探究智能電網(wǎng)的數(shù)字化臺區(qū)建設(shè)

1、探究智能電網(wǎng)的數(shù)字化臺區(qū)建設(shè)【摘 要】智能電網(wǎng)的數(shù)字化是配電數(shù)字化的重要組成部分，本文分 析了數(shù)字化臺區(qū)建設(shè)的基木情況，論述了數(shù)字化臺區(qū)各組成部分的作用， 對電網(wǎng)的智能化和數(shù)字化建設(shè)提出了問題和建議?！娟P(guān)鍵詞】智能電網(wǎng)數(shù)字化臺區(qū)建設(shè)在科學(xué)信息技術(shù)快速發(fā)展的今天，全球的電力企業(yè)蒸蒸日上。人們生 活水平的提高對電力電網(wǎng)的需要在一定程度上要求電力體系更加完善與 效益最大。電網(wǎng)的單元是臺區(qū)，臺區(qū)又有高低z分。低壓臺區(qū)的建設(shè)是進(jìn) 行數(shù)字化和智能化電網(wǎng)建設(shè)的目標(biāo)。智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)應(yīng)用層和數(shù)據(jù)源來自 于低壓臺區(qū)。冃前的電網(wǎng)建設(shè)尚處于不完善的階段。1智能電網(wǎng)的基本情況在數(shù)字化臺區(qū)建設(shè)之前，有必耍對建設(shè)的背景做些

2、解釋，以便讀者更 清楚地理解。建設(shè)具有智能化效果的電網(wǎng)和臺區(qū)，是根據(jù)現(xiàn)代化的技術(shù)、 經(jīng)濟(jì)、科技等諸多因索的情況下得出的決策。從當(dāng)前的情況看，處于起步 階段的箱式變電站以及臺區(qū)電子設(shè)備的運(yùn)用的局限性，使得在設(shè)計(jì)、運(yùn)行 和監(jiān)控方面缺乏左的數(shù)據(jù)支撐，沒冇足夠的說服力。更為垂要的是，在 故障估計(jì)、供電數(shù)據(jù)以及規(guī)劃上無法做到精細(xì)以及可靠有效，不能保證信 度和效度是當(dāng)前面臨的重要問題。所以進(jìn)行數(shù)字化的臺區(qū)建設(shè)不僅是精細(xì) 用電管理的要求，同時(shí)也是對智能電網(wǎng)建設(shè)的更高一級目標(biāo)。11.1智能電網(wǎng)的內(nèi)容及莫特點(diǎn)所謂的智能電網(wǎng)，就是指把多種現(xiàn)代技術(shù)手段融合在一起的一種電 網(wǎng)，其中包括傳感測量的技術(shù)、信息通信技術(shù)、分

3、析決策技術(shù)以及自動控 制技術(shù)。技術(shù)只冇與基礎(chǔ)設(shè)施相結(jié)合才能體現(xiàn)出其價(jià)值，所以在智能電網(wǎng) 中強(qiáng)調(diào)的是集成二字。對于智能電網(wǎng)，它具有一定的優(yōu)越性，譬如可以做 到提高資源的利用率，節(jié)約資源，符合現(xiàn)代的黨和國家的方針、政策，又 如它可以對負(fù)荷的分布和利用進(jìn)行優(yōu)化，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)與技術(shù)的良好持續(xù)發(fā) 展。對于智能電網(wǎng)的特點(diǎn)，首先提到的是它的安全性。由上述可知，智能 電網(wǎng)是多方面知識的綜合，所以它在惡劣的環(huán)境中具有一定的韌性。在較 大片區(qū)的故障或者是嚴(yán)重的口然災(zāi)害又或者是極端的氣候都能夠相對穩(wěn) 定的供應(yīng)電，確保電力系統(tǒng)的安全和控制停電的面積；其次是靈活性。智 能電網(wǎng)能夠適應(yīng)各種發(fā)電方式，不管是集中式的還是分布式的

4、；再次是恢 復(fù)能力強(qiáng)，智能電網(wǎng)具有一定的分析能力、預(yù)警能力以及自我防御、診斷 能力，能夠?qū)ζ渲谐霈F(xiàn)的問題進(jìn)行綜合分析。此外還有集成的特點(diǎn)，它是 人和機(jī)器的橋梁，優(yōu)化電網(wǎng)系統(tǒng)，又能整合電網(wǎng)信息，具備較為完善的考 核評估指標(biāo)休系o1.2智能電網(wǎng)的重點(diǎn)技術(shù)分析智能電網(wǎng)指引著未來電力系統(tǒng)的發(fā)展，它是一項(xiàng)復(fù)朵且艱巨的工程。 而對于智能電網(wǎng)來說，抓住了其核心技術(shù)或者說是重點(diǎn)技術(shù)，就能對其全 面的理解提供更大的幫助。毋庸置疑，通信和信息技術(shù)是智能電網(wǎng)的重中 之重?，F(xiàn)在的用戶需求隨著技術(shù)的發(fā)展而發(fā)生了翻天覆地的變化，在通信 上更加強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)便捷。因此如果能夠?qū)濍娏Πl(fā)電、輸送以及使用提供技術(shù) 上的支持和理論上的研

5、究，就能夠促進(jìn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。例如分布式發(fā)電，它 是適應(yīng)特定用戶的需求而提出來的。分布式發(fā)電的特點(diǎn)之一是其具有波動 性，這是符合用戶的現(xiàn)實(shí)情況。通信技術(shù)主要負(fù)責(zé)電網(wǎng)的智能化管理，信 息間傳遞的橋梁，通信技術(shù)是建立通信系統(tǒng)的技術(shù)支持，它具有快速性和 高度集成性，能夠滿足大范圍的電能輸送以及快速的信息處理。2智能電網(wǎng)數(shù)字化過程中存在的問題與對策智能電網(wǎng)在運(yùn)用過程中獲得了一些成就，但是也存在一定的問題。西 方發(fā)展國家對于智能電網(wǎng)的研究和應(yīng)用比我國成熟。例如美國已經(jīng)建立了 智能電網(wǎng)信息的共享交流平臺和信息庫，它有助于技術(shù)研發(fā)，有利于形成 技術(shù)優(yōu)勢和良性循環(huán)。除了美國的成就外，我國上海也在早期開始了智能 電

6、網(wǎng)的建設(shè)和研究工作，并且取得了一定的成果，比較有代表性的是上海 的世博園電網(wǎng)系統(tǒng)。然而，正確認(rèn)識我國的智能電網(wǎng)系統(tǒng)后發(fā)現(xiàn)，還是存 在著許許多多不能忽視的問題。2.1低壓臺區(qū)存在的問題低壓臺區(qū)目前存在著一些問題，例如負(fù)荷的頻繁更替、全而不精、供 電不穩(wěn)定等問題，具體表現(xiàn)在：第一，無法全程監(jiān)控低壓配電圖的實(shí)際運(yùn) 行情況，同時(shí)在數(shù)據(jù)收集方面比較原始，需要工作人員到達(dá)現(xiàn)場采集，所 以難免會出現(xiàn)信息失真以及滯后等問題;2第二，低壓配電網(wǎng)的大部分 設(shè)備體積龐人但是使用時(shí)間很長，較為陳舊的裝備使得電網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性 較低；第三，用戶在對低壓配電網(wǎng)需要負(fù)荷的各種標(biāo)準(zhǔn)中具有很大的決定 性意義，例如其類別、性質(zhì)、容

7、量以及時(shí)間等等。但是用戶的隨意性很大, 無法捕捉未來的用戶需求，造成許多的智能電網(wǎng)負(fù)荷分布不夠均勻，功率 因數(shù)較低。2.2智能電網(wǎng)數(shù)字化臺區(qū)建設(shè)的建議由于低壓臺區(qū)存在著諸多方面的問題，如何把問題化解，就能對數(shù)字 化臺區(qū)的建設(shè)提供有效的幫助?！皵?shù)字化”就是實(shí)現(xiàn)電子化、具體化和全 面化。改造低壓臺區(qū)的電網(wǎng)系統(tǒng)，可以建設(shè)更多功能的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng), 兼容能量管理系統(tǒng)和電力營銷管理系統(tǒng)，對于各級監(jiān)控中心，對于經(jīng)濟(jì)安 全的配電網(wǎng)建設(shè)具有非常重要的作用。數(shù)字化臺區(qū)建設(shè)可以形象地分為兩類，一類是智能化的一次設(shè)備，一 類是網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備，或者把它分成三層，即執(zhí)行層、中繼層以及主站 層。執(zhí)行層是電氣設(shè)備的智能

8、化部分，它連接著一次設(shè)備和二次設(shè)備，主 要負(fù)責(zé)監(jiān)測電力運(yùn)行的電氣量，包括其電壓、電流和諧波分量以及有功功 率和無功功率等；在線檢測和統(tǒng)計(jì)運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)，例如其壓力大小、溫 度多少以及工作狀態(tài)如何；執(zhí)行操作控制，包扌舌電容投切控制、變壓器油 溫控制以及隔離開關(guān)合分的控制等等。中繼層的主要設(shè)備不僅包括采集器 此類的物資，還包括監(jiān)控設(shè)備。它負(fù)責(zé)的是對一次設(shè)備功能的保護(hù)，匯總 執(zhí)行層的數(shù)據(jù)，控制數(shù)據(jù)采集、運(yùn)算，并對控制命令的優(yōu)先次序進(jìn)行管理。 而主站層是數(shù)字化臺區(qū)的遠(yuǎn)程主站系統(tǒng)。它根據(jù)數(shù)字電纜分支箱、數(shù)字箱 式變電站以及數(shù)字式分相無共補(bǔ)償柜等設(shè)備來采集和分析控制臺區(qū)的電 壓、電壓、諧波、溫濕度等，對低

9、壓臺區(qū)進(jìn)行精細(xì)化管理，降低損失，建 立起簡陋的模型。數(shù)字化臺區(qū)建設(shè)是為了更大的使命而進(jìn)行的。它在理論上具有以下幾個(gè)方面的作用。首先表現(xiàn)在及時(shí)有效性上。因?yàn)閿?shù)字化的臺區(qū)的主要設(shè)備 是配電變壓器。這個(gè)設(shè)備具有監(jiān)控終端設(shè)備的功能，它能夠?qū)崟r(shí)地采集到 執(zhí)行層和中繼層的數(shù)據(jù)，及時(shí)監(jiān)測，對異常事件進(jìn)行警告,是記錄數(shù)據(jù)變 化的冇力證據(jù)。配電變壓器的終端監(jiān)測設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)對無線專網(wǎng)通信、冇 線通信等的通信功能；其次表現(xiàn)在數(shù)據(jù)共享性上。3例如數(shù)字化臺區(qū)建 設(shè)中必然會涉及到數(shù)字箱式變電站，這個(gè)變電站里面含有新型的斷路器， 它能夠?qū)λ械碾娏?shù)進(jìn)行精確檢測，顯示和控制本地的和遠(yuǎn)程情況； 最后，數(shù)字化臺區(qū)的主站能夠通過有線網(wǎng)或者gprs通道來控制執(zhí)行層的 相關(guān)設(shè)備，并根據(jù)配電網(wǎng)的規(guī)模代銷來選擇配電子站與終端的規(guī)模，合理 地配置信息系統(tǒng)。3結(jié)語總之，我國對智能電網(wǎng)的數(shù)字化臺區(qū)建設(shè)研究仍然處于初始階段，比 起發(fā)達(dá)的西方國家來說還有一定的差距，需要正確認(rèn)識其優(yōu)勢與劣勢，正 視成就和缺陷，揚(yáng)長避短，結(jié)合我國的特殊實(shí)際，重點(diǎn)發(fā)展配電網(wǎng)，加強(qiáng) 控制系統(tǒng)和反饋系統(tǒng)，以便把損失和問題控制在最小的范圍內(nèi)。在可持續(xù) 發(fā)展的社會環(huán)境中，電氣工程的智能化發(fā)展是形勢所趨，而智能電網(wǎng)的經(jīng) 濟(jì)有效、安全可靠以及兼容并包的優(yōu)勢將對智能電網(wǎng)技術(shù)的越來越廣泛使 用提供了便