秦健
國網(wǎng)冀北電力有限公司香河縣供電分公司 河北廊坊 065000
為有效緩解能源緊張與社會經(jīng)濟發(fā)展之間的矛盾問題,智能配電網(wǎng)建設(shè)工程實施規(guī)模不斷擴大,通過靈活控制配電網(wǎng)運行方式,保障供電可靠性,改善電能質(zhì)量,提升設(shè)備利用率。由于智能配電網(wǎng)建設(shè)與后期運行效果會受到各類環(huán)境因素影響嚴(yán)重,導(dǎo)致故障問題頻繁出現(xiàn),因此需在原有基礎(chǔ)上引進更加先進的分布式控制技術(shù),及時發(fā)現(xiàn)與改進智能配電網(wǎng)運行期間存在的各類問題,保障智能配電網(wǎng)平穩(wěn)、可靠運行。
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展速度不斷加快,配電網(wǎng)管理工作朝向數(shù)字化、信息化方向轉(zhuǎn)變,通過動態(tài)采集配電線路狀態(tài)以及各配電設(shè)施的數(shù)據(jù),保障配電網(wǎng)絡(luò)信息透明化,實現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)信息共享目標(biāo)。
傳統(tǒng)配電系統(tǒng)都以模擬元件為主,在配電網(wǎng)實際運行過程中無法及時發(fā)現(xiàn)與處理存在的故障隱患問題[1]。因此在智能配電網(wǎng)改進期間,需要對配電網(wǎng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行智能化處理,突破配電網(wǎng)調(diào)度與運維中存在的各類難題。與傳統(tǒng)配電網(wǎng)形式相比,智能配電網(wǎng)特征體現(xiàn)在以下幾個方面:
智能配電網(wǎng)可以彌補信息交互上的誤差,供相關(guān)管控部門線上分析、及時應(yīng)用數(shù)據(jù)。智能配電系統(tǒng)內(nèi)部可視化工具盒、智能專家系統(tǒng)能夠及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部故障問題,提升生產(chǎn)調(diào)度人員工作效率,從根本上保障供電可靠,為地區(qū)用戶提供滿足特定需求的電能;
智能配電網(wǎng)運行工作依賴于智能配電裝置。智能配電裝置的設(shè)計與制造工作需要借助先進的計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、電力電子控制技術(shù),有效克服了傳統(tǒng)因人工操作造成的電網(wǎng)故障問題;
智能配電網(wǎng)絡(luò)具有自動化程度高、可實現(xiàn)集中控制目標(biāo),可以使信息在計算機與設(shè)備之間從雙向傳輸,從根本上提升智能配電網(wǎng)操作的安全性。
分布式控制技術(shù)最早被應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中,主要就是對系統(tǒng)內(nèi)各獨立單元進行監(jiān)控與處理,雖然一定程度上的控制了設(shè)備運行故障問題發(fā)生幾率,但也使系統(tǒng)內(nèi)部控制單元分離,難以實現(xiàn)全程管控目標(biāo)。
就目前來看,我國分布式控制技術(shù)在智能配電網(wǎng)中的應(yīng)用時間較短,實踐經(jīng)驗不足,研究成果多為國外獲得[2]。因此為從根本上提升智能配電網(wǎng)管控水平,需大力增強分布式控制技術(shù)研發(fā)力度,優(yōu)化分布式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方式,確保該系統(tǒng)能夠在保障智能配電網(wǎng)高效穩(wěn)定運行中發(fā)揮出重要作用。
為確保分布式控制技術(shù)能夠在保障智能配電網(wǎng)安全高效運行中發(fā)揮出重要作用,需要明確分布式控制任務(wù),人制造分布式控制作用。其中,控制任務(wù)主要就是指具有完整功能的目標(biāo),需要根據(jù)智能配電網(wǎng)設(shè)施分布及數(shù)量特征,制定出更加適宜的控制任務(wù)[3]?,F(xiàn)階段智能配電網(wǎng)以多操作任務(wù)為主,因此控制目標(biāo)與控制任務(wù)需放置在分布式電流差動保護上,跳開故障電氣區(qū)域邊緣開關(guān),將故障電氣區(qū)邊界開關(guān)打開,閉合出口斷路器與聯(lián)絡(luò)器開關(guān),使非故障電器區(qū)能夠持續(xù)供電。
分布式控制啟動可直接影響到智能配電網(wǎng)運行效果,通過啟動控制系統(tǒng),選擇周期性調(diào)用、事件觸發(fā)或遠(yuǎn)程命令。在智能配電網(wǎng)出現(xiàn)設(shè)備運行故障問題后,分布式控制系統(tǒng)能夠通過監(jiān)測到的開關(guān)量變?yōu)閿?shù)據(jù)與模擬量的越限數(shù)值,發(fā)現(xiàn)故障位置,判斷故障成因,快速啟動智能配電網(wǎng)孤島保護模式。分布式控制設(shè)備還能夠發(fā)出智能配電網(wǎng)遠(yuǎn)程命令,啟動控制應(yīng)用。舉例而言,在變電站線路出口斷路處應(yīng)用分布式控制系統(tǒng)收集故障隔離系統(tǒng)分布信息,在啟動本地接路器恢復(fù)供電時,向智能配電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)開關(guān)發(fā)出移動恢復(fù)供電操作的命令,聯(lián)絡(luò)開關(guān)處接收到分布式控制系統(tǒng)的命令后,啟動聯(lián)絡(luò)開關(guān),恢復(fù)供電操作。遠(yuǎn)程啟動功能可以在接受指令后第一時間作出反應(yīng),是事件觸發(fā)的特殊形式。
在將分布式控制技術(shù)應(yīng)用在智能配電網(wǎng)運行過程中,需要選擇適宜的分布式控制方式,確保智能配電站系統(tǒng)及設(shè)施能夠得到全方位監(jiān)管。具體來說,分布式控制方法主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
主從控制法,在一個控制任務(wù)的作用區(qū)內(nèi),將分布式控制設(shè)備作為主控裝置,用于采集、處理相關(guān)站點的各類信息,從根本上保障決策結(jié)果的精準(zhǔn)度。其他分布式控制設(shè)備作為從屬裝置,負(fù)責(zé)服從主控裝置命令,對配電設(shè)施的操作進行嚴(yán)格管控;
協(xié)同控制。主控系統(tǒng)中分別由兩個或多個分布式控制裝置組成??刂飘?dāng)?shù)鼗蛘吲潆娫O(shè)施的運行狀態(tài)。
如智能配電網(wǎng)具有單操作業(yè)務(wù)形式,可使用主從控制手段;如智能配電網(wǎng)為操作任務(wù),則可以從協(xié)同控制與組成控制中選擇出經(jīng)濟效益更高的控制手段[3]。主從控制方式對分布式控制裝置的數(shù)據(jù)處理能力要求較低,控制算法設(shè)計較為容易,可采用點對多點的串聯(lián)通信手段。
就目前來看,智能配電網(wǎng)中設(shè)施種類繁雜、通用性與互換性較差,運行的配電變壓器,技術(shù)參數(shù)參差不齊。為從根本上提升分布式控制技術(shù)在智能配電站中的適用性,還需要構(gòu)建起智能配電網(wǎng)廣域預(yù)測控系統(tǒng),構(gòu)建起能夠支撐各類監(jiān)測與保護工作的平臺,使不同種類與形式的分布式控制技術(shù)均能夠在智能配電網(wǎng)中得到高效運用。
總而言之,智能配電網(wǎng)的運行與建設(shè)工作可直接影響到地區(qū)電力供應(yīng)水平,為確保智能配電網(wǎng)運行經(jīng)濟效益,需摒棄原有單一控制方式,使用更加先進的分布式控制手段,為制定出智能配電網(wǎng)運維改革方案奠定堅實基礎(chǔ)。