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浅谈山区智能配电网建设研究

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  【摘 要】2009年,我国提出建设坚强智能电网的发展规划,掀开了我国电网发展的新篇章。智能电网的发展涵盖发、输、变、配、用等各个环节,智能配电网的建设是其中的重要组成部分。配电网建设对山区用电有重要作用,本文就山区智能配电网建设展开讨论。
  【关键词】山区;智能配电网;建设
  引言
  在智能电网的建设背景下,从提升山区用电管理水平和加强供电可靠性2个方面,提出加强山区智能配电网建设的重要性,介绍了智能配电网的相关概念和山区电网的特殊性,分析了智能配电网的系统架构,并从自动计量管理、电网资产的远程监视与控制、地理信息系统GIS、开展智能配电网网络分析4个方面,深入探讨了如何建设山区智能配电网。
  1 建设山区智能配电网的重要性
  1.1 提升山区用电管理水平
  配电网属于电网的末端环节,直接接入用户端,是我国电网的薄弱环节,长期以来一直存在技术更新换代缓慢、电力设备老化严重、电网升级困难等问题。山区地处偏僻,经济相对落后,配电网建设水平不高,自动化设备水平较低。通过智能配电网的建设,有利于提高供电可靠性,改变山区用电管理情况,提升山区用电管理水平,确保配网安全、稳定、可靠、经济运行。
  1.2 提升山区供电可靠性
  智能配电网以坚强、自愈为主要特征,加快山区智能配电网的建设能够提升山区供电可靠性,降低停电时间,减少因停电带来的损失。目前,山区配电网网架结构相对薄弱,以单电源供电为主,一旦系统失电,电网将失去电源,造成不可避免的停电。而智能配电网下,可形成环型和辐射型网络,同时电网具有自愈功能,具备条件的地区还可能进行新能源接入,能大大提高供电可靠性。
  2 智能配电网简介
  智能配电网是智能电网建设的重要组成部分,围绕配电网相关资产,将智能电网中先进的自动化、智能化、自愈化技术应用于电网的设计、建设、运行、维护等环节,可实现对电网的智能控制,以延长电网中的电力设备寿命、降低配电网络升级改造成本、提升配电网络供电可靠性。具体到山区智能配电网,可通过对光纤网络的架设,实现电网的高速通信,针对不同地区的县城、农村、山区典型地带,构建智能供电模式,建设智能配电网配的辅助规划、决策、支持系统,资源情况具备的地区,还可以发展接入配电网的风、光、储一体化微网系统,在多电源互补的情况下,优化智能电网供电模式,优化山区供电的电网架构、电网电力装备的选择和使用、智能配电设备的布置。图1
  图1 山区智能配电网架构
  为山区智能配电网架构。由图可知,智能配电网融合智能采集、自动计量、智能分析决策等先进技术于一体,多种技术相互融合互补,构建一个有机整体,发挥协同优势。首先,借助先进的通信技术,通过光化学互感器和智能仪表,实时监测与采集配电网络的数据,供电网进行智能决策分析。然后,采集到的实时数据进入存储数据仓库,采集到的数据与历史数据和基础数据一起为配电网的网络设计优化、设备寿命分析、网络运行分析提供依据,实现配电网络的停电实时重构。此外,MIS(ERP)系统也能够从数据存储仓库中调取相关信息,供给配电网管理和ERP系统使用,为电网战略决策提供支撑,解决电网的信息不对称情况;网络优化系统与SCADA系统之间还有信息交互,交换电网的控制信息,整个系统架构在IP网和GPS平台基础上。
  3 山区智能配电网建设和配置研究
  3.1 自动计量管理
  智能仪表采集用电信息,实行自动计量管理,能够极大地提升计量效率,降低电网窃电。自动计量的实现核心在于智能仪表的安装,智能电网的发展带动了智能电表技术的发展,通过智能电网能够实时采集不同时段的电能消费数据,并据此采取分时电价,有助于电能的削峰填谷,帮助消费者理性消费电能。此外,智能仪表的自动计量有助于帮助电网企业定位具体的窃电位置,打击电网窃电现象,提升山区配电网的管理水平。
  3.2 电网资产的远程监视与控制
  山区配电网网架结构相对薄弱,受地形和交通因素的影响,电网资产的管理相对不便,给电网运行和维护人员带来极大的工作量,尤其是在雨雪等恶劣天气下,电网的设备监控和故障检修难度较大。通过智能配电网进行资产的远程监视与控制,借助IEC61850规约和高速光纤通信,采用分组网络的方式实现远程监视与控制,现场安装的传感器能够及时对电网的异常信息进行提示和报警,提醒运行人员尽快处理。在智能配电网中,新型的状态传感器代替了传统的故障指示器,能够更加快捷真实地反映电网的故障状态,一旦山区配电网出现故障,能够迅速地进行故障定位,借助智能配电网通信网络,进行有效的数据预测和事故追忆,尽快定位故障的具体位置,使控制中心准确地向故障所处位置派遣工程师,并迅速安排检修和故障排查,进行快速的故障修复。
  3.3 地理信息系统GIS
  智能配电网架构在地理信息系统GIS和基于IP的SCA-DA系统基础上。GIS系统在山区智能配电网的建设中具有广阔的发展前景,智能配电网SCADA系统需要通过GIS系统来显示实时信息,电网实时调度系统也需要使用GIS系统的图像和数据。此外,在智能配电网的故障检修中,GIS能够进行故障的快速定位和管理,并派出故障检修人员进行快速检修,从而降低故障的排除时间,并能够用于事故预想、模拟停电、空间负荷预测、空间数据挖掘中。
  3.4 开展智能配电网网络分析
  山区智能配电网的网络分析集中体现在以下3个方面:
  (1)设备寿命分析:针对山区配电网电气设备的老化问题,通过设备寿命分析,结合相似的寿命分析库,与同类设备的特征进行对比,进行最后的状态评估,及时发现配电网元件的绝缘损坏、击穿、老化等情况。
  (2)配电网络设计优化:随着山区经济的发展,配电网的规模将进一步扩大,通过智能网络设计优化技术,结合电网的网络架构和负荷增长需求,建立准确的负荷预测模型,寻找更加适合电网情况的网络设计方案,为电网企业进行电网建设规划和决策提供依据。
  (3)配电网络运行分析:实时监视配电网络的运行潮流,根据负荷工况的变化来决定配电网络的运行方式,实现灵活的负荷方式调整,达到电网运行的最优潮流。
  4 结语
  山区农村用电约占我国配电网用电的1/3,研究山区智能配电网的建设技术,建设以智能化、自动化为特征的配电网,对推动山区建设有重要意义,是新形势下电网建设工作的新方向,在智能电网的发展过程中具有广阔的发展空间。
  参考文献:
  [1]王成山,王赛一.基于空间GIS的城市中压配电网络智能规划(一)辐射接线模式的自动布局[J].电力系统自动化,2004(5).
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