统涉及配电网的所有实时信息、全部配电网设备信息和用户信息，而以上信息来源分布于不同部门的不同系统。从目前国内外的产品来看，没有一家产品可以完整地提供以上各类功能以及信息同时，供电企业信息化的建设也是逐步推进的。
2 新型配网自动化的要素
2.1 体系结构上满足IEC61970/IEC61968标准
IEC61970/IEC61968标准是国内外调度配电网自动化技术长期经验的总结和理论提升，反过来对调度配电网自动化技术的研究具有鲜明的指导意义，为电力自动化应用提供了最权威的技术规范。因此，需要特别关注各个不同子系统的集成与数据共享，从体系结构的设计上保证第三方系统的无缝接人。
2.2 建立配网管理子系统
从管理入手，在继续完善配电网一次网架的前提下，强化配电网的调度职能和实现配调的自动化，并以此带动整个配电网生产运行流程的科学化管理，是提高配电网管理水平及提高供电可靠性的重要途径和手段。
配电网自动化在管理方面的应用应该在停电申请、检修计划、保电与双电源用户管理、操作票生成、数据统计分析等方面下功夫，同时应充分考虑到故障处理的比重加大必然趋势，向真正意义上的停电管理系统过渡。用技术和管理相结合来提高供电可靠性，并使其统计方法和手段更科学、高效，能够在较短时间内实现低压供电可靠性统计。
2.3 加强配电网的重构功能，实现自愈功能
配电网络重构又称配电网络组态，或配电网络馈线组态、配电网络馈线重构等。在保证配网呈辐射状、满足馈线热容、电压降落要求和变压器容量等的前提下，改变分段开关、联络开关的组合状态,把一段线路中的负荷通过开关的切换转移到不同的电源供电，使配网指标最优化，而负荷移动的这个过程就被称为配电网络重构。其目的是通过网络开关的优化组合来达到降低网损、平衡负荷、提高电能质量和供电可靠性等目标。
伴随着配电网络的重构，配电自动化网络的通信构架也需要重构，无线自组织网络[7]为其自动化通信网络提供了新的思路。也为电网“自愈”提供了技术保障。
2.4 微网的接入
微网（指具有分布式电源的配电子系统），是一个预先设计好的孤岛，主网脱离后可孤立正常运行、维持所有或部分主要用电设备的供电。智能电网要求微电网与大电网是有机的整体，可以灵活的连接、断开。
在新型配网系统中，改进的互联标准将使各种各样的发电和储能系统更容易接入，各种不同容量的发电（如光伏发电、风电）和储能系统（如先进）的电池系统、储能式混合动力交通工具和燃料电池）在所有电压等级上都可以互联。