智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)及其實(shí)現(xiàn)方法

施耐德電氣智能電網(wǎng)方案與戰(zhàn)略經(jīng)理李中有關(guān)于智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)及其實(shí)現(xiàn)方法有以下看法

一、智能配電網(wǎng)自愈關(guān)鍵技術(shù)

自愈功能的實(shí)現(xiàn)，涉及多項(xiàng)技術(shù)的綜合應(yīng)用。首先一次網(wǎng)架的設(shè)計(jì)應(yīng)該更加靈活、合理，并應(yīng)用快速斷路器、故障電流限制器等新設(shè)備;在二次系統(tǒng)中，應(yīng)用廣域保護(hù)、自適應(yīng)保護(hù)就地快速故障隔離，以及實(shí)時(shí)在線檢測(cè)故障并快速自愈操作。同時(shí)集先進(jìn)的通信、遙感、仿真分析等技術(shù)都是自愈技術(shù)的基礎(chǔ)要素。在此基礎(chǔ)上，有關(guān)鍵技術(shù)如下：

1、饋線自動(dòng)化技術(shù)

目前的饋線自動(dòng)化技術(shù)依賴主站遠(yuǎn)方遙控來實(shí)現(xiàn)，故障隔離與自動(dòng)恢復(fù)供電的時(shí)間在30S-60S之間;

智能配電網(wǎng)采用廣域IP通信技術(shù)，饋線終端之間能夠?qū)崟r(shí)交換故障檢測(cè)數(shù)據(jù)與控制命令，可將自愈的速度提高至“幾秒級(jí)”

2、配網(wǎng)閉環(huán)運(yùn)行故障隔離技術(shù)

配電網(wǎng)閉環(huán)運(yùn)行且分段開關(guān)采用斷路器，并配備差動(dòng)保護(hù)，則可在線路出現(xiàn)故障時(shí)快速(200ms之內(nèi))切除故障，而使非故障線路的供電基本不受影響。

3、配網(wǎng)廣域測(cè)控技術(shù)

支持同步相量測(cè)量、設(shè)備在線監(jiān)測(cè)、記錄故障與電能質(zhì)量擾動(dòng)數(shù)據(jù)，提供配網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、分析與管理服務(wù)、與用戶端的AMI一起，構(gòu)成智能配電網(wǎng)的信息交換與集成的基礎(chǔ)設(shè)施。

4、微網(wǎng)技術(shù)

微網(wǎng)是指接有分布電源的配電子系統(tǒng)，按預(yù)先設(shè)計(jì)好的供電孤島，可在主網(wǎng)脫離后孤立正常運(yùn)行。

5、柔性配電技術(shù)

這是柔性交流輸電技術(shù)在配電網(wǎng)的延伸。其設(shè)備包括靜止無功發(fā)生器、靜止同步補(bǔ)償器、有源電力濾波器、動(dòng)態(tài)不停電電源、動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器、固態(tài)斷路器、固態(tài)負(fù)荷轉(zhuǎn)移開關(guān)等。

應(yīng)用SSCB、SSTS可以提高故障切除與負(fù)荷轉(zhuǎn)移切換速度，提高自愈速度;而利用UPS與DVR可以補(bǔ)償配電網(wǎng)故障切除、隔離期間短時(shí)供電中斷與電壓驟降，實(shí)現(xiàn)無縫自愈，保證重要敏感負(fù)荷供電不受影響。此外，作為配電網(wǎng)自愈能力的一部分，應(yīng)用SVC、STATECOM、APF可以消除諧波、電壓波動(dòng)的影響，改善電能質(zhì)量。

二、智能配電網(wǎng)自愈能力的評(píng)價(jià)

1、科學(xué)、量化地評(píng)價(jià)配電網(wǎng)的自愈能力，是智能配電網(wǎng)自愈功能研究的重要內(nèi)容，目前國(guó)內(nèi)外還沒有這方面的標(biāo)準(zhǔn)。

2、研究建立一套評(píng)價(jià)智能配電網(wǎng)自愈能力的指標(biāo)體系，是十分必要的，該指標(biāo)體系也將是智能配電網(wǎng)運(yùn)行管理指標(biāo)的重要內(nèi)容。

3、配電網(wǎng)的自愈能力，可從自愈速度與自愈率兩方面來評(píng)價(jià)。

自愈速度指標(biāo)

根據(jù)電質(zhì)量波動(dòng)對(duì)用電對(duì)象的影響嚴(yán)重程度，將電力負(fù)荷分為如下三類：

(1)普通負(fù)荷，即基本不受供電質(zhì)量波動(dòng)的影響或者所造成的損失較小的電力負(fù)荷。如一般照明設(shè)備、電加熱等。

(2)敏感負(fù)荷，指幾個(gè)周波的供電質(zhì)量波動(dòng)對(duì)其造成影響和危害的電力負(fù)荷，如可編程控制器、變頻調(diào)速裝置等。

(3)嚴(yán)格負(fù)荷，指對(duì)供電能質(zhì)量要求非常嚴(yán)格，出現(xiàn)一周波以上的波動(dòng)即會(huì)對(duì)其造成影響和危害的負(fù)荷，如集成電路芯片制造流水線、銀行與證券中心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等。

可見，自愈速度的快慢直接關(guān)系到對(duì)用戶的影響，綜合考慮對(duì)用戶的影響及其所需要的緩解控制技術(shù)，可將自愈速度分為四級(jí)：

(1)一級(jí)自愈速度，也稱為毫秒級(jí)自愈，指供電質(zhì)量波動(dòng)時(shí)間在一周波(50HZ電網(wǎng)是20毫秒)以內(nèi)的自愈恢復(fù)，其作用是讓用戶沒有“感覺”，因此可稱為“無縫自愈”。

(2)二級(jí)自愈速度，也稱為周波級(jí)自愈，指供電質(zhì)量波動(dòng)時(shí)間在一周波以上、幾十毫秒以內(nèi)的自愈恢復(fù)，對(duì)普通負(fù)荷和一般敏感負(fù)荷基本無影響。

(3)三級(jí)自愈速度，也稱為秒級(jí)自愈，指供電質(zhì)量波動(dòng)時(shí)間在幾秒鐘內(nèi)的自愈恢復(fù)，對(duì)敏感負(fù)荷有一定的影響，但對(duì)普通負(fù)荷無影響。

(4)四級(jí)自愈速度，也稱為分鐘級(jí)自愈，指供電質(zhì)量波動(dòng)時(shí)間在3分鐘內(nèi)即自愈恢復(fù)，雖用戶都“感覺”到停電，但短時(shí)間恢復(fù)，會(huì)影響敏感負(fù)荷的正常運(yùn)行，但對(duì)普通負(fù)荷基本無影響。

對(duì)于停電時(shí)間超過3分鐘的，則為不自愈。

自愈速度也是一個(gè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，自愈速度越快，就意味著電網(wǎng)裝備投入越大，因此針對(duì)具體的配電網(wǎng)，要從滿足用戶負(fù)荷要求實(shí)際出發(fā)，選擇適中的自愈速度。

自愈速度指標(biāo)也作為評(píng)價(jià)智能配電網(wǎng)某一饋線或者某一小區(qū)配電網(wǎng)絡(luò)的自愈能力指標(biāo)。

供電自愈率指標(biāo)

用于描述一個(gè)區(qū)域至一個(gè)城市的配電網(wǎng)對(duì)事故隱患與供電故障的自愈恢復(fù)能力。

在實(shí)際工程中，難以對(duì)故障隱患進(jìn)行準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)與統(tǒng)計(jì)，因此，將供電自愈率指標(biāo)限定為描述故障自愈恢復(fù)能力的指標(biāo)。

與供電可靠性關(guān)系

供電可靠性是指對(duì)用戶連續(xù)供電的可靠程度，其指標(biāo)是對(duì)用戶停電時(shí)間和次數(shù)的統(tǒng)計(jì)，直接體現(xiàn)了配電網(wǎng)對(duì)用戶連續(xù)供電的能力。

我國(guó)能源部的【1991】63號(hào)文《供電系統(tǒng)用戶供電可靠性統(tǒng)計(jì)辦法》中明確規(guī)定，“對(duì)供電系統(tǒng)停電時(shí)間不超過3分鐘的各類操作(如調(diào)電操作、開關(guān)跳閘后試送成功等)不應(yīng)視為對(duì)用戶停電”。后來頒布的DL/T836-2003號(hào)文《供電系統(tǒng)用戶供電可靠性評(píng)價(jià)規(guī)程》雖然刪去了這條款，但在實(shí)際操作中，還是不把短時(shí)停電納入可靠性統(tǒng)計(jì)中。

英國(guó)等國(guó)家也是將3分鐘以內(nèi)的停電不納入統(tǒng)計(jì)。

三、配網(wǎng)自愈技術(shù)研究建議

在我國(guó)，電力用戶遭受停電的時(shí)間有95%以上是配電網(wǎng)造成的(扣除發(fā)電不足的原因);造成電能質(zhì)量問題的主要因素也在配電網(wǎng)。

智能配電網(wǎng)代表著未來配電網(wǎng)的發(fā)展方向，其自愈功能在于減少停電、提高供電質(zhì)量、提供優(yōu)質(zhì)電力從而帶來顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。因此，結(jié)合我國(guó)實(shí)際開展智能配電網(wǎng)自愈能力的技術(shù)研究和應(yīng)用，具有十分重要的作用和意義!