关于智能电网自动化的建设分析
2015-11-14
关于智能电网自动化的建设分析
陈恒成1,王竹娇2
(1.武汉东湖学院,湖北武汉430212;2.中国计量学院,浙江杭州310018)
摘要:现阶段,国内外研究人员加大了智能电网的研究,在这个过程中,引进了自动化技术,通过该技术,能够解决传统电网系统中的缺陷,有效提升电网运行的可靠性、安全性。
关键词:智能电网;自动化;建设
1 智能电网自动化技术概述
智能电网自动化技术指的是把智能化、自动化以及控制等技术加以结合,通过各种先进技术的应用,例如,远程通信、传感测量等技术,能够对系统的良好运行提供保障。也就是说,能够对电网自动对各种数据实施测量以及监控等。现阶段,我国的经济发展非常迅猛,使得用电需求量增加,在这种情况下,如果继续沿用传统的电网管理经验,无疑会影响工作效率。为此,就需要大量开发智能电网,使得电网运行呈现出经济化、安全化、高效化等特点。为达到上述目的,就需要基于国内科学技术发展水平的基础上,按照电网的实际运行情况,把先进的计算机信息技术以及网络通信技术运用到电网调度系统中,由此达到智能电网调度自动化的目标,有力保障我国电网的安全性、可靠性。
2 配电自动化系统在智能电网中的应用
现阶段,就智能电网而言,其自动化技术应用的范围愈加广泛,例如,光纤通信技术、主动数据库技术、光互联技术智能传感以及控制技术。其中,光纤通讯技术是电力系统实现自动传输功能的基础,需要说明的是,自动传输系统由运动装置以及运动通道加以组成。运动通道呈现双向、实时以及高速等特点,能够达到监视和控制电网损耗等目的。
3 自动化系统在智能电网中的应用
(1)系统组成及功能。从结构角度出发,智能电网的自动化系统通常包括下述部分内容,也即主站、子站、远方测控终端、通信等。其中,主站由前置机、工作站、服务器以及高级应用程序等构成,由此对整个智能电网自动化系统实施监控管理。相比较而言,子站则由一台抑或两台个人计算机组成,之所以选择两台计算机,目的在于实现相互备用。通常来说,单独的子站能够大约对100台远方测控终端装置实施监控,其功能主要体现在下述几个方面。一是能够对辖区内的配电设备实施遥测、遥信、遥控以及遥调;二是对辖区内配电线路故障进行识别,同时,还能够实现故障定位、自动隔离以及恢复供电等功能,再就是,能够实现向主站及其他子站的数据转发功能。
(2)IDS配网自动化系统应用。现阶段,国内智能电网运用自动化技术较为常见的是IDS(Intelligent Distribution System)系统,在IDS系统中,其终端与子站以及主站之间存在下述几方面关系。①配网子站能够采取基于现场工业计算机或嵌入式系统的子站终端。也就是说,通过良好的人机画面实现系统的管理、检索等操作。②配网子站设备的通讯接口主要是利用光纤抑或其他的通讯介质,通过和主站的计算机加以连接,由此完成对整个系统实施智能化管理。在这里,以IDS- MMI智能子站终端软件系统为例,它主要运用嵌入式操作系统,该系统由C语言实施应用程序的开发设计,在具体实施的过程中,不但吸收了最新的计算机信息技术以及网络通信技术,此外,还对智能电网的实际情况进行了集合,在这种情况下,使得系统操作界面更具友好性。
(3)智能电网自动化建设的故障检测、定位、隔离、供电恢复。在这里,以单环网接线图为例,具体分析智能电网自动化系统实现故障检测、定位、隔离、供电恢复等功能的过程。需要说明的是,配电单环网指的是通过末端线路之间的直接连接,由此达到环网接线的目的,通常来说,单环网接线体现下述两方面特征,一是比较简单,二是运行灵活,这样能够促进配电网络的扩展以及自动化建设。其结构如图1所示,其中,断路器V2、V4把末端的5台环网柜实施连接,由此构成环形配电网络。
图1 单环网接线图
①故障定位功能。在实际运行过程中,如果智能电网系统产生了问题,这时,基于智能电网自动化技术,就可以对出现问题的部位实施定位,加快故障的恢复,保障电力运行的正常。通常来说,如果系统运行正常,这时,断路器V2、V4均处于合闸状态,但就联络负荷开关3C1而言,则处于分闸状态。②故障隔离功能。一旦发生问题的地方被确定,这时,子站IDS- MMI系统会对装设在4C1、3C2联络负荷开关柜上的FTU单元发出分闸命令,负荷开关4C1、3C2分闸,在这种情况下,发生问题的环路会被隔离。在这种情况下,基于子站监视系统,被隔离区域会由绿色变更为蓝色。③网络重构。经过上述两个步骤,就达到了故障定位以及隔离的目的。在实际运行过程中,必须保障整个智能电网系统的稳定性以及可靠性,在这种情况下,就需要对网络重构,也就是说,开展非故障失点区域的恢复。子站IDS- MMI收到3C2、4C1负荷开关柜上的FTU单元发来的分闸信号,向负荷开关3C1上的FTU单元发送合闸指令,在这种情况下,3C1负荷开关进行合闸,由此恢复3F3出线负荷的供电。④故障清除。如果电网检修人员将故障排除后,这时,调度人员能够利用子站IDS系统对环网实施故障清除,能够向FTU单元发送合闸命令,使3C2抑或4C1合闸,在这种情况下,环网结构就得以恢复,保障了电网运行的正常。
智能电网的自动化建设意义重大,在电网的实际运行过程中,如果网络出现了问题,这时,系统能够自行对故障实施诊断、进行采取相应的隔离措施,由此显著降低因故障出现而导致的停电范围扩大,使得非故障段供电得以迅速恢复,在这种情况下,有力保障了供电的可靠性、稳定性。同时,在电网的实际运行过程中,能够对其运行工况进行监控,并对其运行方式进行优化设置,通过对电负荷的合理控制,由此改善供电质量,使得设备利用率显著提升,在这种情况下,就使得电网运行的经济性得到有力提升。
An Analysis on the Construction of The Automation of Smart Grid
CHEN Heng-cheng1,WANG Zhu-jiao2
(1.Institute of Wuhan East Lake,Wuhan,Hubei 430212,China;2.China Jiliang University,Hangzhou,Zhejian 310018,China)
Abstract:At present stage,researchers at home and abroad have increased the research on smart grid,in the process,the automation technology was introduced with the application of this technology,it is possible to solve the defects of traditional power gridsystem,enhancethesecurityandreliabilityoftheoperationofpowergrid.
Key words:smart power grid;automation;construction
作者简介:陈恒成(1994-),男,海南临高人,大学本科。
收稿日期:2015-08-07
文章编号:2095-980X(2015)09-0022-02
文献标识码:A
中图分类号:TM76