智能電網(wǎng)調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)研究
時(shí)間:2022-12-17 10:21:47
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配電網(wǎng)作為調(diào)節(jié)、控制電力傳輸?shù)闹饕?fù)荷設(shè)備,是電力系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。在我國(guó)飛速發(fā)展的過(guò)程中,智能電網(wǎng)調(diào)度的運(yùn)行產(chǎn)生了積極影響。我國(guó)電力技術(shù)不斷創(chuàng)新和發(fā)展,電網(wǎng)的調(diào)度與管理也逐漸成熟起來(lái),對(duì)于范圍較大的區(qū)域也可以實(shí)現(xiàn)自由傳輸調(diào)度。但由于我國(guó)人口眾多,不同區(qū)域的配電網(wǎng)運(yùn)行效率也存在著一定差異,部分偏遠(yuǎn)地區(qū)的配電網(wǎng)不僅智能程度不達(dá)標(biāo),而且在實(shí)際調(diào)度傳輸?shù)倪^(guò)程中,還會(huì)產(chǎn)生一些問題和缺陷,影響當(dāng)?shù)厝粘5墓╇娗闆r。不僅如此,智能電網(wǎng)還時(shí)常會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行不穩(wěn)定以及調(diào)度信號(hào)混亂等情況,形成了孤網(wǎng)失穩(wěn)的狀態(tài),這不利于電網(wǎng)的延伸和優(yōu)化。此外,傳統(tǒng)的電網(wǎng)對(duì)于調(diào)配結(jié)構(gòu)影響相對(duì)較大,一些地區(qū)至今還沿用老的調(diào)配模式,雖然可以達(dá)到電力調(diào)配的目的,但是面對(duì)如今倍增的用電需求量,在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)或多或少的問題以及缺陷。所以,為了進(jìn)一步提升區(qū)域電力的傳輸調(diào)配質(zhì)量,減少電網(wǎng)孤網(wǎng)失穩(wěn)狀態(tài)的發(fā)生,需要更加靈活的調(diào)度技術(shù),以此形成一個(gè)更加安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)期、高效的智能電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng),以滿足社會(huì)用電的需求。供電企業(yè)要不斷完善關(guān)鍵技術(shù),降低電網(wǎng)調(diào)配的復(fù)雜性,簡(jiǎn)化運(yùn)行的過(guò)程,增強(qiáng)智能電網(wǎng)在孤網(wǎng)失穩(wěn)狀態(tài)下的自愈能力,推動(dòng)智能電網(wǎng)的良性循環(huán)發(fā)展。
1孤網(wǎng)失穩(wěn)狀態(tài)下智能電網(wǎng)調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)
1.1一體化調(diào)度振蕩值的確定
在對(duì)孤網(wǎng)失穩(wěn)狀態(tài)下智能電網(wǎng)調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析前,需要先確定一體化的調(diào)度振蕩值。調(diào)度振蕩值主要指的是當(dāng)電網(wǎng)處于失穩(wěn)狀態(tài)下時(shí),調(diào)度過(guò)程中產(chǎn)生的振蕩幅值以及波動(dòng)。在實(shí)際的電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境中,需要首先利用自動(dòng)化調(diào)度技術(shù)來(lái)定位運(yùn)行的中樞節(jié)點(diǎn),并計(jì)算節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)解,具體如公式(1)所示。K=θ-α(1)式中:θ表示調(diào)度的實(shí)測(cè)范圍,α表示分離系數(shù)。通過(guò)以上計(jì)算,最終可以得出實(shí)際節(jié)點(diǎn)最優(yōu)解。在此基礎(chǔ)上,創(chuàng)建統(tǒng)一的調(diào)度機(jī)制,并將其設(shè)定在調(diào)度的結(jié)構(gòu)之中,在執(zhí)行的過(guò)程中,遵循“統(tǒng)一調(diào)度,分級(jí)管理”的相關(guān)原則,自上而下實(shí)現(xiàn)高效調(diào)度。在上下級(jí)的調(diào)度體系中預(yù)設(shè)有電力源端,并將系統(tǒng)與源端相關(guān)聯(lián),利用拼接處理技術(shù)創(chuàng)建一個(gè)調(diào)度環(huán)境。為了實(shí)現(xiàn)一體化的目標(biāo),計(jì)算要對(duì)應(yīng)統(tǒng)一范圍,如公式(2)所示。通過(guò)以上計(jì)算,最終可以得出實(shí)際的統(tǒng)一調(diào)度范圍。將其添加在電網(wǎng)的調(diào)度結(jié)構(gòu)之中,并在范圍之內(nèi)建立對(duì)應(yīng)數(shù)量的調(diào)度振蕩單元,計(jì)算其振蕩幅值,如公式(3)所示。通過(guò)以上計(jì)算,最終可以得出實(shí)際的振蕩幅值。在統(tǒng)一的電網(wǎng)調(diào)度范圍之內(nèi),去除計(jì)算得出的振蕩幅值,便可以確定實(shí)際的電力調(diào)度作用范圍,明確孤網(wǎng)失穩(wěn)狀態(tài)下一體化調(diào)度范圍。
1.2失穩(wěn)狀態(tài)下多用戶分布式調(diào)度結(jié)構(gòu)建立
在完成一體化調(diào)度振蕩值的確定后,要建立失穩(wěn)狀態(tài)下多用戶分布式調(diào)度結(jié)構(gòu)。通常情況下,電網(wǎng)的調(diào)度均為分布式的,但是調(diào)度的結(jié)構(gòu)是統(tǒng)一的,不具備多方向多用戶同時(shí)供應(yīng)調(diào)度的能力。而智能電網(wǎng)能夠完成這一目標(biāo),在孤網(wǎng)失穩(wěn)的狀態(tài)下,它可以通過(guò)多用戶分布式的調(diào)度結(jié)構(gòu)來(lái)完成電力調(diào)度。這需要在原本電網(wǎng)的基礎(chǔ)上,創(chuàng)建一個(gè)多目標(biāo)的分布式部署調(diào)度模型,利用模型失穩(wěn)狀態(tài)進(jìn)行處理,在高并發(fā)率的狀況下,為了實(shí)現(xiàn)更為有效的調(diào)控,在電網(wǎng)中要設(shè)置調(diào)度統(tǒng)一標(biāo)識(shí),并設(shè)定對(duì)應(yīng)的標(biāo)識(shí)標(biāo)準(zhǔn),具體如表1所示。根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)信息,完成對(duì)電力調(diào)度專一標(biāo)識(shí)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定。依據(jù)設(shè)立的標(biāo)準(zhǔn),在模型中建立對(duì)應(yīng)的調(diào)度結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)是由不同的層級(jí)所構(gòu)成的,每一個(gè)層級(jí)都有著對(duì)應(yīng)的功能和作用,大致可以分為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取層、配電層、分析調(diào)度層、后續(xù)維穩(wěn)層。在配電網(wǎng)進(jìn)行電力調(diào)度的過(guò)程中,相對(duì)應(yīng)的層級(jí)會(huì)發(fā)揮各自的作用,在專一的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),以B/S架構(gòu)為基礎(chǔ),進(jìn)行電力調(diào)度結(jié)構(gòu)的整體維護(hù)。高效率調(diào)度結(jié)構(gòu)的創(chuàng)建一定程度上降低了人工維護(hù)的作業(yè)量,完善了拓?fù)湔{(diào)度模型,實(shí)現(xiàn)了電力調(diào)度以及關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用的統(tǒng)一。
1.3并行控制法實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)的優(yōu)化
完成失穩(wěn)狀態(tài)下多用戶分布式調(diào)度結(jié)構(gòu)的建立后,要優(yōu)化并行控制法實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)。首先,確定并行調(diào)度范圍,具體如公式(4)所示。通過(guò)以上計(jì)算,最終可以得出實(shí)際的并行調(diào)度范圍。將這個(gè)范圍置于處理調(diào)度模型之中,當(dāng)配電網(wǎng)處于孤網(wǎng)失穩(wěn)狀態(tài)下時(shí),并行控制法可以確保電網(wǎng)在調(diào)度的過(guò)程中維持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài),并幫助其順利完成多用戶調(diào)配,最終實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)的優(yōu)化。
2實(shí)例分析
2.1對(duì)K區(qū)域電網(wǎng)調(diào)度現(xiàn)狀分析
K區(qū)域的電網(wǎng)實(shí)際位置相對(duì)較為偏僻,位于山體以下,屬于孤網(wǎng)的狀態(tài),發(fā)電機(jī)主要是由2條220kV的母線連接而成,在2臺(tái)發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下,每臺(tái)主驅(qū)動(dòng)機(jī)的電壓會(huì)升高到約45kV左右,而母線的關(guān)聯(lián)電流也慢慢上升至1200A。K區(qū)域的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)整體處于較為老舊的狀態(tài),同時(shí)在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中,較多地沿用老式的調(diào)度模式,這也給相關(guān)的設(shè)備以及機(jī)組運(yùn)行造成了較大的壓力,降低了配電網(wǎng)以及相關(guān)設(shè)備的使用壽命,一旦發(fā)生故障,對(duì)于日常的供電也會(huì)造成極大的影響。另外,K區(qū)域配電網(wǎng)機(jī)組還時(shí)常出現(xiàn)并網(wǎng)故障,這是驅(qū)動(dòng)力不足所導(dǎo)致的,當(dāng)電網(wǎng)在調(diào)度運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)故障,設(shè)備中的保護(hù)裝置便會(huì)啟動(dòng),導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的跳閘,對(duì)于電壓的控制也相對(duì)較為困難。不僅如此,該系統(tǒng)中僅僅安裝了4個(gè)單獨(dú)的處理器,每次的處理值僅為35kV,并且對(duì)于龐大電量的調(diào)度也會(huì)產(chǎn)生一些誤差,使整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的頻率迅速地下降,相對(duì)應(yīng)的安穩(wěn)裝置也無(wú)法作出反應(yīng),導(dǎo)致系統(tǒng)最終產(chǎn)生失穩(wěn)的狀態(tài)。
2.2K區(qū)域電網(wǎng)調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)實(shí)例分析
根據(jù)上述K區(qū)域電網(wǎng)調(diào)度現(xiàn)狀分析,對(duì)K區(qū)域的智能電網(wǎng)運(yùn)行情況以及關(guān)鍵技術(shù)作出分析研究,具體的分析流程如圖1所示。根據(jù)表2的數(shù)據(jù)信息,可以得出實(shí)例分析結(jié)果:在不同的失穩(wěn)振蕩狀態(tài)下,對(duì)比于未應(yīng)用電網(wǎng)調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)的測(cè)試組,采用本文所設(shè)計(jì)的關(guān)鍵調(diào)度技術(shù)得到的調(diào)度幅值相對(duì)較低,這表明在關(guān)鍵調(diào)度技術(shù)的輔助下,電網(wǎng)的調(diào)度振蕩幅度逐漸減低,效果較好,具有潛在的推廣應(yīng)用價(jià)值。
3結(jié)束語(yǔ)
電力自動(dòng)化調(diào)度是電網(wǎng)運(yùn)行不可或缺的一個(gè)重要的組成部分。在孤網(wǎng)失穩(wěn)狀態(tài)下,傳統(tǒng)的電網(wǎng)技術(shù)不再符合社會(huì)發(fā)展以及人們生活水平的需要,而智能電網(wǎng)卻相對(duì)較為靈活,不僅擴(kuò)大了電網(wǎng)的規(guī)模,同時(shí)也促使并網(wǎng)比例逐漸增加,最終形成大型的交直流混聯(lián)電網(wǎng)。在多種環(huán)境下,智能電網(wǎng)的調(diào)度要能夠在最短的時(shí)間內(nèi)作出應(yīng)變,實(shí)現(xiàn)堅(jiān)實(shí)的用電保障,為電力行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
作者:馬媛媛 單位:青島酒店管理職業(yè)技術(shù)學(xué)院