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        當(dāng)前電力配網(wǎng)系統(tǒng)中高新技術(shù)應(yīng)用展望

        2015-05-30 12:25:34樊曉登
        科技創(chuàng)新導(dǎo)報 2015年35期
        關(guān)鍵詞:展望高新技術(shù)

        樊曉登

        摘 要:隨著當(dāng)前國家經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展,城市化水平日益擴(kuò)大的背景下,城市用電量飛速增長,電網(wǎng)配電設(shè)施自身運行負(fù)荷也不斷增大,隨之產(chǎn)生的是電力配網(wǎng)系統(tǒng)中一些問題逐漸暴露。該文結(jié)合當(dāng)前電力配網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展,對使用的新技術(shù)進(jìn)行簡要分析,如GPRS、GIS技術(shù)、儲能技術(shù)以及PON技術(shù)等,并對未來電力配網(wǎng)系統(tǒng)中結(jié)合高新技術(shù)的應(yīng)用做出展望。

        關(guān)鍵詞:電力配網(wǎng)系統(tǒng) 高新技術(shù) 展望

        中圖分類號:TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2015)12(b)-0166-02

        我國電力配網(wǎng)技術(shù)隨著科技的進(jìn)步而不斷發(fā)展革新,在全面工業(yè)化與城市化規(guī)模激增的條件下,對于電網(wǎng)技術(shù)的穩(wěn)定暴露出一些問題,這就需要對當(dāng)前電力配網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行革新,不斷運用新技術(shù)完善電力配網(wǎng)體系的建設(shè),確保國家發(fā)展的電力需求得到保障。該文結(jié)合當(dāng)前電力配網(wǎng)中的高新技術(shù)如GPRS、GIS技術(shù)、儲能技術(shù)與PON技術(shù)等進(jìn)行介紹,對未來電力配網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展做出展望。

        1 GPRS技術(shù)在電力配網(wǎng)中的應(yīng)用

        1.1 GPRS技術(shù)概要

        GPRS(無線服務(wù)技術(shù))是基于移動電話與移動數(shù)字傳輸端的一種網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù),當(dāng)前電網(wǎng)系統(tǒng)運用GPRS技術(shù)進(jìn)行主要的信息與指令遠(yuǎn)程傳輸,其數(shù)字信號的革新在近年來發(fā)展迅速,從最早的2G到2.5G互聯(lián)通信,當(dāng)前3G數(shù)字信號已經(jīng)得到普及,而一些發(fā)達(dá)地區(qū)已經(jīng)開始逐漸全面使用LTE4G傳輸系統(tǒng),其傳輸頻率從最初的512kB/s到目前穩(wěn)定的10MB/s,其數(shù)據(jù)傳輸量也不斷增加,當(dāng)前電力系統(tǒng)中對于GPRS信號傳輸主要采用基站架設(shè)或與通信商共用附近基站等方法實現(xiàn)信號覆蓋,該技術(shù)具有良好的經(jīng)濟(jì)性。

        1.2 GPRS技術(shù)在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用

        近年來,隨著電力配網(wǎng)技術(shù)的不斷完善,中低壓配電系統(tǒng)的新建數(shù)量不斷增加,而中低壓配電技術(shù)主要使用自動化配網(wǎng)模式運行,特別是無人值守變電站的應(yīng)用極大地解放了人為勞動力水平,而配電網(wǎng)絡(luò)自動化技術(shù)與GPRS技術(shù)的應(yīng)用密不可分,對于自動配電系統(tǒng)中遙控與實時監(jiān)測等行為的進(jìn)行,必須依靠GPRS網(wǎng)絡(luò),其信息傳遞水平的可靠性就成為了自動配電系統(tǒng)的可靠保障,特別是LTE4G傳輸技術(shù)的推廣和普及,對于加強(qiáng)自動化配電系統(tǒng)的運行可靠性具有極大地幫助,如自動化指令傳達(dá)、電網(wǎng)運行全程監(jiān)控、電網(wǎng)預(yù)警啟動等功能通過遠(yuǎn)程計算機(jī)控制,能夠?qū)﹄娏ψ詣踊到y(tǒng)的相關(guān)參數(shù)以及實時動態(tài)進(jìn)行監(jiān)測,從而加強(qiáng)自動化配電管理系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

        2 GIS系統(tǒng)在配電網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

        2.1 GIS技術(shù)簡介

        GIS(地理信息系統(tǒng))是基于計算機(jī)地理信息數(shù)據(jù)庫中的地理數(shù)據(jù)應(yīng)用及采集系統(tǒng),該系統(tǒng)的運行方式主要由計算機(jī)信息采集系統(tǒng)與地理信息數(shù)據(jù)庫共同完成,當(dāng)前在地質(zhì)勘探、找礦、工程施工以及電力方面具有廣泛的應(yīng)用。

        2.2 GIS技術(shù)在電力配網(wǎng)中的應(yīng)用

        由于我國地域面積廣闊,電網(wǎng)架設(shè)線路長、穿越地形復(fù)雜,傳統(tǒng)的電網(wǎng)架設(shè)與電網(wǎng)監(jiān)管需要采用人工地形采集的方法,其工作難度大,危險性高。當(dāng)前在GIS技術(shù)的應(yīng)用下,對于電力網(wǎng)絡(luò)地理信息化管理模式不斷增強(qiáng),其工作難度大幅降低,且工作效率得到極大的提升。GIS系統(tǒng)在電力配網(wǎng)中的應(yīng)用從20世紀(jì)80年代開始,在西方發(fā)達(dá)國家已經(jīng)逐步開始普及,由于信息化網(wǎng)絡(luò)的不斷應(yīng)用與普及,地理信息庫中的數(shù)據(jù)不斷完善,當(dāng)前GIS系統(tǒng)對于電網(wǎng)系統(tǒng)的管理已經(jīng)由之前的單邊管理模式向多邊管理模式方面普及,由于我國電力配網(wǎng)工程中對于GIS應(yīng)用起步時間較晚,對于地理信息系統(tǒng)的建設(shè)還需要進(jìn)一步完善。當(dāng)前我國電網(wǎng)配置中結(jié)合西方電力配網(wǎng)GIS技術(shù)的應(yīng)用做出分析,結(jié)合我國電網(wǎng)配置的實際情況,以GIS系統(tǒng)運行概念作為系統(tǒng)建設(shè)的切入點,以中低壓10 kV線路作為試點工程,取得了豐富的實踐經(jīng)驗。

        3 儲能技術(shù)在當(dāng)前電力配網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

        3.1 儲能技術(shù)概況

        電力能源作為當(dāng)前時期發(fā)展的主要能源類型,對于電能的儲能技術(shù)的發(fā)展是科技界極為關(guān)注的科技研究方向之一,目前對于儲能方式主要分為三種:機(jī)械儲能、化學(xué)儲能、電磁儲能。其中機(jī)械儲能在20世紀(jì)中葉已經(jīng)提出,在當(dāng)前應(yīng)用最為成熟的儲能方式,如抽水儲能與空氣壓縮儲能方法;化學(xué)儲能是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的儲能方式,其中以電池為化學(xué)儲能的代表,如鎳鎘電池、鉛酸電瓶、超能電容器等;而對于電磁儲能是當(dāng)前科技界研究的主要方向,其中以可再生能源、綠色電網(wǎng)和系能源汽車作為主要研究的三個方面。

        3.2 儲能技術(shù)在電力配網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

        由于電力供應(yīng)過程中會出現(xiàn)峰谷差現(xiàn)象,峰谷差現(xiàn)象根據(jù)季節(jié)不同、城市規(guī)模用電量不同而不斷加大峰谷差值,特別是當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,居民用電量不斷上升,各類電器在市場上的普及和應(yīng)用不斷增加,機(jī)械制造業(yè)與智能化工廠的出現(xiàn),導(dǎo)致用電負(fù)荷逐年上升。儲能技術(shù)能夠?qū)﹄娋W(wǎng)峰谷差進(jìn)行合理的調(diào)蓄,這就如同對河流治理中的水庫防汛與抗旱功能,當(dāng)峰值過高的情況能夠通過庫容進(jìn)行補(bǔ)充,而當(dāng)發(fā)電量(水流量)過高的情況下,可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬δ苷{(diào)蓄。我國電網(wǎng)配置需要根據(jù)用電實情出發(fā),結(jié)合不同電壓類型的電網(wǎng)配置設(shè)計儲能系統(tǒng),如抽水儲能能夠用于高壓電網(wǎng)的儲能之中,從而達(dá)到優(yōu)化電網(wǎng)運行效率的目的;而中低壓配網(wǎng)系統(tǒng)可以采用化學(xué)儲能方式與機(jī)械儲能相結(jié)合的方法,從而加強(qiáng)電網(wǎng)管理的有效性。當(dāng)前我國電力配網(wǎng)系統(tǒng)對于儲能系統(tǒng)的應(yīng)用集中在兩方面:一方面是通過科技創(chuàng)新的方式來提高電力儲能的空間,加強(qiáng)儲能系統(tǒng)的電力負(fù)荷調(diào)節(jié)能力,特別是在電力谷峰差較大的情況下能夠充分減少谷峰差對于電力設(shè)施造成的大負(fù)荷沖擊;另一方面是增強(qiáng)電網(wǎng)儲能的經(jīng)濟(jì)性,結(jié)合電力配網(wǎng)不同類型與應(yīng)用環(huán)境的不同,應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體情況采用不同的儲能方法來提高儲能效率,增強(qiáng)電網(wǎng)儲能的實用性。

        4 PON技術(shù)在電力配網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

        4.1 PON技術(shù)簡析

        PON(無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù))是基于光纖信息傳遞技術(shù)的高速網(wǎng)絡(luò)傳遞通訊技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)一點到多點的傳導(dǎo)方式。PON技術(shù)的組成主要由OLT(光線路終端),ONU(光網(wǎng)絡(luò)單元),ODN(光分配網(wǎng))之間的關(guān)系進(jìn)行傳導(dǎo)互聯(lián),PON在現(xiàn)代通信中的應(yīng)用具有極強(qiáng)的抗電磁干擾特性,其通信線路具有高度的可靠性,而當(dāng)前國家網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的革新方面,PON光纖傳導(dǎo)已經(jīng)得到了應(yīng)用和普及,特別是以100MB/s光纖為基本入戶通道寬度,全面提升了網(wǎng)絡(luò)通訊效率。

        4.2 PON技術(shù)在電力配網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

        PON技術(shù)主要在我國電網(wǎng)配置中集中在電力配網(wǎng)自動化方面,特別是變電站自動化、電網(wǎng)自動化等方面需要進(jìn)行有效的網(wǎng)絡(luò)傳輸溝通,需要一種適應(yīng)性強(qiáng)、可靠性強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),PON技術(shù)從電信網(wǎng)絡(luò)通信方面向電力網(wǎng)絡(luò)管理方面跨界發(fā)展。但當(dāng)前我國PON技術(shù)的在電力配網(wǎng)系統(tǒng)中還屬于初步嘗試階段,東部發(fā)達(dá)地區(qū)電力配網(wǎng)系統(tǒng)中開始進(jìn)行試點和革新,在電網(wǎng)傳輸和保護(hù)機(jī)制方面具有較強(qiáng)的可靠性。當(dāng)前我國對于PON技術(shù)的試點主要考慮其通信可靠性、經(jīng)濟(jì)性以及穩(wěn)定性等方面,其高速傳輸技術(shù)能夠為電力自動化配網(wǎng)設(shè)施的運行提供正常的通信保障,隨著近年來PON技術(shù)的不斷成熟,PON技術(shù)在電力配網(wǎng)中的應(yīng)用將會不斷普及。

        5 結(jié)語

        電力配網(wǎng)系統(tǒng)是保障國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要能源系統(tǒng),隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與科技水平的提高,更多高新技術(shù)將在電力配網(wǎng)中不斷得到應(yīng)用,從而提高電力配網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性與可靠性,更好地為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出貢獻(xiàn)。

        參考文獻(xiàn)

        [1]陸建侃.電力配網(wǎng)GIS內(nèi)外作業(yè)一體化系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].蘇州:蘇州大學(xué),2014,17(12):145.

        [2]高曉芝.微網(wǎng)控制策略與電能質(zhì)量改善研究[D].天津:天津大學(xué),2012,14(3):335-336.

        [3]于建輝.我國可再生能源發(fā)電的研究與杭州10kV配電網(wǎng)合環(huán)問題的研究[D].杭州:浙江大學(xué),2009(9):297.

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