智能電網(wǎng)中的自動化技術(shù)應(yīng)用分析

檀林青

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)和科技水平的快速發(fā)展，電力行業(yè)的快速普及與發(fā)展，電能已經(jīng)滲透到生產(chǎn)、生活中的方方面面，電能在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會穩(wěn)定等方面占據(jù)著越來越重要的地位。電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行及電網(wǎng)提供的電能質(zhì)量就是社會運(yùn)行的必要保障，電網(wǎng)已經(jīng)成為國家經(jīng)濟(jì)命脈的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和公共事業(yè)。但隨著人們對電能需求量的逐漸增大及對電能質(zhì)量的要求越來越高，傳統(tǒng)電網(wǎng)的變革與更新已經(jīng)勢在必行。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng);電力技術(shù);電力設(shè)備

引言

在社會快速發(fā)展和社會經(jīng)濟(jì)不斷進(jìn)步的同時，現(xiàn)代科技和信息化技術(shù)也在飛速進(jìn)步，社會資源和環(huán)境問題也愈發(fā)嚴(yán)峻，電網(wǎng)發(fā)展進(jìn)入了新的歷史時期，面臨著更多的新問題與新挑戰(zhàn)。在我國，電力行業(yè)步入穩(wěn)定發(fā)展之路，智能電網(wǎng)成為了我國電力系統(tǒng)發(fā)展的新方向。對于智能電網(wǎng)的發(fā)展，電力設(shè)備和電力技術(shù)是其中的關(guān)鍵點(diǎn)。通過對智能電網(wǎng)的電力設(shè)備與技術(shù)進(jìn)行基本分析與歸納，在此基礎(chǔ)上結(jié)合我國電力系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和智能電網(wǎng)發(fā)展的具體目標(biāo)來展開對電力技術(shù)與后期發(fā)展規(guī)劃的探討，以期為我國電力系統(tǒng)的長足進(jìn)步提供可靠參考。

1智能電網(wǎng)的概念介紹

智能電網(wǎng)的概念是歐洲委員會在2005年提出的。其是以應(yīng)用集成、高速的雙向通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，結(jié)合傳感測量技術(shù)和設(shè)備技術(shù)等現(xiàn)代化技術(shù)與手段而建立的現(xiàn)代化電網(wǎng)系統(tǒng)，性能明顯優(yōu)于其他電網(wǎng)，可以全面覆蓋電力系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)，還可以實(shí)現(xiàn)對電力流和信息流的高度融合。我國國網(wǎng)公司于2008年開始關(guān)注世界電網(wǎng)智能化發(fā)展問題，并嘗試?yán)矛F(xiàn)代化信息和通信等技術(shù)建立自動化與信息化智能電網(wǎng)系統(tǒng)。

2智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1智能設(shè)備的在線監(jiān)測

近年來，傳感器技術(shù)快速發(fā)展，將傳感器應(yīng)用于智能變電站的各類電器一次設(shè)備的在線監(jiān)控已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)。智能變電站的實(shí)時監(jiān)控不僅能夠監(jiān)控各種電氣設(shè)備的狀態(tài)，還能根據(jù)大數(shù)據(jù)對電氣設(shè)備綜合評估并預(yù)防事故的發(fā)生。例如對斷路器的和監(jiān)控，不但能夠監(jiān)控?cái)嗦菲鲀?nèi)部的其他的密度及其密封性，還能夠?qū)崟r監(jiān)測斷路器內(nèi)部觸頭構(gòu)的機(jī)械損耗情況。通過建設(shè)該系統(tǒng)，能有針對性的預(yù)處理智能電網(wǎng)內(nèi)多種設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，擬定相配套的檢查維修計(jì)劃，降低設(shè)備故障發(fā)生率。通過系統(tǒng)化測算后發(fā)現(xiàn)建設(shè)并投用該系統(tǒng)后，能使智能電網(wǎng)內(nèi)電力設(shè)備故障發(fā)生頻次減少30.0%左右。

2.2應(yīng)用服務(wù)技術(shù)

電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)具有多種多樣的功能，但存在一定的重復(fù)和冗余，如何對這些分散的功能進(jìn)行集成融合是當(dāng)前的一大難題。在智能電網(wǎng)中，調(diào)度自動化系統(tǒng)采用面向服務(wù)架構(gòu)（Service-OrientedArchitecture，SOA）。SOA體系下的調(diào)度自動化系統(tǒng)可將多種系統(tǒng)應(yīng)用封裝，電力調(diào)度部門可根據(jù)實(shí)際需要靈活調(diào)用。同時還可配置其他調(diào)度功能模塊，滿足智能電網(wǎng)發(fā)展各階段對調(diào)度業(yè)務(wù)的需求。此外，SOA體系下的調(diào)度自動化系統(tǒng)可將傳統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的電網(wǎng)分析、培訓(xùn)仿真等模塊劃分出來，比如狀態(tài)估計(jì)、靈敏度計(jì)算、調(diào)度員潮流等。同時這些模塊可根據(jù)需求進(jìn)一步完善優(yōu)化，這是智能電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的另一顯著優(yōu)勢。目前智能電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)已在許多地區(qū)電網(wǎng)中得到應(yīng)用，并在優(yōu)化電網(wǎng)系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)與主控計(jì)算機(jī)間的數(shù)據(jù)共享等方面發(fā)揮著重要作用。通過對電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)視控制，在事故發(fā)生前生成告警，調(diào)度監(jiān)控人員可及時通知運(yùn)維人員消除缺陷，有效減少故障造成的損失。

2.3配用電互動技術(shù)

用戶是智能電網(wǎng)的使用者和參與者，用戶以購買和使用電能等方式協(xié)調(diào)維持電力系統(tǒng)供需平衡，維系供電的安全穩(wěn)定。隨著新技術(shù)的應(yīng)用以及電價和用電信息的改變，用戶將與電網(wǎng)深入互動，分布式電源的應(yīng)用也一定會引發(fā)用戶用電行為和模式的重大變化，智能電網(wǎng)可提高用戶響應(yīng)的積極性，在各種激勵措施的鼓勵下（低峰優(yōu)惠、分時電價等），用戶的消費(fèi)方式會大有不同，從而可以協(xié)調(diào)用電峰谷期，提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，并達(dá)到節(jié)能減排的效果。

2.4柔性直流輸電技術(shù)

在傳統(tǒng)電網(wǎng)建設(shè)時期，由于技術(shù)及設(shè)備的落后，在輸電配電環(huán)節(jié)只能采用交流電的配電方案，隨著直流技術(shù)的發(fā)展及直流輸電具有穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性及低損耗等優(yōu)點(diǎn)，直流輸配電方案絕對是具有發(fā)展?jié)摿Φ呐潆姺绞健Ｈ嵝灾绷鬏旊娂夹g(shù)是繼交流輸電技術(shù)和常規(guī)直流輸電技術(shù)之外的輸電技術(shù)，柔性直流輸電技術(shù)是以電壓源換流器為核心，并且是目前可控性、適應(yīng)性都極優(yōu)秀的輸電技術(shù)。

3智能電網(wǎng)的可靠性分析

（1）電網(wǎng)可靠性的主要表現(xiàn)形式。在業(yè)內(nèi)，供電可靠率是指在統(tǒng)計(jì)期間內(nèi)為不計(jì)及由于系統(tǒng)電源不夠而需要進(jìn)行限電的狀況，10kV配電網(wǎng)的供電可靠率是衡量測評10kV供電系統(tǒng)對電力用戶連續(xù)供電能力的主要指標(biāo)之一，其具體是指統(tǒng)計(jì)期間中10kV配電網(wǎng)對用戶有效供電時間總小時數(shù)和統(tǒng)計(jì)期間小時數(shù)的比值。（2）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的可靠性分析。對整個支撐網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行可靠性進(jìn)行分析，智能電網(wǎng)運(yùn)行可靠性直接關(guān)系著整個電力系統(tǒng)的運(yùn)行成效。在分析電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性時，可以判讀POS網(wǎng)絡(luò)、OLT網(wǎng)絡(luò)及主干光纖是否能持續(xù)、同步運(yùn)作的性能指標(biāo)。（3）建設(shè)電網(wǎng)可靠性影響因素體系。我們可以將可靠性理解成智能電網(wǎng)運(yùn)行階段形成的高度抽象化指標(biāo)之一，僅能從結(jié)果的視角出發(fā)去呈現(xiàn)出電網(wǎng)的可靠性程度，但其不能對電網(wǎng)可靠性保障性方案制定過程提供具體指導(dǎo)。應(yīng)全面分析影響電網(wǎng)安穩(wěn)運(yùn)行的各種影響因素，這樣才能量化可靠性的薄弱環(huán)節(jié)。

4結(jié)語

隨著當(dāng)前配電自動化和數(shù)據(jù)交換大趨勢的發(fā)展，需要依賴新技術(shù)和新方案實(shí)現(xiàn)更高的能源利用率，改善系統(tǒng)可維護(hù)性、預(yù)測性維護(hù)，以及故障檢測、隔離，并降低排放。另一方面，新技術(shù)的普及帶來了提高能效，以及系統(tǒng)小型化和高可靠性設(shè)計(jì)等諸多方面的挑戰(zhàn)。本文針對上述各項(xiàng)挑戰(zhàn)介紹了更高效的電源管理方案，以及如何改善配電自動化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。這些電源管理方案克服了當(dāng)今配電自動化系統(tǒng)所面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)[3]。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳毅杰.智能電網(wǎng)配電技術(shù)及其對設(shè)備的要求[J].科研，2016（11）：250.

[2]王龍飛.智能電網(wǎng)配電的應(yīng)用研究[J].中小企業(yè)管理與科技，2018（8）：156-157.

[3]嚴(yán)永鋒，吳烜，洪雯.淺探配電自動化建設(shè)與運(yùn)行管理問題及解決策略[J].武漢電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2020，18（01）：46-48+52.

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