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输配电及其电工自动化运行研究

来源:UC论文网2020-09-12 10:03

摘要:

  摘要:国家电网于2011-2015年完成了电网自动化示范阶段工作的开展,正逐步进入到2016年-2020年电网自动化逐步推广工作的开展。据国家电网于2019年发布的数据,截止2018年底,我国电网配电线路自动化的普及率已经达到了60%之多,证明示范阶段工作的开展有着较好的反馈。但是与世界发达国家相比,我国当前的这一成绩是远远不够的,距离国家能源局制定的2020年实现配电线路自动化普及率90%以...

  摘要:国家电网于2011-2015年完成了电网自动化示范阶段工作的开展,正逐步进入到2016年-2020年电网自动化逐步推广工作的开展。据国家电网于2019年发布的数据,截止2018年底,我国电网配电线路自动化的普及率已经达到了60%之多,证明示范阶段工作的开展有着较好的反馈。但是与世界发达国家相比,我国当前的这一成绩是远远不够的,距离国家能源局制定的2020年实现配电线路自动化普及率90%以上仍相差甚远,因此,本文将重点分析当前电力企业中输配电及其电工自动化运行机制,与最新智能化技术的应用,以期能为行业的发展起到几点裨益。


  关键词:输配电;电工自动化;运行


  【中图分类号】TM76【文献标识码】A【文章编号】1674-3733(2020)19-0168-02


  隨着人们生活质量的提升,人们对于用电服务的质量也有着更高的要求。随着大数据时代,智能化时代的来临,输配电网运营技术的发展也将融入智能化,自动化技术的发展前沿,运维方式的改革,能够大大的提升输配电线网供电服务的效率,从而更加满足人们的使用需求,在未来的一段时间,输配电网自动化,自能化将成为行业发展的前沿。


  1开展输配电及电工自动化的必要性


  随着人们对于供电质量的要求越来越高,人们对于用电服务的质量的要求也与日俱增。而输配电及电工自动化技术的应用,则能很好的达成上述目标,由于减少供电事故发生的可能性,保证供电质量,提升供电稳定性。特别对于检修工作的开展,也有着显著的成效。得益于自动化检修机器人的应用,使得带电检修工作得以安全顺利的开展,减少了因检修工作停止供电的时间,提升了用户用电的满意度的同时也提升了社会效益。


  1.1随着输配电及电工自动化技术的不断推广应用,供电指标的要求也在不断的提升。在城镇都市圈要求供电意外事故发生率应低于千分之一。如此低的几率,将极大的提升用户用电的满意度;其次,在供电电能的质量上,也有着同步的提升:电压,电流比值的合格率应小于百分之二,同时在电压频率上也应当保持稳定,上下浮动数值不超过0.2HZ,并长时间的稳定在50HZ附近。


  1.2输配电及电工自动化与电网调度自动化的异同


  电网调度自动化针对的范围更小一些,仅针对于高压网络的运行监控及自动化调度。而输配电及电工自动化针对的范围则较为广泛,相较于电网调度自动化的功能范围,将广泛的多。输配电及电工自动化针对配电网输送的各个环节,既包括电网起始端,也包括输电传输线路,用户端电网的管理。整个工作开展设计到的设备数量,种类远远多于电网调度自动化。


  1.3开展输配电及电工自动化应用的首要条件


  第1,要求研发人员具有多学科知识体系,电网规划,计算机科学技术、通信技术、自动化技术方面是必备的知识。


  第2,要求研发人员具有一定的逻辑思维,能够合理的规划配电网的网络结构。网络结果规划的好坏,与自动化目的的实现有着紧密相连的关系。


  2国内输配电及电工自动化的不足之处


  第1,我国的城市电网结构已以全面改造完成,但对于农村电网结构来看,仍未发生根本性改变,木制电杆仍广泛存在。


  第2,输配电线网规划问题仍存在着结构上、馈线上、电源规划不足之处,不论对于农村地区,或是城镇地区,这项问题仍是持续存在的。


  3国外输配电及电工自动化发展中应用的先进技术


  日本:(1)馈线自动化:起效技术原理是通过电压故障实时检测来实现的,能够于发生故障的第一时间内,对故障予以定位,同时及时的将供电负荷转移、隔离。(2)变电站局部优化控制:主要应用了远程监控系统与大数据技术的融合,通过对变电站运行工作流程进行优化,为自动化控制增效,效果明显。(3)主站系统:均采用当前最新的前沿电力技术,实现主站系统的全面化控制。


  4输配电及电工自动化实现方式


  在我国上海北京等地区,已广泛的应用SCADA技术于输配电及电工自动化模式中开展应用。SCADA技术具有着数据实时监测,故障定位,故障分析与处理的功能。随着大数据技术与SCADA技术的逐步兼容,能够实现对采集数据的实施的分析,相关系统互联的功能[1]。


  SCADA技术的实现需要配备通信网络端、配电自动化端、配电自动化系统子站(有无均可)以及配电主站几大部分组成。


  配电自动化终端:是自动化控制系统中,各控制单元的集合,可实现通信调度,全局远程控制,数据采集与结果输出等功能。


  配电自动化系统主站:是输配电及电工自动化功能的起始。可实现配电线网运行数据的采集,运行状态的监控,以及电网智能化运行的监控,分析等应用扩展功能[2]。


  (1)配电主站的构建


  配电主站是输配电及电工自动化控制的关键环节,因此,则要求系统的运行具备一定的安全性、扩展性、实用性与可靠性。同时能够稳定的兼容各类操作系统,软硬件平台的运行环境中[3]。


  软硬件的配置根据当地电网实际的输配电网规模,实际实际需求和配电自动化的应用基础等情况予以综合确定。


  (2)配电终端的构建


  配电终端主要包括输配电线路、输配电变压器、柱上开关、变电站、环网柜、配电室、开关控制区等。智能化配电终端则配备有兼具通信功能的故障指示器,配变终端、变电站终端、馈线终端四大部分[4]。


  (3)整体通讯方案规划


  为了保证各个功能模块间的功能得以无缝衔接,共有如下四类通讯方式:无线公网、无线专网、配电线载波及光纤专网四部分组成。各系统间通讯机制详见图1。


  5输配电及其电工自动化的应用形式


  5.1简易型


  適用情况:无通信条件或单辐射区域的输配电线路


  核心技术:GSM无线通信方式


  作用原理:一旦输配电线路发生故障,故障指示器将第一时间报警。应用GSM通信方式将故障信息传输至配电主站。经由主站执行相应的供电负荷隔离,在明确故障区段后。一旦故障表现形式得到确定,系统将自动做出反应,第一时间关闭配电自动开关与重合器,实现故障的隔离,保证了正常线路的供电运行。


  5.2标准型


  核心技术:配电SCADA技术;集中型馈线自动化技术


  适用情况:考虑到涉及到的前沿技术较多,则建议于自动化技术应用较为广泛的电网企业进行应用[5]。


  作用原理:配电主站与配电终端间相互配合,通过上级调度,层层分配,建立一套完善的配电网络协作模式。详见图2:


  5.3智能型


  是输配电及其电工自动化运行系统的延伸,在原有功能


  基础上,通过接入微电网、储能装置、分布式电源等设置,结合智能化技术的融入,实现对运行数据实时监测的基础上,对检测数据进行预测,通过快速仿真模型的应用,有助于实现输配电网的自愈控制。技术方面的升级,必将带动配电网络结构的同步优化,通过两者规划模式的相互协同,并结合智能用电其他系统的多维度互动,有助于智能化电网的深度应用[6]。


  5.4集成型


  通过配电主站将各系统运行数据予以综合处理,并加强与相关应用系统的互连,有助于从全局的角度分析配电信息,执行最优的举措。通过第三方技术的融入,有助于实现业务流程的逐步优化。安全管理模式功能的应用,将使得集成型自动化管理系统中,将全面支持用电及运行、调度,配电生产的闭环管理。为技术人员提供辅助决策服务。


  结束语:随着自动化技术及智能化技术的不断发展,未来的输配电工作开展中必将广泛的应用自动化系统。通过输配电及其电工自动化技术的应用,不仅能够够有效的提高用电的效率,也有助于降低输电过程中的电能损耗。通过简化输配电线网工作的流程,实现输配电线网的整体化控制。随着我国电网事业的不断发展,未来必将全面实现配电自动化和智能配电技术实用化并推广应用。

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