智能配电网概述(2)

3) 先进的保护控制技术,包括广域保护、自适应保护、配电系统快速模拟仿真、网络重构等技术。

4) 高级配电自动化。目前的配电自动化技术包括配电运行自动化(安全监控和数据采集、变电所综合自动化、馈线自动化) 、配电管理自动化(配电地理信息系统、设备管理、检修管理等) 以及用户自动化这3 个方面的内容。这些内容都属于SDG技术的范畴。

为与目前大家熟知的配电自动化区分,美国电科院提出了高级配电自动化(Advanced Dist ri2bution Automation ,ADA) 的概念。ADA 是传统配电自动化(DA) 的发展,也可认为是SDG 中的配电自动化。ADA 的新内容主要支持DER 的“即插即用”,它采用IP 技术,强调系统接口、数据模型与通信服务的标准化与开放性。

为使SDG 技术概念更有针对性,笔者建议ADA 仅包括配电运行自动化与配电管理自动化,将用户自动化内容列入下面介绍的高级量测体系。

5 ) 高级量测体系( Advanced MeteringArchitecture ,AMA) 是一个使用智能电表通过多种通信介质,按需或以设定的方式测量、收集并分析用户用电数据的系统。AMA 是支持用户互动的关键技术,是传统AMR 技术的新发展,属于用户自动化的内容。

6) DER 并网技术,包括DER 在配电网的“即插即用”以及微网(Micro Grid) 两部分技术内容。DER 的“即插即用”包括DER 高度渗透的配电网的规划建设、DER 并网保护控制与调度管理、系统与设备接口的标准化等。微网是指接有分布式电源的配电子系统,它可在主网停电时孤立运行。

DER 并网研究内容还包括有源网络(ActiveNetwork) 技术。有源网络指分布式电源大量应用、深度渗透,潮流双向流动的网络。

7) DFACTS 是柔性交流输电( FACTS) 技术在配电网的延伸,包括电能质量与动态潮流控制两部分内容。DFACTS 设备包括静止无功发生器(SVC) 、静止同步补偿器( STA TCOM) 、有源电力滤波器(APF) 、动态不停电电源(UPS) 、动态电压恢复器(DVR) 与固态断路器( SSCB) 、统一潮流控制器(UPFC) 等。

8) 故障电流限制技术,指利用电力电子、高温超导技术限制短路电流的技术。

综上所述,SDG技术包含一次系统与二次系统两方面的内容。一个具体的SDG功能的实现,往往涉及多项技术的综合应用。以自愈功能为例,首先一次网架的设计应该更加灵活、合理,并应用快速断路器、故障电流限制器等新设备;在二次系统中,应用广域保护、就地快速故障隔离等新技术,以及时检测出故障并进行快速自愈操作。

4 建设智能配电网的作用与意义

电力系统已诞生一百多年了,尽管其电压等级与规模与当年相比已有天壤之别,但系统的结构与运行原理并没有很大的变化。进入21 世纪,面对当今社会与经济发展对电力系统提出的新要求和计算机、电力电子等新技术的广泛应用,有必要重新审视过去电网建设的模式,探讨未来电网的发展新方向,而智能电网正是人们对这一问题思考、研究的结果。智能电网技术的发展正在给电力系统带来一场深刻的变革。

配电网直接面向用户,是保证供电质量、提高电网运行效率、创新用户服务的关键环节。在我国,由于历史的原因,配电网投资相对不足,自动化程度比较低,在供电质量方面与国际先进水平还有一定的差距。目前电力用户遭受的停电时间,95 %以上是由于配电系统原因造成的(扣除发电不足的原因) ;配电网是造成电能质量恶化的主要因素;电力系统的损耗有近一半产生在配电网;分布式电源接入对电网的影响主要是对配电网的影响;与用户互动、进行需求侧管理的着眼点也在配电网。因此,建设智能电网,必须给予配电网足够的关注。结合我国配电网实际,积极研发应用SDG技术,对于推动我国配电网的技术革命具有十分重要的意义。

SDG将使配电网从传统的供方主导、单向供电、基本依赖人工管理的运营模式向用户参与、潮流双向流动、高度自动化的方向转变。随着我国SDG建设的进展,将产生越来越明显的经济效益与社会效益,主要以下3 个方面。

1) 实现配电网的最优运行,达到经济高效。SDG应用先进的监控技术,对运行状况进行实时监控并优化管理,降低系统容载比并提高其负荷率,使系统容量能够获得充分利用,从而可以延缓或减少电网一次设备的投资,产生显著的经济效益和社会效益。

2) 提供优质可靠电能,保障现代社会经济的发展。SDG在保证供电可靠性的同时,还能够为用户提供满足其特定需求的电能质量;不仅可以克服以往故障重合闸、倒闸操作引起的短暂供电中断,而且可以消除电压聚降、谐波、不平衡的影响,为各种高科技设备的正常运行、为现代社会与经济的发展提供可靠优质的电力保障。

3) 推动新能源革命,促进环保与可持续发展。传统的配电网的规划设计、保护控制与运行管理方式基本上不考虑SER 的接入,而且为不影响配电网的正常运行,现有的标准或运行导则对接入的DER 的容量及其并网点的选择都做出了严格的限制, 制约了分布式发电的推广应用。SDG具有很好地适应性,能够大量地接入DER 并减少并网成本,极大地推动可再生能源发电的发展,大大降低化石燃料使用和碳排放量,在促进环保的同时,实现电力生产方式与能源结构的转变。

参考文献

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[4 ] 丁民丞. 方兴未艾的智能电网[J ] . 国家电网,2008(5) .

[5 ] 李天友,金文龙,徐丙垠. 配电技术[M] . 北京:中国电力出版社,2008.

徐丙垠山东理工大学教授,科汇电力自动化公司董事长

李天友高级工程师,福建省电力公司副总工

薛永端教授级高工,科汇电力自动化公司总工

金文龙教授级高工,国家电网公司原发输电部处长