智能電網(wǎng)安全運營的問題及對策

李璨

摘 要：隨著智能電網(wǎng)安全運行控制技術(shù)的成熟，基于智能輸、配電及電能質(zhì)量的安全保障與可靠高效運行管理的智能電網(wǎng)及相關(guān)配套領(lǐng)域的前沿技術(shù)應(yīng)用，變得極為重要。本文結(jié)合大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)及高速雙向信息數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的智能電網(wǎng)的全面運用，通過對建立可靠安全運營環(huán)境下的智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)預警信息高速處理模式分析，提出智能電網(wǎng)安全運營對策。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng) 輸配電 安全運營 對策

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）07（c）-0039-02

1 智能電網(wǎng)運營重點問題

智能電網(wǎng)涵蓋電力生產(chǎn)的發(fā)電、輸電、配電和用電全過程，主要包括點對點、點對多點區(qū)域網(wǎng)的電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、需求側(cè)及所涉的發(fā)電、輸、變電、調(diào)度、配電、用電多個環(huán)節(jié)。在目前對智能電網(wǎng)有關(guān)的研究中，關(guān)注的重點問題主要集中在特高壓電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)、直流電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)以及輸變電系統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)高效，智能調(diào)度與廠網(wǎng)兼容交互的協(xié)調(diào)集成，需求側(cè)分布式智能負荷運行控制與用戶用電管理開放、診斷及自愈，以及大數(shù)據(jù)預警信息高速處理的可靠質(zhì)量等方面。

2 智能電網(wǎng)運營策略

智能電網(wǎng)運用大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)及信息通信技術(shù)，通過廣域參數(shù)動態(tài)量測與狀態(tài)監(jiān)測，電網(wǎng)協(xié)調(diào)防御、實時預警信息處理和控制，電力交互自我監(jiān)測和分配，運用削峰、填谷，補償校正，優(yōu)化電網(wǎng)用電方式，來實現(xiàn)電網(wǎng)精益化運行與集中監(jiān)控、電網(wǎng)負荷精細化調(diào)度與集中管理、電網(wǎng)智能化運行與集中維護。

2.1 智能電網(wǎng)運行監(jiān)控策略

通過采集監(jiān)測各種擾動數(shù)據(jù)進行，進行現(xiàn)地SCADA以及快速的診斷與實時補償，完成智能電網(wǎng)云平臺數(shù)據(jù)的高速、雙向、實時數(shù)據(jù)的獲取、驗證、分析，以及運維保護、遠程控制與管理。通過先進的監(jiān)測電網(wǎng)參數(shù)量測技術(shù)，對影響電能質(zhì)量的脈沖跳（閃）變涌流、頻率漂移、負荷諧波電流變化、電壓峰谷突變、三相電網(wǎng)不平衡等影響電網(wǎng)電能運行、供電安全策略及電能質(zhì)量標準的因素進行實時監(jiān)測，評估電網(wǎng)設(shè)備控制及電網(wǎng)的完整性的電能質(zhì)量狀況，連接多種超值超限監(jiān)測報警設(shè)備，以滿足對智能電網(wǎng)工作運行參數(shù)監(jiān)測監(jiān)控管理要求。通過電能相位關(guān)系、功率因數(shù)補償、輸變電線路變壓器負荷、電能消費數(shù)據(jù)進行在線分析及快速處理，實時預警可能影響電網(wǎng)安全運行、導致電網(wǎng)故障的系統(tǒng)狀態(tài)，并由智能電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)庫準確按照所設(shè)定的技術(shù)與管理方案，快速恢復到運行的正常工作狀態(tài)，從而能實現(xiàn)智能電網(wǎng)的自愈。

2.2 智能電網(wǎng)安全策略

2.2.1 智能電網(wǎng)安全設(shè)計

智能電網(wǎng)采用抵御電網(wǎng)安全風險、電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全進行二次優(yōu)化主站一體化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要包括電網(wǎng)自動化系統(tǒng)與電網(wǎng)智能運營管理系統(tǒng)等，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、信息通信技術(shù)集成及饋線自動化等任務(wù)，同時結(jié)合智能電網(wǎng)應(yīng)用軟件，實現(xiàn)電網(wǎng)管理信息處理與運行監(jiān)控、配網(wǎng)地理信息采集處理等功能。

智能電網(wǎng)通常應(yīng)用連接多個電源的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方式，實現(xiàn)故障狀態(tài)下的自愈。當出現(xiàn)故障或發(fā)生其他的問題時，在電網(wǎng)設(shè)備中的先進的傳感器確定故障并和附近的設(shè)備進行通信，以切除故障元件或?qū)⒂脩粞杆俚厍袚Q到另外的可靠的電源上，提升電網(wǎng)運行的安全可靠性。同時，傳感器還有檢測故障前兆的能力，在故障實際發(fā)生前，將設(shè)備狀況告知系統(tǒng)，系統(tǒng)就會及時地發(fā)出預警信息。

2.2.2 智能電網(wǎng)安全運行技術(shù)途徑

通過接入電網(wǎng)系統(tǒng)的無線信息通信、大數(shù)據(jù)及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對配網(wǎng)線路與配電終端，實時監(jiān)測配電線路的電壓、電流，監(jiān)控設(shè)備運行管理所需的工作運行參數(shù)、當前設(shè)備參數(shù)、運行數(shù)據(jù)調(diào)變等。通過遙信、遙測、遙控，實現(xiàn)對配網(wǎng)及配電設(shè)備運營數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)信息分析、處理與運營情況的實時監(jiān)控、遠程控制故障信息的報警與負荷開關(guān)的自動控制，以集中化配網(wǎng)管理、智能化優(yōu)化配電運行。對配網(wǎng)與配電設(shè)備運營過程中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)超差、超限及其他故障，則通過配電自動故障報警、自動快速故障區(qū)域隔離、故障部位自動查找以等，配合電力運營調(diào)度管理人員有效監(jiān)控電網(wǎng)工作運營，對確定的配網(wǎng)線路數(shù)據(jù)進行分析，查找并判明故障原因，采取最優(yōu)的故障隔離，通過遠程控制開關(guān)，按照事先確定的故障處置預案，運用電網(wǎng)重配及轉(zhuǎn)移負荷等措施，有效控制可能出現(xiàn)的跳閘及斷網(wǎng)故障，對已造成的故障盡可能通過遠程自動化控制開關(guān)實現(xiàn)負荷的轉(zhuǎn)移接續(xù)，保障電網(wǎng)線路及設(shè)備的高可靠、高質(zhì)量運行。

2.3 智能電網(wǎng)電能質(zhì)量管控策略

2.3.1 電能質(zhì)量管控標準

依據(jù)《電能質(zhì)量供電電壓允許偏差》（GBT 12325-2003）《電能質(zhì)量電力系統(tǒng)頻率允許偏差》（GB/T 15945-1995）《電能質(zhì)量三相電壓允許不平衡度》（GBT15543-2008）《電能質(zhì)量電壓允許波動和閃變》（GB 12326-1990）和《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》（GB 14549-93）等5項標準，重要負荷的電能質(zhì)量參數(shù)主要包括三個方面：（1）電壓和電流偏差：過電壓、欠電壓；電壓跌落、電壓突升；電壓波動和負序、閃變與電壓暫降。（2）頻率偏差：頻率偏差；非線性負荷導致電網(wǎng)發(fā)生諧波、間諧波；三相不對稱。（3）供電連續(xù)性：瞬時斷電、暫時斷電、持續(xù)斷電。

2.3.2 電能質(zhì)量管控途徑

智能電網(wǎng)通過監(jiān)測和執(zhí)行電能質(zhì)量從“標準”到“優(yōu)質(zhì)”的電能質(zhì)量等級劃分，應(yīng)用先進的感測設(shè)備技術(shù)和控制方法，優(yōu)化決策支持系統(tǒng)技術(shù)，減少由于開關(guān)涌流、諧波源、閃電和線路故障引起的電能質(zhì)量的擾動，限制用戶負荷產(chǎn)生的諧波電流注入電網(wǎng)，降低潮流阻塞，有效解決不同發(fā)電形式的接入、用電側(cè)和電網(wǎng)的智能化用電，以及不同用戶對不同電能質(zhì)量等級的需求，實現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度，改善電能質(zhì)量，確保電網(wǎng)的電能質(zhì)量等級，達到可靠、高效運行目標。

2.4 智能電網(wǎng)供電服務(wù)策略

智能電網(wǎng)供電系統(tǒng)以保障用戶對電力需求及安全運用為基本出發(fā)點，在實際運營中通過保障電網(wǎng)的可靠性、安全性、電能質(zhì)量和效率，提升優(yōu)質(zhì)供電服務(wù)效能。主要采取以下策略。

（1）通過轉(zhuǎn)移或減少電力高峰需求，實現(xiàn)電網(wǎng)供電能力與用戶用電需求間的平衡。

（2）通過降低電網(wǎng)線損及提升調(diào)峰運營的效率，實現(xiàn)節(jié)能降耗，獲得較高的效費比。

（3）通過對用戶供電與電力使用制定優(yōu)選預案，結(jié)合大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、云計算，通過實時、雙向、高速處理的通信系統(tǒng)，對當前的用戶電力系統(tǒng)工作狀況與電力使用服務(wù)管理情況以及電力消費的成本等按照預案進行有效可靠的平衡運行。

（4）通過對供電服務(wù)應(yīng)用數(shù)據(jù)的實時獲得及數(shù)據(jù)分析，在線自我評估并可靠預測正在發(fā)展可能導致電網(wǎng)供電中斷的問題，執(zhí)行決策支持控制算法，限制或調(diào)整電力供應(yīng)可能造成的中斷，確保可靠的供電服務(wù)運用。

3 結(jié)語

綜上可知，隨著智能電網(wǎng)安全運行控制技術(shù)的成熟，智能電網(wǎng)及相關(guān)配套領(lǐng)域的前沿技術(shù)應(yīng)用，成為構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)及實現(xiàn)全球能源的平衡高效安全發(fā)展的基礎(chǔ)保障。在電力系統(tǒng)發(fā)電、輸變電、消納以及實現(xiàn)大規(guī)模不同系統(tǒng)能源與常規(guī)電源接近的可調(diào)度運行和控制技術(shù)創(chuàng)新等方面具有決定性、根本性的作用。

參考文獻

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