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        源網(wǎng)荷協(xié)同,構(gòu)建大型主動智能配電網(wǎng)體系

        2020-08-11 08:49:45李嫣然聶樹瑞
        裝備維修技術(shù) 2020年34期
        關(guān)鍵詞:大型構(gòu)建

        李嫣然 聶樹瑞

        摘 要:配電網(wǎng)是城市進(jìn)行現(xiàn)代化建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一,同時也是為國家和人民提供優(yōu)質(zhì)電能的關(guān)鍵。配電網(wǎng)建設(shè)與規(guī)劃是供電企業(yè)的一項重要工作,電力公司為了適應(yīng)市場的發(fā)展,必須要對配電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行改造和全新的規(guī)劃,同時需要研究和推廣配電系統(tǒng)自動化技術(shù),建立主動智能配電網(wǎng),并且使得智能電網(wǎng)能夠得到有效的規(guī)劃經(jīng)營。將對電網(wǎng)的管理現(xiàn)狀進(jìn)行探討,尋找智能電網(wǎng)規(guī)劃運行中需要解決的問題,并針對這些問題提出相應(yīng)的策略,為智能電網(wǎng)建設(shè)提供參考。

        關(guān)鍵詞:構(gòu)建;大型;智能配電網(wǎng)體系

        1引言

        城市配電網(wǎng)直接面向廣大用戶,是供電企業(yè)與電力用戶聯(lián)系的紐帶,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活質(zhì)量的提高,對供電可靠性、電能質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量提出了越來越高的要求。

        城市核心區(qū)、高規(guī)格園區(qū)、特色城鎮(zhèn)等電力用戶對高可靠性和高電能質(zhì)量更為敏感(如高新技術(shù)、高附加值產(chǎn)業(yè)、高精度制造企業(yè)、重要機(jī)構(gòu)和公共事業(yè)部門、高品質(zhì)居民負(fù)荷),需要建設(shè)更高可靠和更高電能質(zhì)量的配電網(wǎng)。分布式光伏分布分散、規(guī)模微小、但數(shù)量巨大,發(fā)電遠(yuǎn)大于其負(fù)荷,如何保證末端電壓不“翹尾”,同時又能更大程度消納這些電能。合理分群,群內(nèi)自治,群間協(xié)調(diào)。大量分布式發(fā)電、電動汽車和儲能等多元化負(fù)荷,對配電網(wǎng)的安全協(xié)調(diào)運行提出挑戰(zhàn)。主動規(guī)劃各要素的數(shù)量及接入點,并進(jìn)行“網(wǎng)源荷儲”優(yōu)化協(xié)調(diào)控制,友好接入高滲透率分布式可再生電源和多元化負(fù)荷。

        2.整體管理做法

        大型城市智能配電網(wǎng)管控體系建設(shè)主要涉及的職能部門是配電、運檢、信通和調(diào)控中心;在專業(yè)管理方面,主要依附于濟(jì)南配電自動化系統(tǒng)。

        3 具體優(yōu)化做法

        濟(jì)南供電公司率先開展配電自動化工程建設(shè),已實現(xiàn)主城區(qū)全覆蓋;通過對故障的準(zhǔn)確定位、快速隔離及非故障區(qū)域快速恢復(fù)供電,故障處理時間從原來的2小時縮短到2分鐘以內(nèi),實現(xiàn)故障智能“自愈”。通過協(xié)調(diào)各類調(diào)度對象,構(gòu)建優(yōu)化調(diào)度層次結(jié)構(gòu),根據(jù)柔性調(diào)度策略,制定多尺度遞進(jìn)式優(yōu)化調(diào)度方案,提高配網(wǎng)調(diào)度運行水平。

        3.1配網(wǎng)自動化信息接入

        前期管理——加強(qiáng)設(shè)備信息接入管理

        1) 建立界面化的設(shè)備信息庫輔助運維

        調(diào)控中心完善配電設(shè)備輔助信息庫,實現(xiàn)設(shè)備通信方式、設(shè)備廠家、調(diào)試日期、鏈路地址、IP地址等參數(shù)的界面化(見圖3),在操作界面可以一目了然看到設(shè)備綜合信息,為現(xiàn)場運維人員提供輔助參考依據(jù)。

        2) “預(yù)調(diào)試+正式傳動試驗”模式提升數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性

        由配電工區(qū)和自動化進(jìn)行預(yù)調(diào)試,配電工區(qū)和配網(wǎng)調(diào)度班進(jìn)行正式傳動試驗;預(yù)調(diào)試旨在確保通信正常和數(shù)據(jù)上傳,正式傳動試驗確保三遙上送的精準(zhǔn)性,二者結(jié)合可以提升調(diào)試效率,減少停電時間。

        3.2加強(qiáng)設(shè)備運行狀態(tài)實時監(jiān)視,提高設(shè)備健康水平

        1) 日常巡視管理流程

        a)配網(wǎng)調(diào)度班每日進(jìn)行配網(wǎng)運行狀況巡視,調(diào)度自動化運維班每日兩次進(jìn)行主站設(shè)備巡視、終端遠(yuǎn)程巡視,信通公司進(jìn)行通信設(shè)備運行巡視,配電運檢室/電纜運檢室進(jìn)行終端設(shè)備運行巡視。

        b)配網(wǎng)調(diào)度班填寫配電自動化運行分析統(tǒng)計表,發(fā)起缺陷處理,如主站設(shè)備有缺陷,自動化運維班進(jìn)行缺陷處理,如通信設(shè)備有缺陷,信通公司進(jìn)行缺陷處理,如主站設(shè)備有缺陷,配電運檢室/電纜運檢室進(jìn)行缺陷處理。

        2) 告警信號智能分類,實現(xiàn)缺陷信號直觀顯示

        開展配網(wǎng)調(diào)控人員日常使用需求調(diào)查,針對配網(wǎng)信號雜多的特點和調(diào)控實際需要,一是將信號分類,將調(diào)度員重點關(guān)心的信號單獨顯示(見圖4)。二是優(yōu)化信息,日均信號量由2萬余條減至4000條,解決因信號雜亂容易漏看關(guān)鍵信號的弊端。

        3) 遠(yuǎn)程統(tǒng)計遙信遙測不準(zhǔn)確設(shè)備,以運維促消缺

        重點統(tǒng)計設(shè)備頻發(fā)信號情況、遙信遙測不準(zhǔn)確情況。

        初期利用Excel分類統(tǒng)計功能,匯總當(dāng)日單臺設(shè)備信號報送頻次,設(shè)置報送頻次的閾值,對超過閾值的設(shè)備,定為頻繁報送信號的設(shè)備。并排查遙信遙測不準(zhǔn)確情況。

        3.3配電網(wǎng)主動智能調(diào)控

        (1)多尺度協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度

        智能配電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)優(yōu)化綜合考慮電網(wǎng)的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、優(yōu)質(zhì)性等,利用智能配電網(wǎng)較強(qiáng)的電源-網(wǎng)絡(luò)-負(fù)荷互動性,實現(xiàn)配電網(wǎng)的高效運行。在空間尺度上,局部就地平衡-區(qū)域間互供-整體消納協(xié)調(diào)的分布自治、分解協(xié)調(diào)調(diào)度機(jī)制,并將相關(guān)信息上傳至智能配網(wǎng)自動化系統(tǒng)。

        在時間尺度上,對于停電檢修業(yè)務(wù),通過短期優(yōu)化和超短期優(yōu)化,實現(xiàn)對停電檢修業(yè)務(wù)從提交停電計劃到調(diào)度執(zhí)行的全過程優(yōu)化。建立分布式電源與配電網(wǎng)、配電網(wǎng)與上級電源、配電網(wǎng)與多樣性負(fù)荷之間的優(yōu)化調(diào)度模型。通過短期全局優(yōu)化,得到各停電申請的調(diào)度操作方案及優(yōu)化策略。通過超短期優(yōu)化,檢查調(diào)度操作是否對當(dāng)天的配電網(wǎng)運行造成隱患,保障停電檢修工作安全順利執(zhí)行,保障

        配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

        調(diào)控中心將精準(zhǔn)削峰、柔性調(diào)峰等網(wǎng)荷互動因素引入負(fù)荷預(yù)測,通過分片區(qū)、逐站逐線的多層次預(yù)測,引入負(fù)荷組概念,通過區(qū)分負(fù)荷組類型,制定差異化規(guī)劃原則,運用全壽命周期的管理理念,提升負(fù)荷預(yù)測柔性;從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、裝備水平、生產(chǎn)運行等各個環(huán)節(jié),整體評估現(xiàn)狀電網(wǎng)發(fā)展水平。結(jié)合光伏出力預(yù)測和用戶負(fù)荷預(yù)測結(jié)果,通過多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)和快速仿真技術(shù),采用源網(wǎng)荷協(xié)調(diào)優(yōu)化算法,實現(xiàn)電網(wǎng)運行狀態(tài)評估和事件預(yù)判,制定源網(wǎng)荷全局運行優(yōu)化方案。

        (2)靈活拓?fù)鋬?yōu)化重構(gòu)

        城市核心區(qū)和高規(guī)格新區(qū)快速發(fā)展,配電網(wǎng)逐漸發(fā)展成閉環(huán)運行,或有高滲透率分布式電源和多元化負(fù)荷模式,傳統(tǒng)故障判據(jù)發(fā)生變化,故障快速定位、隔離和自愈恢復(fù)需求更加迫切,安全可靠性要求更高。配電自動化中建立智能分布式保護(hù)及自愈系統(tǒng),對線路光纖縱差保護(hù),網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浔Wo(hù),備自投合閘及合閘前過載預(yù)判。

        在配電網(wǎng)發(fā)生故障時后,根據(jù)配電自動化終端設(shè)備FTU上報的信息及時、準(zhǔn)確地判斷故障區(qū)域,將故障隔離在最小范圍,在不發(fā)生系統(tǒng)安全越限的條件下,通過網(wǎng)絡(luò)重構(gòu),即網(wǎng)絡(luò)中分段開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)的通斷組合,來改變網(wǎng)絡(luò)中的功率流動,以尋求一種符合某特定運行要求的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

        (3)市場和用戶導(dǎo)向型柔性服務(wù)

        濟(jì)南供電公司積極推動供需友好互動平臺建設(shè),實現(xiàn)用戶負(fù)荷柔性削峰,在韓倉站側(cè)投運供需友好互動終端,精準(zhǔn)限制用戶可中斷負(fù)荷,打破了事故應(yīng)急直接電的粗放型剛性管理方式,最大程度的保障企業(yè)產(chǎn)能和人身設(shè)備安全。

        按輸配電一體化的思路設(shè)計,由切負(fù)荷主站、子站、配電/用電站三層結(jié)構(gòu)構(gòu)建濟(jì)南電網(wǎng)精準(zhǔn)切負(fù)荷系統(tǒng)。該系統(tǒng)實時監(jiān)測可切負(fù)荷量,發(fā)生故障時精準(zhǔn)分配切負(fù)荷量,實現(xiàn)切負(fù)荷的動態(tài)分配。

        4 成本效益

        快速研判,減少停電時間

        調(diào)控人員通過設(shè)備狀態(tài)實時監(jiān)測,及時掌控配電網(wǎng)的運行工況,科學(xué)制定運行方式,提升配網(wǎng)故障應(yīng)急處置能力。2014年直供區(qū)配網(wǎng)共遙控進(jìn)行事故處理、合環(huán)調(diào)電等操作1100次,克服配網(wǎng)現(xiàn)場操作到場時間長,受交通、天氣影響大的難題。

        減少停電時戶數(shù):按每次0.5小時計,共減少趕赴現(xiàn)場時間1100*0.5=550小時;到現(xiàn)場后,人工操作開關(guān)平均每次約需13分鐘(包含做安措時間),而遙控操作僅需1.5分鐘,遙控操作共節(jié)省操作時間約1100*(0.5+11.5/60)=760.8小時;按停電和送電操作次數(shù)相同考慮,則以上時間的一半為減少停電時間,按每次操作影響6個用戶估算,僅遙控操作可減少停電(210.8+ 550)*3=2282.4時·戶。

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