推廣電力新技術(shù)， 構(gòu)建堅強智能電網(wǎng)

郭建偉　郜勇琴　國網(wǎng)山西省電力公司檢修公司　030006

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推廣電力新技術(shù)， 構(gòu)建堅強智能電網(wǎng)

郭建偉郜勇琴國網(wǎng)山西省電力公司檢修公司030006

【文章摘要】

本文介紹了近年來電力系統(tǒng)使用的一些新技術(shù)，包括AVC電壓自動控制系統(tǒng)、無線測溫裝置、光電互感器以及數(shù)字化視頻監(jiān)控，論述了我國發(fā)展智能電網(wǎng)建設(shè)的可行性和必要性。

【關(guān)鍵詞】

新技術(shù)； 智能電網(wǎng)

1　AVC自動電壓控制系統(tǒng)

近年來，隨著大功率機組的不斷投運和超高壓電網(wǎng)逐步形成，電網(wǎng)規(guī)模日益擴大，負(fù)荷需求不斷增加，電網(wǎng)無功的平衡問題日益突出。因此在第27 屆中國電網(wǎng)調(diào)度運行會議上提出了AVC自動電壓控制這一概念，它是指在優(yōu)化電壓無功潮流的支持下, 保證電壓質(zhì)量、降低網(wǎng)損、提高穩(wěn)定儲備, 實現(xiàn)在線實時無功電壓控制。

1.1AVC控制功能特點

（1）適應(yīng)電網(wǎng)運行方式變化 。通過采集全網(wǎng)電壓、功率及輔助開關(guān)量，自動進(jìn)行電網(wǎng)運行方式判別，實施不同的無功電壓優(yōu)化運行方案。

（2）全網(wǎng)（集中）控制與分區(qū)分層控制相結(jié)合。系統(tǒng)主要涉及220kV 及以下電網(wǎng)級，由地調(diào)、縣調(diào)負(fù)責(zé)的無功電壓自動控制，采用分區(qū)分層控制與全網(wǎng)控制相結(jié)合的方式，即先全網(wǎng)后分區(qū)再分層，全網(wǎng)保分區(qū)分層的控制策略，來達(dá)到無功分區(qū)分層就地平衡，從而穩(wěn)定全網(wǎng)電壓，實現(xiàn)主變分接開關(guān)動作次數(shù)最少，電壓合格率最高。

（3）集中控制與分布執(zhí)行相結(jié)合。近年來，隨著電網(wǎng)調(diào)度自動化水平的不斷提高和電網(wǎng)一次設(shè)備的更新?lián)Q代，特別是計算機運行速度的提高和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使得地區(qū)電網(wǎng)實施全網(wǎng)無功電壓優(yōu)化運行集中控制在硬件基礎(chǔ)上實現(xiàn)軟件自動控制成為可能。本控制系統(tǒng)根據(jù)電網(wǎng)運行狀況，集中形成控制指令，然后發(fā)送至各控制點，各控制點并發(fā)執(zhí)行指令。

（4）無功平衡穩(wěn)定電壓與分接開關(guān)調(diào)節(jié)電壓相結(jié)合 。通過無功功率分層就地平衡來穩(wěn)定電壓，并維持電壓在一定水平，當(dāng)電壓還達(dá)不到要求時，再輔以調(diào)節(jié)主變分接開關(guān)，確保本地區(qū)無功補償設(shè)備的最大投入，對整個電力系統(tǒng)的無功平衡和電壓穩(wěn)定起到根本性的作用。

（5）保證電網(wǎng)安全與無功電壓控制相結(jié)合。系統(tǒng)通過引入設(shè)備的保護信號及其它用戶自定義信號，實現(xiàn)對設(shè)備的可靠閉鎖，在確保設(shè)備安全方面做了充分的考慮，并作出應(yīng)急處理，最大限度地實施了無功補償和無功平衡，維持電網(wǎng)正常電壓水平，避免了電網(wǎng)由于缺乏無功、運行電壓低而產(chǎn)生的電壓不穩(wěn)定及電壓崩潰等后果。

（6）潮流計算、靈敏度分析與專家系統(tǒng)規(guī)則判別相結(jié)合 ，執(zhí)行效率高，不會出現(xiàn)“模糊”指令。

1.2運行效果

AVC設(shè)計合理先進(jìn)，運行穩(wěn)定可靠，能達(dá)到各項考核指標(biāo)的要求，產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。歸納起來主要有以下幾個方面：

（1）優(yōu)化后通過控制 220kV 及以下變電站的主變分接頭和電容器的自動投切來滿足無功功率的合理分布，以達(dá)到區(qū)域范圍內(nèi)的就地平衡，減少電能損耗;（2）10kV 母線電壓值可自動調(diào)整控制在 10～10.7kV 范圍內(nèi)，滿足電壓質(zhì)量;（3）地區(qū)網(wǎng)供功率因數(shù)滿足系統(tǒng)要求，提高了電容器無功補償設(shè)備的利用率; （4）優(yōu)化了各級變電站有載調(diào)壓分接頭開關(guān)的動作次數(shù);（5）減輕了集控中心值班人員的勞動強度，避免了人為誤差，真正實現(xiàn)了全網(wǎng)無功電壓實時控制，完善并提高了無人值班變電站的自動化水平;（6）由純計算機軟件構(gòu)成，免除了硬件維護;（7）有較強的安全可靠性：自適應(yīng)功能強，可自動糾錯、自動閉鎖、自動形成相關(guān)動作數(shù)據(jù)等;安全控制功能強，可自動處理突發(fā)事件，不會發(fā)出影響電網(wǎng)與主設(shè)備安全的操作指令;人機界面友好，操作簡便，安全可靠;（8）安全效益可觀 ：不增加任何硬件裝置，減少了設(shè)備運行故障的機率，從保證電網(wǎng)安全的角度來講，具有巨大的經(jīng)濟效益。

1.3項目效益分析

（1）本項目可以在很短的時間很方便地實現(xiàn)無功電壓二級協(xié)調(diào)控制，大大提高了無功資源的合理分配和可靠利用，實現(xiàn)了電網(wǎng)的自動統(tǒng)一調(diào)度。

（2）節(jié)省了因各變電站就地安裝 VQC 而花費的資金。

2　無線測溫系統(tǒng)

目前我國電網(wǎng)建設(shè)在迅猛發(fā)展，電力負(fù)荷呈高速增長態(tài)勢。電廠和變電站有大量的室內(nèi)室外高低壓開關(guān)設(shè)備、變壓器、電阻排、母線、隧道電纜、地下電纜。這些電力設(shè)備特別是其連接部位如高壓開關(guān)柜斷路器動靜觸頭接點、母線連接處、變壓器及高壓電纜接頭等,在長期的運行中會由于各種原因出現(xiàn)表面氧化腐蝕、緊固螺栓松動、觸點和母線排連接處老化等問題,增加了接觸電阻。在電流通過時，會出現(xiàn)局部發(fā)熱，溫度異常升高的現(xiàn)象，使其氧化速度加劇，導(dǎo)致溫度進(jìn)一步升高，形成惡性循環(huán)，從而引發(fā)各類事故。由此可見，如果能夠在電力設(shè)備運行時對各種容易發(fā)熱的部件進(jìn)行實時監(jiān)測，將會事先發(fā)現(xiàn)故障隱患，及時采取檢修措施，使電力設(shè)備的事故減少到最低。

無線溫度檢測技術(shù)是采用無線射頻模塊和數(shù)字溫度傳感相結(jié)合的方法對電力系統(tǒng)的導(dǎo)電母排接頭、高壓開關(guān)觸頭、刀閘開關(guān)、變壓器的進(jìn)出線路接頭等部位的溫度進(jìn)行實時在線檢測，通過與電力自動化系統(tǒng)連接，在配電室內(nèi)實時監(jiān)視運行設(shè)備的溫度狀況，當(dāng)被測點過熱（溫度超過預(yù)先設(shè)定值）時，發(fā)出報警信號及時提醒有關(guān)人員采取措施，由計算機進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)處理、熱故障診斷、預(yù)警和控制，為檢修計劃確定、熱故障處理，實現(xiàn)電力設(shè)備的預(yù)知維修提供重要依據(jù)。

3　光電互感器

3.1光電互感器（OT）的產(chǎn)生背景

隨著經(jīng)濟及電力工業(yè)的迅猛發(fā)展，電網(wǎng)快速向高電壓、大容量、數(shù)字化和智能化的方向發(fā)展，對電壓、電流的測量精度要求也在不斷提高，因此，對互感器的要求更加嚴(yán)格。傳統(tǒng)的電磁式互感器，其絕緣成本會隨著絕緣等級的升高成指數(shù)增長，所以原有的空氣絕緣、油紙絕緣、氣體絕緣和串級絕緣已經(jīng)無法滿足超高壓設(shè)備的絕緣要求，同時傳統(tǒng)互感器存在磁飽和及鐵磁諧振的問題，會造成繼電保護裝置的誤動或拒動，而且存在易燃易爆及動態(tài)范圍小等一系列難以克服的缺點。于是，各種針對高電壓、大電流信號的測量方法便應(yīng)運而生，其中，基于光學(xué)和電子學(xué)原理的測量方法，經(jīng)過多年的研究，已經(jīng)發(fā)展成為相對比較成熟、最有發(fā)展前途的一種超高壓條件下的測量方法。

3.2相比于傳統(tǒng)互感器的優(yōu)點

（1）光纖或光介質(zhì)是良好的絕緣體，它可以滿足高壓工作環(huán)境下的絕緣要求; （2）沒有傳統(tǒng)電流互感器二次開路產(chǎn)生高壓的危險，以及傳統(tǒng)充油電壓、電流互感器漏油、爆炸等危險; （3）不會產(chǎn)生磁飽和及鐵磁共振現(xiàn)象，尤其適用于高電壓、大電流環(huán)境下的故障診斷; （4）頻帶寬，可以從直流到幾百千赫，適用于繼電保護和諧波檢測; （5）動態(tài)范圍大，能在大的動態(tài)范圍內(nèi)產(chǎn)生高線性度的響應(yīng); （6）適應(yīng)了現(xiàn)在電力系統(tǒng)的數(shù)字化信號處理要求，它還可用于以保護、監(jiān)控和測量為目的高速遙感、遙測系統(tǒng); （7）整套測量裝置結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，價格便宜; （8）各個功能模塊相對獨立，便于安裝和維護，適于網(wǎng)絡(luò)化測量。

經(jīng)過三十余年的發(fā)展，測量要求逐步提高，測量技術(shù)的逐漸成熟，光電互感器作為下一代互感器的主流產(chǎn)品，其不可替代的技術(shù)優(yōu)勢和價格優(yōu)勢已經(jīng)凸現(xiàn)出來，隨著當(dāng)前光電互感器的市場化進(jìn)程，必將帶來電力系統(tǒng)測量、保護和監(jiān)控的革命性變化。

5　結(jié)束語

只有實現(xiàn)信息化、數(shù)字化、自動化、互動化的“智能”技術(shù)特征，才能充分發(fā)揮堅強智能電網(wǎng)的功能和作用。特高壓為發(fā)展智能電網(wǎng)提供了堅實的基礎(chǔ)。我們在大量的推廣使用新技術(shù)的前提下，積極推行設(shè)備的狀態(tài)檢修，使得電網(wǎng)的穩(wěn)定性、智能化得到顯著提高，使“堅強智能電網(wǎng)”在服務(wù)經(jīng)濟社會發(fā)展中發(fā)揮更加重要的作用。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 堅強智能電網(wǎng) 劉振亞 中國電力出版

[2] 孫陽盛, 郁惟鏞, 倪向萍.改進(jìn)的變尺度法在自動電壓控制（ AVC） 中的應(yīng)用[J].繼電器