【摘要】低壓臺(tái)區(qū)作為電網(wǎng)的基礎(chǔ)單元，進(jìn)行符合智能電網(wǎng)建設(shè)方向的數(shù)字化改造、建設(shè)，是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源和基礎(chǔ)應(yīng)用層。賀蘭配電自動(dòng)化項(xiàng)目一期建設(shè)已結(jié)束。目前還未實(shí)現(xiàn)對(duì)配變的監(jiān)測(cè)，無法實(shí)時(shí)了解配變的運(yùn)行參數(shù)，無法在線監(jiān)測(cè)線損，完成消除諧波、調(diào)節(jié)電能質(zhì)量等功能。文中初步探討了賀蘭智能臺(tái)區(qū)建設(shè)思路、目標(biāo)和技術(shù)要求。

【關(guān)鍵詞】配網(wǎng)自動(dòng)化；智能臺(tái)區(qū)；無功控制補(bǔ)償；電能質(zhì)量調(diào)節(jié)

1、賀蘭配電自動(dòng)化建設(shè)現(xiàn)狀

賀蘭配電自動(dòng)化項(xiàng)目一期建設(shè)已結(jié)束。建設(shè)范圍是習(xí)崗變533習(xí)城線、545習(xí)桃線、賀蘭變528習(xí)崗線、511縣城線，農(nóng)網(wǎng)潘昶變514幸福線、立崗變511民樂線6條10kV線路中的環(huán)網(wǎng)柜和柱上開關(guān)，已全部實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化。

賀蘭供電局配電自動(dòng)化目前還未實(shí)現(xiàn)對(duì)配變的監(jiān)測(cè)，無法實(shí)時(shí)了解配變的運(yùn)行參數(shù)，無法在線監(jiān)測(cè)線損，完成消除諧波、調(diào)節(jié)電能質(zhì)量等功能。

2、賀蘭智能臺(tái)區(qū)建設(shè)思路

智能配電臺(tái)區(qū)的自動(dòng)化建設(shè)，利用電力電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，將配變監(jiān)測(cè)、集中抄表、無功優(yōu)化控制補(bǔ)償、電能質(zhì)量調(diào)節(jié)/諧波治理等功能有機(jī)地融合在一起，形成資源共享、數(shù)據(jù)共享，實(shí)現(xiàn)臺(tái)區(qū)電能質(zhì)量綜合治理，降低損耗。同時(shí)，系統(tǒng)具備的用電安全監(jiān)測(cè)管理功能，實(shí)現(xiàn)臺(tái)區(qū)的漏電、竊電監(jiān)測(cè)，提高用電安全管理水平。

3、賀蘭智能臺(tái)區(qū)建設(shè)范圍

建設(shè)范圍是已經(jīng)實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化的習(xí)崗變533習(xí)城線、545習(xí)桃線、賀蘭變528習(xí)崗線、511縣城線，農(nóng)網(wǎng)潘昶變514幸福線、立崗變511民樂線6條10kV線路中的涉及到的配電變壓器全部實(shí)現(xiàn)智能臺(tái)區(qū)建設(shè)，通訊利用原有配電自動(dòng)化MCWILL無線專網(wǎng)通訊方式，將數(shù)據(jù)上送主站。

4、賀蘭智能臺(tái)區(qū)建設(shè)目標(biāo)

4.1智能臺(tái)區(qū)裝置的建設(shè)目標(biāo)

1）無功控制補(bǔ)償

智能配電臺(tái)區(qū)的智能型無功功率補(bǔ)償裝置是應(yīng)用于0.4KV配電系統(tǒng)的電力節(jié)能裝置，適用低壓配電系統(tǒng)內(nèi)各類負(fù)荷的動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償，提高系統(tǒng)功率因數(shù)、增加變壓器出力、減少線路損耗、監(jiān)控配電設(shè)備運(yùn)行等功能，具有獨(dú)特的無功電壓聯(lián)合井形控制策略、共補(bǔ)與分補(bǔ)相結(jié)合的方式、使得電網(wǎng)每相無功補(bǔ)償保持在高精度狀態(tài)、達(dá)到最佳的降損節(jié)能效果。

2）電能調(diào)節(jié)、諧波治理

電能調(diào)節(jié)裝置能同時(shí)實(shí)現(xiàn)柔性無功補(bǔ)償、三相有功平衡及諧波治理等主要功能，在大幅度提升電網(wǎng)局部暫態(tài)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上最大限度的節(jié)約電能。針對(duì)目前0.4KV配電網(wǎng)絡(luò)中對(duì)電能質(zhì)量敏感的各種精密復(fù)雜的用電負(fù)荷，裝置需提供高效潔凈電力能源，采用柔性交流輸電技術(shù)（FACTS）設(shè)計(jì)，同時(shí)自動(dòng)檢測(cè)消除電網(wǎng)諧波、平衡三相有功功率和柔性補(bǔ)償無功功率等多項(xiàng)功能。

3）抑制電壓閃變

電網(wǎng)電壓在遇到大負(fù)荷開?；蛘哂龅焦收锨闆r時(shí)會(huì)出現(xiàn)短暫的電壓閃變，即電網(wǎng)電壓會(huì)突然跌落，持續(xù)時(shí)間很短，只有幾十到幾百個(gè)毫秒。人眼很難觀察到這個(gè)閃變對(duì)用電帶來的影響，但是有些精密加工企業(yè)的精密設(shè)備卻不能忍受這種電壓閃變，每次電壓閃變都可能導(dǎo)致生產(chǎn)出廢品，甚至使得某些機(jī)器出現(xiàn)重新啟動(dòng)的現(xiàn)象。裝置需要有效地抑制電網(wǎng)電壓的閃變。

4）實(shí)現(xiàn)平衡供電

配電網(wǎng)負(fù)荷非常復(fù)雜，三相負(fù)荷都是相互獨(dú)立的，因此三相供電往往都是不平衡的。在嚴(yán)重的情況下有可能出現(xiàn)某相供電過載，線路或者變壓器的繼電保護(hù)或者過流保護(hù)動(dòng)作，從而使得整個(gè)三相同時(shí)跳閘，影響其他兩相用戶的用電。裝置需要有效地實(shí)現(xiàn)相位之間的電能交換。用戶的負(fù)荷不是三相平衡的，裝置需要吸收變壓器三相送過來的電能，并進(jìn)行重新交換和分配給每相用戶使用，使得變壓器送出的是平衡功率。

5）補(bǔ)償零序電流

裝置可以補(bǔ)償零序電流，提高用戶的電壓質(zhì)量。

6）集抄集中器

Q/GDW 375.2-2009《電力用戶用電信息采集系統(tǒng)型式規(guī)范：集中器型式規(guī)范》明確并統(tǒng)一了國(guó)家電網(wǎng)公司集中器的型式要求，包括集中器類型、氣候環(huán)境條件、外形結(jié)構(gòu)、顯示、通信接口、材料及工藝要求、標(biāo)志標(biāo)識(shí)等。適用于國(guó)家電網(wǎng)公司電力用戶用電信息采集系統(tǒng)中集中器的制造、檢驗(yàn)、使用和驗(yàn)收。

7）配變監(jiān)測(cè)計(jì)量智能終端

監(jiān)測(cè)并記錄配電變壓器運(yùn)行工況，根據(jù)低壓側(cè)三相電壓、電流采樣值，計(jì)算一次電壓有效值、電流有效值、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功電能、無功電能等運(yùn)行參數(shù)，記錄并保存一段時(shí)間（一周或一個(gè)月）和典型日上述數(shù)組的整點(diǎn)值，電壓、電流的最大值、最小值及其出現(xiàn)時(shí)間，供電中斷時(shí)間及恢復(fù)時(shí)間，記錄數(shù)據(jù)保存在裝置的不揮發(fā)內(nèi)存中，在裝置斷電時(shí)記錄內(nèi)容不丟失。

4.2智能臺(tái)區(qū)主站建設(shè)目標(biāo)

在智能臺(tái)區(qū)裝置建設(shè)同時(shí)，需要主站也實(shí)現(xiàn)如下功能：

1）負(fù)荷管理

綜合控制管理配電臺(tái)區(qū)負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)配變臺(tái)區(qū)功率定值控制、電量定值控制、費(fèi)率定值控制和遠(yuǎn)方直接控制功能。

2）線損管理

實(shí)現(xiàn)配電臺(tái)區(qū)線損、變損的計(jì)算和分析?？梢苑治鰧?shí)時(shí)線損，也可以分析一段時(shí)間內(nèi)（時(shí)間段可以設(shè)定）的線損。當(dāng)線損超過設(shè)定閾值時(shí)，可以報(bào)警并提供查詢。

3）電能質(zhì)量管理

分析計(jì)算配變低壓出線功率因數(shù)、諧波畸變率以及三相不平衡度，結(jié)合補(bǔ)償?shù)慕?jīng)濟(jì)性及補(bǔ)償效果，選擇合理治理方案。支持動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償和有源濾波混合模式，對(duì)配電臺(tái)區(qū)無功功率進(jìn)行快速動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，對(duì)諧波進(jìn)行抑制，并為臺(tái)區(qū)負(fù)荷三相不平衡問題進(jìn)行治理。

4）漏電保護(hù)監(jiān)測(cè)管理

實(shí)現(xiàn)對(duì)剩余電流動(dòng)作保護(hù)器運(yùn)行狀態(tài)（失壓告警、漏電告警、漏電保護(hù)動(dòng)作等等）的監(jiān)測(cè)。

5）分布式電源接入

對(duì)接入公用電網(wǎng)的用戶側(cè)分布式電源系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，并可接受后臺(tái)主站命令對(duì)分布式電源系統(tǒng)接入電網(wǎng)進(jìn)行控制。

6）農(nóng)村居民用電信息互動(dòng)

可通過短信方式向用戶實(shí)時(shí)發(fā)布綜合電價(jià)管理、用電量、催費(fèi)停送電、用電檢查、故障搶修、計(jì)劃停送電等信息；也可接受用戶的用電申請(qǐng)服務(wù)。

5、智能配電臺(tái)區(qū)建設(shè)技術(shù)要求

智能配電臺(tái)區(qū)的自動(dòng)化建設(shè)，即利用電力電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，將配變監(jiān)測(cè)、集中抄表、無功優(yōu)化控制補(bǔ)償、電能質(zhì)量調(diào)節(jié)/諧波治理等功能有機(jī)地融合在一起，形成資源共享、數(shù)據(jù)共享，實(shí)現(xiàn)臺(tái)區(qū)電能質(zhì)量綜合治理，降低損耗。

1）無功控制補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)要求

智能配電臺(tái)區(qū)的智能型無功功率補(bǔ)償裝置是應(yīng)用于0.4KV配電系統(tǒng)的電力節(jié)能裝置，適用于低壓配電系統(tǒng)內(nèi)各類負(fù)荷的動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償，具有提高系統(tǒng)功率因數(shù)、增加變壓器出力、減少線路損耗、監(jiān)控配電設(shè)備運(yùn)行等功能。

具有獨(dú)特的無功電壓聯(lián)合井形控制策略、共補(bǔ)與分補(bǔ)相結(jié)合的方式、使得電網(wǎng)每相無功補(bǔ)償保持在高精度狀態(tài)、達(dá)到最佳的降損節(jié)能效果。

2）電能調(diào)節(jié)、諧波治理的技術(shù)要求

電能調(diào)節(jié)裝置應(yīng)能同時(shí)實(shí)現(xiàn)柔性無功補(bǔ)償、三相有功平衡及諧波治理等主要功能，在大幅度提升電網(wǎng)局部暫態(tài)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上最大限度的節(jié)約電能。

針對(duì)目前0.4KV配電網(wǎng)絡(luò)中對(duì)電能質(zhì)量敏感的各種精密復(fù)雜的用電負(fù)荷，裝置應(yīng)能提供高效潔凈電力能源，采用柔性交流輸電技術(shù)（FACTS）設(shè)計(jì)，同時(shí)具備自動(dòng)檢測(cè)消除電網(wǎng)諧波、平衡三相有功功率和柔性補(bǔ)償無功功率等多項(xiàng)功能。

3）集抄集中器的技術(shù)要求

集抄集中器的技術(shù)規(guī)范要求詳見：Q/GDW 375.2-2009《電力用戶用電信息采集系統(tǒng)型式規(guī)范：集中器型式規(guī)范》。

該技術(shù)規(guī)范明確并統(tǒng)一了國(guó)家電網(wǎng)公司集中器的型式要求，包括集中器類型、氣候環(huán)境條件、外形結(jié)構(gòu)、顯示、通信接口、材料及工藝要求、標(biāo)志標(biāo)識(shí)等。適用于國(guó)家電網(wǎng)公司電力用戶用電信息采集系統(tǒng)中集中器的制造、檢驗(yàn)、使用和驗(yàn)收。

4）配變監(jiān)測(cè)計(jì)量終端TTU的技術(shù)要求

監(jiān)測(cè)并記錄配電變壓器運(yùn)行工況，根據(jù)低壓側(cè)三相電壓、電流采樣值，計(jì)算一次電壓有效值、電流有效值、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、有功電能、無功電能等運(yùn)行參數(shù)，記錄并保存一段時(shí)間（一周或一個(gè)月）和典型日上述數(shù)組的整點(diǎn)值，電壓、電流的最大值、最小值及其出現(xiàn)時(shí)間，供電中斷時(shí)間及恢復(fù)時(shí)間，記錄數(shù)據(jù)保存在裝置的不揮發(fā)內(nèi)存中，在裝置斷電時(shí)記錄內(nèi)容不丟失。目前配變監(jiān)測(cè)終端多數(shù)用于采集公用變壓器的狀態(tài)信息，系統(tǒng)對(duì)于TTU的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性要求不高，一般采用定時(shí)數(shù)據(jù)采集。

6、結(jié)語

智能臺(tái)區(qū)建設(shè)對(duì)于用電精細(xì)化管理和智能電網(wǎng)建設(shè)都至關(guān)重要。本文簡(jiǎn)要探討了智能臺(tái)區(qū)的結(jié)構(gòu)框架及功能實(shí)現(xiàn)。智能臺(tái)區(qū)的建設(shè)是一個(gè)系統(tǒng)工程，要全部實(shí)現(xiàn)智能臺(tái)區(qū)的功能，還有許多技術(shù)問題需要攻關(guān)解決，隨著國(guó)家對(duì)智能電網(wǎng)建設(shè)的大力推進(jìn)，智能臺(tái)區(qū)建設(shè)將不斷成熟。