劉瑞生
(深圳供電局有限公司 廣東省深圳市 518100)
隨著城市化建設(shè)的快速發(fā)展,供電能力是影響其發(fā)展質(zhì)量的重要因素之一,同時,在人們?nèi)粘I钪械牡匚灰彩株P(guān)鍵。如何加強城市供電能力,保證居民日常用電,推動電網(wǎng)企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,是電網(wǎng)企業(yè)需要處理的重要問題。而只有城市電網(wǎng)進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃,才可以滿足不斷增長的發(fā)展需求,使居民的基本用電得到滿足。然而,從目前實際電網(wǎng)建設(shè)情況來看,很多電力企業(yè)只關(guān)注眼前的問題,并沒有長遠(yuǎn)發(fā)展的意識,這就導(dǎo)致我國電力成本的投資成本在逐漸增加,對其發(fā)展也造成了一定的約束。
智能配電網(wǎng)在具體應(yīng)用過程中,能夠抵御自然災(zāi)害和人為破壞,對故障問題能夠及時進(jìn)行智能處理,最大程度地減少配電網(wǎng)故障對人們?nèi)粘I钤斐傻挠绊憽.?dāng)主網(wǎng)發(fā)生停電狀況時,應(yīng)用微網(wǎng)系統(tǒng)可以保證重要用戶的正常供電,從而真正意義上實現(xiàn)自愈。
通過先進(jìn)的電子技術(shù)、電能質(zhì)量在線監(jiān)測技術(shù),能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)電壓進(jìn)行優(yōu)化控制,確保電壓能夠合格,從而對電能質(zhì)量敏感設(shè)備實現(xiàn)持續(xù)、高質(zhì)量的供電。
智能配電網(wǎng)可以支持大量的分布式發(fā)電單元、儲能裝置以及可再生能源,與配電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)無縫隙連接,對微網(wǎng)起到了良好的支持作用,在一定程度上,增加了配電網(wǎng)運行期間的靈活性以及負(fù)荷供電的可靠性。
智能表計與用戶通信網(wǎng)絡(luò),都可以很好地滿足用戶需求,為擁有分布式發(fā)電單元的用戶創(chuàng)造良好的條件,使其能夠在用電高峰期持續(xù)向電網(wǎng)送電。為更多的用戶提供附加服務(wù),這樣一來服務(wù)理念也能夠從電力企業(yè)核心轉(zhuǎn)變?yōu)橐杂脩魹楹诵摹?/p>
智能配電網(wǎng)可以實時在線監(jiān)測主要設(shè)備狀態(tài),通過狀態(tài)檢修可以延長配電網(wǎng)設(shè)備的使用壽命,支持電網(wǎng)迅速進(jìn)行仿真和模擬,采用科學(xué)合理的方法控制潮流,減少損耗,使系統(tǒng)容量可以得到合理利用。不僅減少了投資和設(shè)備折舊情況,同時也使用戶獲得了更加廉價的電力。
分布式發(fā)電實際上就是一種簡單且基礎(chǔ)的創(chuàng)新發(fā)電模式,在實際發(fā)電期間可以將不同模塊組合在一起,在一系列作用下完成發(fā)電,在此過程中,發(fā)電功率也面臨著嚴(yán)格的要求,對于我國部分地區(qū)應(yīng)用情況來看,分布式發(fā)電技術(shù)還需要分析當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況,合理調(diào)整其發(fā)電功率,確保在合理范圍內(nèi),這樣才可以使實際發(fā)電需求得到滿足。
聯(lián)網(wǎng)分布式發(fā)電系統(tǒng)規(guī)劃如圖1所示。除此之外,分布式發(fā)電技術(shù)的優(yōu)點有很多,最主要的就是能夠整合不同的模塊,從根本上提高發(fā)電效率。在分布式發(fā)電模式具體構(gòu)建過程中,必須要貼合當(dāng)?shù)貙嶋H情況,在此基礎(chǔ)上來制定出科學(xué)合理的安裝方案。并且分布式發(fā)電技術(shù)可以利用自行控制的手段,為不同用戶提供多樣化的供電設(shè)備,實現(xiàn)同步使用,合理控制并協(xié)調(diào)電量。在實際調(diào)控期間,多余的電量還可以通過系統(tǒng)進(jìn)行二次利用。另外,分布式發(fā)電的發(fā)電能源采用的是新能源,也就是說,分布式發(fā)電技術(shù)是綠色能源技術(shù)應(yīng)用的重要體現(xiàn)。聯(lián)網(wǎng)分布式發(fā)電系統(tǒng)流程圖如圖1所示。
圖1:聯(lián)網(wǎng)分布式發(fā)電系統(tǒng)流程圖
智能配電網(wǎng)自愈控制可以通過先進(jìn)的數(shù)學(xué)和控制理論,構(gòu)建起配電網(wǎng)在故障擾動區(qū)和檢修維護(hù)區(qū)的自動判定算法,在經(jīng)濟評價、用戶服務(wù)評價以及穩(wěn)定性評價等相關(guān)指標(biāo)體系下,對配電網(wǎng)的實際運行狀態(tài)進(jìn)行評定,并預(yù)測可能出現(xiàn)的各種隱患。隨后針對相應(yīng)區(qū)域執(zhí)行控制方案,以此來幫助配電網(wǎng)實現(xiàn)優(yōu)化運行,實現(xiàn)自愈控制的目的,最終滿足清潔環(huán)保、靈活互動的供電要求。另外,要想實現(xiàn)配電網(wǎng)自愈與優(yōu)化控制,則必須要符合以下幾點要求。
(1)要具備不同種類的智能化開關(guān)設(shè)備和智能化以及智能化配電終端設(shè)備。配電網(wǎng)中的智能開關(guān)具備較強的性能,同時還具有在線監(jiān)測、功能自適應(yīng)、自我診斷以及免維護(hù)等功能,可以提供高效的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程接口。而配電終端設(shè)備具有自我檢測與識別功能,能夠持續(xù)提供電源,滿足戶外工作環(huán)境和電磁兼容性的各種要求,在此基礎(chǔ)上也能夠支持不同的通信方式與協(xié)議,本身就擁有遠(yuǎn)程維護(hù)和自我診斷功能。
(2)智能配電網(wǎng)要實現(xiàn)彼此互相聯(lián)系的供電模式,在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中要兼容分布式發(fā)電,并可以靈活調(diào)度。并且網(wǎng)架結(jié)構(gòu)還要具有可靠性和靈活性,不僅可以在正常運行下對結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,同時還要能夠在故障控制中進(jìn)行快速重構(gòu)。
(3)就是要具備可靠的通信網(wǎng)絡(luò)。智能配電網(wǎng)優(yōu)化功能與自愈功能都是通過控制并調(diào)配中心后臺,實現(xiàn)連續(xù)分析和遠(yuǎn)程遙控。要求配電通信網(wǎng)絡(luò)必須要安全可靠。同時,通信速度也要更快,對信息處理能力也要適當(dāng)加強。
在智能配電網(wǎng)環(huán)境中,電力數(shù)據(jù)通常都沒有集中,而且這些數(shù)據(jù)的類型較多。如何從這些海量數(shù)據(jù)中提取出更有價值的信息,為電網(wǎng)穩(wěn)定運行提供更好的決策要求,是智能配電網(wǎng)實現(xiàn)智能化的重要條件。在數(shù)據(jù)處理過程中,電力企業(yè)通常會用到數(shù)據(jù)倉庫技術(shù),簡稱ETL技術(shù)。它具體包括三方面:
(1)數(shù)據(jù)抽取(Extract),主要是從系統(tǒng)數(shù)據(jù)源中抽取出有價值的數(shù)據(jù)信息。
(2)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換(Transform)。將抽取之后的數(shù)據(jù)信息作為主要目標(biāo),根據(jù)相關(guān)要求完成轉(zhuǎn)換,將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為另一種形式。在此期間,需要對數(shù)據(jù)源中出現(xiàn)的錯誤數(shù)據(jù)進(jìn)行有效處理,做好數(shù)據(jù)的加工。
(3)數(shù)據(jù)加載(Load),在數(shù)據(jù)完成清洗和加工之后,需要對其進(jìn)行加載處理,隨后保存于數(shù)據(jù)源系統(tǒng)當(dāng)中,也就是對數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)集成化處理,為智能配電網(wǎng)的穩(wěn)定運行提供可靠支持。
配電自動化技術(shù)能夠綜合分析一定范圍內(nèi)的用電水平,同時,還能夠使區(qū)域范圍內(nèi)的電網(wǎng)規(guī)劃更加合理。所以,在此技術(shù)應(yīng)用過程中,需要全面分析城市配電網(wǎng)絡(luò)的運行管理模式,對服務(wù)內(nèi)容進(jìn)行合理優(yōu)化,在用戶基本用電需求得到滿足的基礎(chǔ)上,最大限度地優(yōu)化智能配電網(wǎng)技術(shù),以此來實現(xiàn)電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃的標(biāo)準(zhǔn),使智能化配電網(wǎng)技術(shù)能夠體現(xiàn)出合理性和科學(xué)性。此外,在該技術(shù)方案制定過程中,還要改進(jìn)并適當(dāng)調(diào)節(jié)電力系統(tǒng),構(gòu)建長效科學(xué)的機制,要在配電主站的基礎(chǔ)上,結(jié)合配電通信系統(tǒng),建立起相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)模型。以此來遠(yuǎn)程操控配電網(wǎng),使其技術(shù)所傳遞出來的信息更加真實可靠。
配電子站的主要作用就是完成信息的匯集和轉(zhuǎn)發(fā),屬于配電網(wǎng)自動化的中間層,主要負(fù)責(zé)電量信息的上傳下達(dá)。配電終端可以直接安裝于用戶終端配電設(shè)備當(dāng)中。通信網(wǎng)絡(luò)能夠根據(jù)不同區(qū)域所采用的組網(wǎng)方案,配合骨干通信網(wǎng)絡(luò)所采用的雙電源和雙路由,以此來滿足信息可靠性的基本要求。
配電網(wǎng)仿真與模擬技術(shù)(DFSM)是配電網(wǎng)實現(xiàn)自愈的關(guān)鍵工具,它主要包括的功能有自適應(yīng)保護(hù)、故障定位以及無功控制等,仿真工具具體包括配電網(wǎng)狀態(tài)評估、電網(wǎng)動態(tài)安全評估以及負(fù)荷預(yù)測等,建模工具包括設(shè)備模型、負(fù)荷模型以及發(fā)電模型等。DFSM技術(shù)可以在實時軟件平臺的基礎(chǔ)上,利用數(shù)學(xué)分析工具和預(yù)測技術(shù),結(jié)合配電網(wǎng)本身的物理結(jié)構(gòu)和運行狀態(tài),對配電網(wǎng)的精確狀態(tài)進(jìn)行優(yōu)化,提前預(yù)測配電網(wǎng)中包含的潛在事件,為系統(tǒng)運行人員提供最佳的決策服務(wù),最終實現(xiàn)配電網(wǎng)自愈。
隨著城市化發(fā)展進(jìn)程不斷加快,越來越多的人開始重視環(huán)境污染和能源節(jié)約問題。為了能夠起到凈化空氣的作用,提高人民群眾日常生活質(zhì)量,對生態(tài)環(huán)境進(jìn)行科學(xué)治理,汽車行業(yè)也在不斷進(jìn)步,生產(chǎn)模式也在不斷升級。在如今發(fā)展過程中,很多城市都在推行汽車改造,在技術(shù)升級和改裝之后,電動汽車的性能得到了明顯提升,用戶對其經(jīng)濟效益也給予了高度認(rèn)可。
伴隨著電動汽車的數(shù)量不斷增加,必然會帶來較大的用電負(fù)荷。與此同時,電動汽車擁有十分廣闊的未來發(fā)展前景。在大規(guī)模增長背后,也對城市配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃提出了更加嚴(yán)格的要求,智能配電網(wǎng)在降低配電網(wǎng)用電負(fù)荷量的基礎(chǔ)上,還會引起其他方面的質(zhì)量問題。所以相關(guān)人員一定要高度重視,確保配電網(wǎng)的運行質(zhì)量能夠得到穩(wěn)定提升,從而為我國配電網(wǎng)建設(shè)奠定良好的基礎(chǔ)。
高級測量系統(tǒng)(AMI)屬于自動抄表技術(shù)(AMR)的升級延伸,不僅包含了AMR技術(shù)的所有功能,同時也擁有很多高級別的應(yīng)用,具體包含以下幾方面特點:
(1)該技術(shù)可以實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的雙向通信,用于停電報告、通信服務(wù)連接與切斷以及在線讀取等先進(jìn)功能。
(2)可以使測量點在AMI系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上完成自主登記與注冊。再有就是在網(wǎng)絡(luò)通信出現(xiàn)問題之后,AMI網(wǎng)絡(luò)可以自動完成重構(gòu),以此來在最短的時間內(nèi)恢復(fù)通信能力。
(3)AMI系統(tǒng)與電力公司的清算系統(tǒng)和其他高級應(yīng)用系統(tǒng)可以實現(xiàn)內(nèi)部互相連通。最典型的AMI系統(tǒng)是由智能表計、回程傳輸單元以及量測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)構(gòu)成。將AMI系統(tǒng)與配電網(wǎng)管理系統(tǒng)結(jié)合在一起,可以有效提高電網(wǎng)運行效率,對現(xiàn)有的資源實現(xiàn)優(yōu)化配置。
綜上所述,建立完善的配電網(wǎng)系統(tǒng)可以為人們?nèi)粘I钐峁┗A(chǔ)的供電。但是面對當(dāng)前所出現(xiàn)的能源問題,新能源也為配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提供了更加廣闊的設(shè)計空間,在城市配電網(wǎng)得到合理規(guī)劃的基礎(chǔ)上,新時代社會發(fā)展需求可以得到充分滿足。對此相關(guān)設(shè)計人員需要結(jié)合實際建設(shè)情況來進(jìn)行精準(zhǔn)規(guī)劃,這樣才可以保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展與完善,提高配電網(wǎng)規(guī)劃工作的經(jīng)濟效益和社會效益。