綜合能源接入電網管控技術體系研究

鮑 永

（南京南瑞繼保電氣有限公司，江蘇 南京 211102）

1 管控平臺預期目標及要求

1.1 預期目標

為保證綜合能源并網要求，保證正常運行，本文設計研究了綜合能源接入電網管控平臺，主要是基于對配電網自動化控制中心的協作運行，完成對其數據的整理與接入，并預測發電功率和修正系統負荷，分析與調度電網運行。實現對區域內的科學服務與管控，形成能夠監控、預測以及控制的規范管理，最終保障電網安全可靠運行[1]。

1.2 對管控平臺的要求

關于對運行監控平臺的要求，有必要監視并網點的功率與電壓，采集電能質量。一些綜合能源裝機較大，有必要密切注重上級主要變壓器的負荷與功率，主要是因為處于負荷低谷。綜合能源接入較集中區域出現瞬時故障時，部分綜合能源已脫網，會導致主網潮流出現突變，從而致使電壓、頻率發生改變，因此有必要關注節點設備，注重其滲透率[2]。

關于調度管理的要求。倘若出現斷面控制程度超過負荷的情況下，有必要考慮去除光伏發電負荷，一定程度規避故障，避免斷面出現負荷越限。一些光伏電站接入饋線有著環網作用，饋線的運作方式出現變化，對應的應用同樣需調整。

關于繼電保護的要求。在接入綜合能源后，需要對配電網中繼電保護展開適應性分析，同時研制健全的規劃，如饋線等需要合理加裝方向元器件。當處于退線以及饋線運行出現改變時，需要在此調整保護定值[3]。

2 管控技術體系設計

設計中的應用服務器層采取nginx+tomcat展開負載均衡部署tomgcat集群，解決并發量及服務穩定性問題。

體系設計支撐架構主要是采取現階段主流基礎框架，后臺主要采取spring、mybatis、quartz主流mvc架構，體系設計前端采取jquery、echar、fineReport若干組件開發模式。

基于支撐架構形成插件開發目的，以實現多個插件功能模塊，實現代碼可復用性。

2.1 數據構架

數據層能夠形成關系數據庫和內存數據庫。關系數據庫采取oracle以及mysql開展過去的數據存儲，內存數據庫運用主流輕量級內存庫redis展開實時數據的存儲工作，如圖1所示。

2.2 部署構架

設計研究的管控平臺運用分層形式的分布結構，并部署于安全III區，符合電力監控系統有關安全防護的要求，同時能夠滿足供電局的具體需求，完成對具體管理區域的能源數據接入、運行分析等具體功能，保證區域范圍下的管控業務應用。

圖1 數據框架

該平臺實時庫服務器主要用于在實時數據的存儲，主要包括遙測等，能夠實現實時監控。數據應用服務器主要用于電網模型與過去數據的儲存，還包括數據分析與展示。管控前置能夠完成遙測與遙調等，能夠滿足主站對模擬量的采集與整理，并下發遙控命令。數值天氣預報工作站主要能夠對外網數值天氣進行預報以及接收數據。

3 系統接口設計

本文設計研究的平臺數據接口主要涵蓋配電網自動化系統接口、電能量計量系統接口以及負荷預測系統接口。

對于配電自動化系統接口，該設計平臺根據配電自動化系統對應的電網網絡拓撲和一次設備有關參數，涵蓋一次設備存在關系的量測和狀態保護信息。平臺與配電自動化系統交互中，電網圖模相關靜態參數能夠利用中間數據庫模式完成，實時量測數據基于文件形式滿足。

對于電能量計量系統接口，該設計平臺根據電能量計量系統取得綜合能源與有關配電變壓器日凍結電量數據，通過中間數據庫方式實現。

關于負荷預測系統接口，該設計平臺根據負荷預測系統取得第2日系統負荷經過預測的結果與信息數據，利用文件形式實現。

4 運行效果分析

4.1 綜合能源對變電站母線電壓的影響

根據該研究平臺關于綜合能源同變電站監控數據的相關采集和科學分析，能夠系統地分析綜合能源功率波動關上級變電站母線電壓的作用。圖2為某110 kV變電站低壓側10 kV母線電壓日運行的曲線圖，14:35時電壓出現最初波動，17:15時已經降到最大值。通過相關研究發現，這是因為這個變電范圍光伏存在的有功功率由于天氣的變化而突然改變。

圖2 變電站母線電壓曲線

4.2 綜合能源對變電站主變壓器的影響

關于調度系統主變壓器電流相關監控信息的數據如圖3所示。14:45時，主變壓器電流從803 A急劇上升，至17:15電流達到960 A。根據研究設計平臺，能夠第一時間了解變電站真實運作情況，分析綜合能源帶來的影響，為保障變電站安全運行提供保障。

圖3 變電站主變壓器電流曲線

5 結 論

隨著綜合能源運用的發展，提出綜合能源接入電網的管控技術體系，包括運行監視、調度管理和繼電保護等要求，設計電網面向綜合能源的管控平臺。本平臺在某供電局展開運行實驗，具體運行狀態說明。本研究設計平臺能夠準確了解綜合能源運行情況，分析綜合能源關于電網運行產生的作用，進一步運用合適的調度管理模式與手段使其存在正面價值，使綜合能源并網運行管控形成穩定的參考，能夠保障電網穩定運行。