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智能電網(wǎng)

智能電網(wǎng)在配電線路中的應(yīng)用探討

2025China.cn   2016年07月28日

 

  隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對(duì)電力需求的增大,我國(guó)的電力系統(tǒng)也在不停的創(chuàng)新和變革,電力系統(tǒng)越來(lái)越趨于智能化。在這樣的環(huán)境中,電力企業(yè)也在求思求變,不斷的提高服務(wù)質(zhì)量和電力系統(tǒng)的智能化。作為用戶和電力系統(tǒng)的之間相互聯(lián)系至關(guān)重要的部分,配電線路體現(xiàn)了電力系統(tǒng)提供給用戶的相關(guān)服務(wù)的質(zhì)量以及這些服務(wù)的可靠性,所以為了提高服務(wù)質(zhì)量和服務(wù)的可靠性,在配電線路中使用了智能電網(wǎng)。

  1.配電自動(dòng)化及智能電網(wǎng)概述

  配電自動(dòng)化的主要功能是對(duì)配電線路上的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控,監(jiān)測(cè)出配電線路中出現(xiàn)故障的區(qū)域并棄用出現(xiàn)故障的片段,從而使整個(gè)配電線路依然能夠滿足用戶的需求,這樣就保證的配電線路的可靠性以及提高用戶服務(wù)質(zhì)量。智能電網(wǎng)的主要目的是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性以及高效性。智能電網(wǎng)包括以下幾個(gè)內(nèi)容:監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、傳感器設(shè)備、決策系統(tǒng)以及先進(jìn)的控制方法。當(dāng)然,智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)是以光纖為媒介的雙向高速的通信網(wǎng)絡(luò)。自我修復(fù)、阻止攻擊、對(duì)不同的發(fā)電形式的兼容性、降低配電線路的維護(hù)成本,這些都是智能電網(wǎng)的特點(diǎn)。智能電網(wǎng)的使用有效的防止了大面積的停電現(xiàn)象,提高對(duì)配電線路的監(jiān)視以及故障修復(fù)的功能,有效降低了電能的損耗,使得電網(wǎng)可以更為高效和經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。

  2.智能電網(wǎng)在配電線路中的應(yīng)用

  智能電網(wǎng)在配電線路的應(yīng)用中是多方面的,本從配電線路中的多功能電表、配電線路的故障檢測(cè)系統(tǒng)、配電自動(dòng)化在配電線路中的應(yīng)用三方面進(jìn)行討論。

  2.1多功能表在配電線路中的應(yīng)用

  由于智能電網(wǎng)在配電線路應(yīng)用中的主要功能是檢測(cè)診斷故障,那么必不可少的主控系統(tǒng)要實(shí)時(shí)的獲取整個(gè)配電線路的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。這時(shí)就要用到傳感器來(lái)收集信息并通過(guò)多功能表把采集到的配電線路的各種參數(shù)反饋到主控系統(tǒng),供工程人員進(jìn)行分析。功能表的組成結(jié)構(gòu)主要是以下幾個(gè)方面:傳感器、用戶使用電能計(jì)量設(shè)備、RS-485轉(zhuǎn)換器和計(jì)量設(shè)備的芯片等,通過(guò)這些設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)配電線路中電能使用量的計(jì)算、配電線路運(yùn)行參數(shù)的顯示已經(jīng)對(duì)電能使用量的監(jiān)控。微處理器接收來(lái)自電量計(jì)算和顯示功能模塊采集到的用戶使用的電氣和電能參數(shù),并對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行分析和運(yùn)算,同時(shí)微處理器還可把采集到的參數(shù)顯示在顯示設(shè)備上;對(duì)于配電線路的故障檢測(cè)模塊主要是通過(guò)軟件分析和對(duì)比由RS-485采集到的電能信息,達(dá)到檢測(cè)配電線路中是否存在故障的功能。在多功能表中主要使用一種高精度的測(cè)量芯片,這種芯片的主要特點(diǎn)就是精確度高,這種芯片是三相的并帶有一個(gè)串行接口。這種芯片能精確的測(cè)量出配電線路在合相、分相兩種狀態(tài)下的有功和無(wú)功功率等參數(shù),它主要廣泛應(yīng)用在三相電路中,測(cè)量電路中功率因子、電量、功率和有效值。配電線路中多功能表的應(yīng)用,不只是實(shí)現(xiàn)了各種電氣參數(shù)的收集和測(cè)量,他還能夠監(jiān)測(cè)用戶使用電能的各種數(shù)據(jù),通過(guò)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷和分析,從而了解用戶是否有竊電現(xiàn)象,通過(guò)功能表的應(yīng)用可有效的避免這種現(xiàn)象。

  2.2配電線路的故障檢測(cè)診斷系統(tǒng)

  配電線路的安全可靠性直接關(guān)系到用戶的使用質(zhì)量,也是連接用戶和電力系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。在智能電網(wǎng)中運(yùn)用了故障監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng),可有效監(jiān)測(cè)出配電線路中出現(xiàn)的故障以及故障出現(xiàn)的區(qū)域,并在第一時(shí)間通知工程人員采取快速有效的措施,避免大面積停電現(xiàn)象的發(fā)生。故障檢測(cè)診斷系統(tǒng)是一個(gè)很復(fù)雜的系統(tǒng),它需要多個(gè)部門(mén)相互配合才能達(dá)到做種目的。故障檢測(cè)系統(tǒng)主要有以下幾個(gè)方面組成:實(shí)時(shí)監(jiān)控信息、線路檢測(cè)分機(jī)、高速通信網(wǎng)絡(luò)、國(guó)家電力部門(mén)以及電網(wǎng)公司。配電線路故障檢測(cè)系統(tǒng)的主要功能有實(shí)時(shí)檢測(cè)線路的負(fù)荷、檢測(cè)出單相接地和相間短路問(wèn)題出現(xiàn)的區(qū)域、以及對(duì)線路發(fā)生過(guò)負(fù)荷和缺相的運(yùn)行狀態(tài)下的警報(bào)。配電線路的故障大致可分為人為、自然條件兩大類型。人為造成的配電系統(tǒng)故障包括:桿塔被盜、配電線路被盜以及使用違章電器等;自然條件造成的配電線路故障包括:電桿倒塌、線路老化等。配電線路故障檢測(cè)系統(tǒng)全面的考慮這些問(wèn)題,對(duì)造成這寫(xiě)故障的因素的各種信息進(jìn)行采集,比如電桿傾斜度、線路冰雪覆蓋程度、風(fēng)力大小及風(fēng)向等信息。檢測(cè)設(shè)備將采集到的各種信息打包以無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的方式發(fā)送到檢測(cè)中心,然后工程人員根據(jù)這些信息,按照相應(yīng)的方法判斷配電線路是否出現(xiàn)故障。配電線路故障檢測(cè)系統(tǒng)能實(shí)時(shí)檢測(cè)出配電線路中出現(xiàn)的問(wèn)題,并通知工程人員及時(shí)做出反應(yīng),使得配電線路供電的穩(wěn)定性以及連續(xù)性有了大幅度的提高,同時(shí)也體現(xiàn)了智能電網(wǎng)的安全可靠性和智能電網(wǎng)的高度信息化等特征。另外,配電線路能夠建立在全國(guó)范圍內(nèi),能進(jìn)行全國(guó)范圍內(nèi)的故障檢測(cè),提高配電線路輸電的效率。目前市場(chǎng)上有多種故障檢測(cè)裝置,下面對(duì)其中兩種進(jìn)行比較,如表1所示:

  有上表可以看出未來(lái)的故障檢測(cè)裝置將傾向于智能故障檢測(cè)裝置。

  2.3配電自動(dòng)化在配電線路中的應(yīng)用

  配電自動(dòng)化的主要功能包括以下五個(gè)方面:對(duì)配電線路進(jìn)行監(jiān)控以及信息采集、對(duì)配電線路中出現(xiàn)的故障進(jìn)行診斷和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、配電線路中電能的損耗計(jì)量和對(duì)電壓的管理、整個(gè)配電系統(tǒng)的運(yùn)行管理。配電自動(dòng)化的最終目的是提高配電線路中設(shè)備的利用率、提高電網(wǎng)向用戶供電的安全可靠性、減低電能在輸送過(guò)程中的損耗、提高工程人員的技術(shù)水平。配電自動(dòng)系統(tǒng)采用三層結(jié)構(gòu)即主站層、子站層和終端層。結(jié)構(gòu)圖如下圖所示:

  對(duì)智能電網(wǎng)的配電自動(dòng)化系統(tǒng)地改造是一項(xiàng)常復(fù)雜的項(xiàng)目,該項(xiàng)目要完成配電自動(dòng)化系統(tǒng)的三個(gè)層面的設(shè)計(jì)。主站層主要包括SCADA主站系統(tǒng)、配電應(yīng)用系統(tǒng)以及配電所需的軟件系統(tǒng)。對(duì)于改造完成后的系統(tǒng),應(yīng)使系統(tǒng)在技術(shù)方面滿足用戶要求,所以在完成對(duì)配電線路的自動(dòng)化之后,需要時(shí)用配電軟件系統(tǒng)對(duì)配電自動(dòng)化系統(tǒng)中至關(guān)重要的系統(tǒng)的故障檢測(cè)和修護(hù)功能進(jìn)行調(diào)試。子站層主要是為了解決由于配電線路中監(jiān)控身背多、分布面廣而造成的配電線路中的部分設(shè)備無(wú)法和主站系統(tǒng)相連接的問(wèn)題。子站系統(tǒng)主要功能是減輕主站系統(tǒng)的通信符合,是整個(gè)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的中間層。對(duì)于終端系統(tǒng),它的主要功能是完成對(duì)配電線路中的設(shè)備和卡關(guān)進(jìn)行監(jiān)控,并通過(guò)和主站、子站系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合來(lái)確保配電線路的安全可靠的運(yùn)行。另外,配電自動(dòng)化系統(tǒng)還要具有界面的直觀性、系統(tǒng)的可操作性,是所有工程人員在短時(shí)間內(nèi)就可以熟練的使用。

  3.結(jié)語(yǔ)

  隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,用戶對(duì)電量的需求量越來(lái)越大同時(shí)對(duì)供電的穩(wěn)定性、可靠性也有了更高的要求。為了滿足用戶的需求,智能電網(wǎng)的觀念就被提了上來(lái)。以計(jì)算機(jī)、傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為特點(diǎn),將傳感器收集到的各種數(shù)據(jù)信息發(fā)送到主站系統(tǒng),進(jìn)行分析計(jì)算以實(shí)現(xiàn)對(duì)配電線路進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)的監(jiān)控、控制,這就是配電自動(dòng)化。本文主要對(duì)以下三個(gè)反面對(duì)智能電網(wǎng)在配電線路中的使用進(jìn)行了探討:多功能表在配電線路中的應(yīng)用、故障檢測(cè)診斷系統(tǒng)在配電線路中的應(yīng)用、配電自動(dòng)化在線路中的應(yīng)用。智能電網(wǎng)在配電線路中的應(yīng)用提高了配電線路的經(jīng)濟(jì)性和用戶的服務(wù)質(zhì)量,對(duì)智能電網(wǎng)的研究具有重要的意義。

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