自主技术发展迅速,国内实现智能配电网自愈控制

  • 2019-03-27
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智能配电网作为智能电网最重要的一部分,承担了电力供应端与用电需求端的衔接作用,其中自愈控制则是智能配电网的“免疫系统”,使配电网具备了强大的自愈能力,能够有效抵御人为非人为的电力故障等突发事件造成的破坏作用,使配电网迅速回归稳定运行,提升了电网的稳定性。

  摘要:近年来,随着国家的发展进步,可持续发展战略、节能环保越来越受到各方重视,电力行业也面临着绿色转型发展的挑战。智能电网将是电力行业应对发展转型的技术手段,智能电网将进一步实现电力生产传输安全稳定、绿色节能的目标。

  智能配电网作为智能电网最重要的一部分,承担了电力供应端与用电需求端的衔接作用,其中自愈控制则是智能配电网的“免疫系统”,使配电网具备了强大的自愈能力,能够有效抵御人为非人为的电力故障等突发事件造成的破坏作用,使配电网迅速回归稳定运行,提升了电网的稳定性。

  智能配电网自愈控制技术概述

  智能配电网的自愈控制是指智能电网系统能自行察觉运行情况, 如果自身运行情况出现了问题, 在不需要派相关技术人员去检修的情况下, 配电网系统就可以自行通过某种方式将出现问题的状态直接恢复到预先设定的正常状态,这就节省了人力资源, 同时也为工作人员降低了检修时的危险。智能配电网的自愈控制主要包含了4个过程, 分别为信息采集、诊断、决策以及执行, 这个过程对整个配电网运行状态进行实时评估,如果电网状态出现问题系统能快速进行处理, 保障电力安全运行防止事故发生。

  自愈控制技术能够有效提升输配电能力

  随着社会发展进步,我国对电能的需求在不断增加,同时我国电力能源的生产已经不仅限于火力发电,水电、风电、核电、光伏发电的占比逐步扩大,各种不同类型的新型能源发电技术大量应用对电力行业的电网系统造成了极大的冲击,虽然随着国家电网改造改进的不断发展,我国电网系统的信息化和自动化水平已经在稳步提升,但是传统的配电自动化技术已经不再适应现今的需求。我国就此研发出了自愈控制技术,通过这个技术,可以有效的提高输配电的安全、稳定、可靠,作为配电网最关键技术的自愈控制技术随着今后我国电力行业的发展将发挥出巨大的作用。

  集中―分散协调成未来主流应用方式

  现阶段智能配电网自愈控制技术应用方式有集中控制方式、分散控制方式和集中―分散协调控制方式3种,其中集中―分散协调控制方式是现今最可行的自愈控制技术方案。

  集中控制方式是通过具备强大计算分析能力的主站来进行整体的调控,在故障发生时,首先通过探测传感器信息采集传导数据发送给主站,主站通过计算分析确定故障的类型、来源、解决方法,然后再下发给相关设备来完成任务。整个过程均需要通过主站分析数据、生成解决方案,而且传感器传导数据时间较长,整体系统反应较慢,无法快速的排除故障,完全依靠集中控制方式实现自愈控制是不现实的。

图1 集中控制方式实施流程

(资料来源:金智行研中心)

  分散控制方式则是直接通过相关的具备智能的保护设备之间的协调控制实现的,在故障排除后供电能力的回归正常态时则还是靠这些仅接受部分信息得保护智能设备。这种控制方式的反应速度与可靠性比较高,但是缺少了主站的配合,没办法对整体局面进行响应,也无法进行全局性的调控,适应能力较弱,无法适应多种类型的结构和运行方式。未来,分散控制方式可能会随着多代理系统的广泛应用得到推广。

图2 分散控制方式实施流程

(资料来源:金智行研中心)

  集中―分散协调控制方式,结合了前两者的优势特点,实现了分层级的分布式协调控制。在排除故障时,直接通过各类相关具备智能的保护设备相互作用完成的,在排除故障后的回归正常运行阶段则通过主站分析计算后下达的控制命令完成。这种控制方式凭借故障排除效率高、全局协调能力强、适应性广泛等优势,有望成为未来主流的智能配电网自愈控制技术应用方式。

图3 集中―分散协调控制方式实施流程

(资料来源:金智行研中心)

  智能配电网自愈控制技术实现自主化,稳定性近百分之百

  目前,我国已经基本实现智能配电网的快速反应自愈控制。2015年,国家863计划发布的“智能电网关键技术研发(一期)”项目相关自愈控制技术研发的课题成功验收。

  智能配电网自愈控制技术的研究与开发项目由南网科研院为主,天津大学、湖南大学、北京科锐、北京四方、广东电网等机构参与研发。项目于广东示范区进行试验,控制技术除了能够保证分布式配电网的保护功能外,还可以在极短时间内完成自我反应、排除故障并于两秒内实现转移供电,稳定性可以达到99.999%。基本达成配电网的自愈控制。截止目前,华北电力等大学已经开设相关课程的研究。

表1 智能配电网自愈控制技术研究与开发项目子任务

(资料来源:公开信息整理)

  结语

  自愈控制技术是智能配电网的重要技术,未来也将随着电力系统进行不断的完善改进,最终达到实时自愈控制。进一步降低配电网的事故几率,保障电力系统安全、稳定的运行,保障的不仅仅是电力行业的稳定发展,还将给社会发展提供稳定的电能供应。


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