配電自動(dòng)化發(fā)展動(dòng)向分析論文

時(shí)間:2022-03-30 05:50:00

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配電自動(dòng)化發(fā)展動(dòng)向分析論文

一、配電自動(dòng)化簡(jiǎn)介

配電自動(dòng)化指:利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與電力設(shè)備相結(jié)合,將配電網(wǎng)在正常及事故情況下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制、計(jì)量和供電部門(mén)的工作管理有機(jī)地融合在一起,改進(jìn)供電質(zhì)量,與用戶(hù)建立更密切更負(fù)責(zé)的關(guān)系,以合理的價(jià)格滿(mǎn)足用戶(hù)要求的多樣性,力求供電經(jīng)濟(jì)性最好,企業(yè)管理更為有效。配電自動(dòng)化是一個(gè)龐大復(fù)雜的、綜合性很高的系統(tǒng)性工程,包含電力企業(yè)中與配電系統(tǒng)有關(guān)的全部功能數(shù)據(jù)流和控制。從保證對(duì)用戶(hù)的供電質(zhì)量,提高服務(wù)水平,減少運(yùn)行費(fèi)用的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看,配電自動(dòng)化是一個(gè)統(tǒng)一的整體。通過(guò)一系列經(jīng)濟(jì)政策和技術(shù)措施,由供需雙方共同參與的供用電管理。包含負(fù)荷管理、用電管理及需方發(fā)電管理等。需求側(cè)管理的幾個(gè)內(nèi)容涉及電力供需雙方,甚至與電力管理體制有關(guān),必須通過(guò)立法和制訂相應(yīng)的規(guī)則,并最終由電力市場(chǎng)來(lái)調(diào)節(jié)。可以看到,電力的供需雙方不僅僅是一種電力買(mǎi)賣(mài)關(guān)系,也是以雙方利益為紐帶的合作伙伴關(guān)系,在電力市場(chǎng)環(huán)境下,需求側(cè)管理必將被重視。

二、配電自動(dòng)化發(fā)展動(dòng)向

變電站自動(dòng)化的發(fā)展,使供電可靠性有了很大的提高,但是,要進(jìn)一步縮短故障停電時(shí)間,很大一部分取決于饋線(xiàn)自動(dòng)化的發(fā)展。必須在饋電線(xiàn)路上裝設(shè)電動(dòng)開(kāi)關(guān),配置饋線(xiàn)終端設(shè)備FTU,對(duì)一些分支線(xiàn)路,還應(yīng)裝設(shè)故障指示器,并利用通信系統(tǒng),向系統(tǒng)提供饋線(xiàn)運(yùn)行數(shù)據(jù)和狀態(tài),執(zhí)行系統(tǒng)下達(dá)的饋線(xiàn)開(kāi)關(guān)遙控操作命令。非線(xiàn)性負(fù)載、電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)、不平衡負(fù)載、焊接設(shè)備以及家用電器設(shè)備增多,降低了電壓質(zhì)量。電壓質(zhì)量對(duì)現(xiàn)代電子設(shè)備及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)影響極大。為此,提出系統(tǒng)應(yīng)對(duì)電壓進(jìn)行連續(xù)測(cè)量和質(zhì)量分析,噪聲越限告警。同時(shí),要根據(jù)實(shí)際需要選擇不同的無(wú)功補(bǔ)償方式。集成化、智能化和綜合化是一發(fā)展趨勢(shì)。早期配電自動(dòng)化的實(shí)施采用發(fā)展獨(dú)立的、單項(xiàng)自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)解決問(wèn)題,如直接的負(fù)荷控制、大用戶(hù)的遠(yuǎn)程抄表等,由于配電自動(dòng)化的功能之間存在著不同程度的關(guān)聯(lián),其中大部分要求很難滿(mǎn)足,且還無(wú)法克服在擴(kuò)大應(yīng)用規(guī)模時(shí)確認(rèn)所需投資的合理性所遇到的困難。這種按"功能定向"的方法,已造成綜合化水平非常低并帶來(lái)若干反面影響,如功能重疊、數(shù)據(jù)的重復(fù)、靈活性很差和維修費(fèi)用高等。另外,配電自動(dòng)化系統(tǒng)作為一個(gè)龐大復(fù)雜的、綜合性很高的系統(tǒng)性工程,包含眾多的設(shè)備和子系統(tǒng),各功能、子系統(tǒng)之間存在著不同程度的關(guān)聯(lián),其本身及其所用技術(shù)又處于不斷發(fā)展之中,對(duì)任一家制造商而言,根本不可能包攬一切。在饋線(xiàn)自動(dòng)化方面,現(xiàn)有饋線(xiàn)終端設(shè)備不僅具有常規(guī)的遙測(cè)、遙信和遙控功能,且還集成了自動(dòng)重合閘、饋線(xiàn)故障檢測(cè)和電能質(zhì)量的一些參數(shù)的檢測(cè)功能,甚至集成了斷路器的監(jiān)視功能,且有進(jìn)一步與斷路器、開(kāi)關(guān)相結(jié)合,機(jī)電一體化,發(fā)展成為智能化開(kāi)關(guān)的趨勢(shì)。顯著地降低了建設(shè)、運(yùn)行和維護(hù)的綜合成本,為提高供電可靠性,創(chuàng)造了有利的條件。

故障定位和自動(dòng)恢復(fù)送電可以明顯地縮短停電時(shí)間。有效地解決這一問(wèn)題,必須以數(shù)字式繼電保護(hù)、饋線(xiàn)自動(dòng)化和DMS系統(tǒng)為基礎(chǔ)。對(duì)于故障定位,國(guó)外有人提出使用三種技術(shù)綜合處理:故障距離計(jì)算法、線(xiàn)路故障指示器法以及不同線(xiàn)路區(qū)間故障概率統(tǒng)計(jì)法,這些信息結(jié)合在一起進(jìn)行模糊邏輯處理。

三、電力線(xiàn)載波技術(shù)取得重大突破

DPL技術(shù)是針對(duì)能夠加強(qiáng)本地、區(qū)域性以至全球范圍的家庭和中小型公司的數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)性能和響應(yīng)性能,采用改進(jìn)的因特網(wǎng)規(guī)約(IP)以及復(fù)雜的專(zhuān)用電子裝置來(lái)沿低壓配電電纜網(wǎng)絡(luò)傳輸MHz級(jí)的數(shù)字高頻信號(hào),同時(shí)監(jiān)視導(dǎo)致信息失真的脈沖信號(hào)以及其他形式的電干擾,從而實(shí)現(xiàn)了利用配電網(wǎng)絡(luò)為家庭和中小公司提供數(shù)字電話(huà)、傳真及因特網(wǎng)通信服務(wù)的手段。該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)越性體現(xiàn)在:對(duì)于電力公司來(lái)說(shuō),配電網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)成的,因而應(yīng)用DPL技術(shù)的投資遠(yuǎn)小于其他寬帶通信系統(tǒng);由于配電系統(tǒng)連至千家萬(wàn)戶(hù),通過(guò)該網(wǎng)絡(luò)可為用戶(hù)提供極方便的因特網(wǎng)服務(wù);該技術(shù)使得由調(diào)制的低壓網(wǎng)絡(luò)傳送的因特網(wǎng)和數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)的速度比目前最快的綜合數(shù)字服務(wù)網(wǎng)絡(luò)ISDN的速度提高了10倍,比與普通電話(huà)線(xiàn)連接的高速調(diào)制解調(diào)器快20倍;但目前推廣應(yīng)用DPL技術(shù)存在一些因難:將變電站轉(zhuǎn)化為與因特網(wǎng)相連的網(wǎng)關(guān),還需要在變電站中安裝開(kāi)關(guān)以及異端高速回饋光纖網(wǎng)絡(luò)以承載變電站和因特網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)傳輸;DPL這項(xiàng)技術(shù),還需要進(jìn)一步發(fā)展和證實(shí),而其他技術(shù),如低能無(wú)線(xiàn)(low-powerradio)、電纜調(diào)制解調(diào)器或不對(duì)稱(chēng)數(shù)字電話(huà)用戶(hù)線(xiàn)(asymmetricdigitalsubscriberline)等高速通信系統(tǒng)都已商業(yè)化或即將商業(yè)化,因而至少在最近兩年內(nèi),DPL技術(shù)是一項(xiàng)相對(duì)比較貴的選擇方案。

無(wú)論是固態(tài)補(bǔ)償器STATCOM還是動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器(DynamicVoltageRestorerDVR)直流儲(chǔ)能裝置的容量決定了對(duì)每次電壓下跌進(jìn)行調(diào)節(jié)的持續(xù)時(shí)間,可以從幾個(gè)Hz到幾秒鐘。若應(yīng)用超導(dǎo)儲(chǔ)能器(MicroSuper-conductingMagneticEnergyStoragy-SMES),可適用于短時(shí)間大功率的存儲(chǔ)和釋放場(chǎng)所。有了用戶(hù)電力設(shè)施,用電的質(zhì)量和可靠性仍需供電方和用電方合作解決,所以雙方的信息暢通和工況變化的透明度是十分重要的,這有賴(lài)于供電信息化程度的提高。用戶(hù)和供電者合作可以共同把擾動(dòng)減少到幾乎沒(méi)有。不論是雷擊、開(kāi)關(guān)切換還是負(fù)荷大變動(dòng)等,都不使其干擾電力用戶(hù)的運(yùn)作。

四、用戶(hù)電力技術(shù)的應(yīng)用

用戶(hù)電力(CustomPower)技術(shù)是NarainG.Hingorani任職于美國(guó)電力科學(xué)研究院(EPRI)時(shí)和柔性輸電(FACTS)技術(shù)一起提出的。其核心內(nèi)容是電力電子設(shè)備的應(yīng)用。該項(xiàng)技術(shù)可以解決電壓突升、突降和瞬時(shí)斷電等配電系統(tǒng)擾動(dòng)所引起的種種問(wèn)題,可補(bǔ)償電壓下降及短時(shí)斷電,對(duì)諧波進(jìn)行有效濾波,補(bǔ)償相電流的不平衡,改進(jìn)功率因素。其對(duì)提高供電質(zhì)量方面,有廣闊的前景,值得研究。

無(wú)論是固態(tài)補(bǔ)償器STATCOM還是動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器(DynamicVoltageRestorerDVR)直流儲(chǔ)能裝置的容量決定了對(duì)每次電壓下跌進(jìn)行調(diào)節(jié)的持續(xù)時(shí)間,可以從幾個(gè)Hz到幾秒鐘。若應(yīng)用超導(dǎo)儲(chǔ)能器(MicroSuper-conductingMagneticEnergyStoragy-SMES),可適用于短時(shí)間大功率的存儲(chǔ)和釋放場(chǎng)所。有了用戶(hù)電力設(shè)施,用電的質(zhì)量和可靠性仍需供電方和用電方合作解決,所以雙方的信息暢通和工況變化的透明度是十分重要的,這有賴(lài)于供電信息化程度的提高。用戶(hù)和供電者合作可以共同把擾動(dòng)減少到幾乎沒(méi)有。不論是雷擊、開(kāi)關(guān)切換還是負(fù)荷大變動(dòng)等,都不使其干擾電力用戶(hù)的運(yùn)作。

五、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)手段綜合利用,改善對(duì)用戶(hù)的服務(wù)

面對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),改進(jìn)對(duì)用戶(hù)的服務(wù),是增強(qiáng)電力公司競(jìng)爭(zhēng)能力的重要手段之一。利用各種技術(shù)和經(jīng)濟(jì)手段,改進(jìn)對(duì)用戶(hù)的服務(wù),滿(mǎn)足不同用戶(hù)的需求,指導(dǎo)用戶(hù)合理、經(jīng)濟(jì)用電,鼓勵(lì)用戶(hù)參與和配合電力企業(yè)對(duì)供用電進(jìn)行管理和控制,提供用戶(hù)用電選擇權(quán)等是當(dāng)前配電自動(dòng)化發(fā)展值得注意的一個(gè)動(dòng)向。