時間:2022-04-01 15:00:20
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇配電網工程論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
配電網工程項目造價控制,就是在項目達到的質量標準的前提下在投資前期階段、設計階段、建設項目招投標階段和建設項目實施階段,把建設工程項目造價控制在合理的限額以內,也對隨時發生的偏差進行糾正,以保證項目管理目標,力求在各個建設項目中合理使用人、財、物,取得較好的企業效益。配電網工程造價管理的基本內容就是合理、有效控制工程造價。合理控制工程造價,是電力基本建設一個永恒的主題。近年來,由于物資材料價格,施工人員施工費的飛速增長,導致電力工程造價在結算中出現誤差較大,而且超出預概算投資計劃。工程造價水平已成為影響配電網工程建設健康發展的關鍵,為適應市場經濟的發展和社會各種因素的影響,需要建立一套適應客觀條件,行之有效的工程造價管理方法,并對配電網工程項目的立項、資金計劃、設計實施、和資產保值增值實行全生命周期的管理。加強配電網工程項目在各個階段的管理與控制,才能有效地管理和控制工程造價。用有效的資金投入,贏得最大的企業效益。
2、配電網工程造價管理中普遍存在的問題
工程造價管理的關鍵是合理、及有效控制造價。目前,配電網工程造價管理主要存在三個方面的問題。一是在合同版本不規范,在簽訂過程中,對合同條款不統一、不明確,隨意性強,沒有對項目造價管理控制的普遍性和專屬性規范合同內容,往往出現范圍、計算依據和設計變更、現場簽證、簽發、確認等約定不明確。對于合同執行過程中可能出現項目施工過程中風險預控分析不足,不能事先提出解決的方法及預控措施,合理規避風險。二是在項目可研及施工圖預算中對物資價格預測不客觀,往往出現估算物資單價過低,市場價格變動較大影響整體項目預算,導致結算超支。二是在項目實施過程中,不能對工程項目成本進行事前預測,特別是可研設計階段工作欠細化,實現屬于被動控制,不注意造價的動態管理,施工當中設計變更較多,抓不住成本控制的關鍵,造成項目造價不可控,導致工程隨意性大,結算嚴重超支。
3、加強配電網工程造價管理與控制的方法
3.1實現施工合同管理規范及標準化,要求與主網工程接軌
一要明確制定專門的合同管理機構和審批流程。施工及設計合同應形成規范的版式,應明確專門的合同管理機構完成編制合同版式使合同版本實現規范統一,并且在招標文件中明確合同版本及相關內容,使合同內容不但規范施工內容還明晰甲乙雙方經濟責任,負責審查合同的部門應為貫穿整個項目施工管理的相關門,包括:基建管理部門、安全質量管理部門、財務資金管理部門、物資管理部門、審計部門,企業法律管理部門等相關專業人員進行合同評審,根據各個管理部門的專業管理要求提,逐條進行研究,實施監督、管理與控制。同時特別是業主嚴嘉原廣東電網公司肇慶供電局廣東肇慶526060項目經理應提前介入參與合同的審閱,以更有利于日后工程實際管理利用合同規范管理施工及工程造價。二要細心制定合同條款,主要在于合同專用條款。制定合同條款的重點,要結合項目特點和施工實際需要情況,進行合同施工及造價風險預控的進行分析,設想在履行中可能出現的風險無論施工風險及資金風險,事先要提出預防的措施。合同專用條款要明確以上風險的各個方面,不但明確責任,還要對違反合同規定的人員及單位制定懲罰內容,使責任、權利及要寫清楚,切不要因考慮不足或疏漏而使合同條款留下遺漏,給業主施工過程及造價管理造成困難,使企業合法權益蒙受損失。三要明確施工工期、質量達標要求和造價控制指標標準。在施工過程中由于不可控因數的影響不可避免地要出現設計變更、現場簽證和甲、乙供設備材料差價等現象,所以合同中必須針對性的條款說明對價款調整的范圍、流程、計算依據和設計變更、現場簽證、材料價格的簽發、確認作出明確規定,以規避風險和結算爭議,爭取工程可控,造價合同,達到效益最大化。
3.2工程前期階段要有效控制配電網工程可研階段物資價格
首先,可研單位要做好工程概算材料價格的控制,設備、材料費用是工程造價的重要組成部分,其概算價格的合理性對應著工程造價的合理性。把好工程材料關,要堅持品質為首選,在確保質量滿足項目工程設計要求的前提,選擇合理的市場信息價格作為參考,同時,要考慮市場經濟的影響,外部客觀條件,比如縣線材中銅原材料的價格變動,國家政策對此材料的價格的影響,擴大物資信息價的參考范圍,考慮的供貨商供貨排產時間的價格波動由為重要。其次,要科學控制物資申購工作。上級部門采用不同時期分批次集中按需求計劃統一采購,下級項目管理單位則應該按批次一次性提交需求,不能同一項目同一材料分開批次申請需求,不同批次不同生產廠家和銷售市場,由于不同廠家和不同時按照市場價格廠家投標的價格不同,則影響實際采購價格,同一材料就會有不同價格,影響項目的結算資金。
3.3加強工程項目可研設計管理
設計單位無論設計組負責人還是各個設計組員都在日常的工作中都偏重于設計效率、技術和設計企業的產值,而不夠重視設計效果的經濟性可行性。往往在施工過程中,由于前期設計原因造成工程造價超額的機會以及比率遠遠大于工程其他階段工程成本的上升。如果一個工程設計階段造價產生失控,無論在其他階段如何嚴格地控制成本,都已無法改變項目整體的造價效果。技術與經濟近乎相分離,情況總結分析得知許多工程設計技術人員的技術水平和工作能力都很高,但是他們大多數對項目的經濟性分析欠缺,對如何控制工程造價考慮較少,把控制工程造價看成是與技術人員無關,認為是造價人員的主要責任,很少把工程項目設計過程中的技術與造價指標有效結合,更不能通過技術比較,造價分析等工作,正確結合技術標準與經濟合理,使其能夠對立統一。根據現在配電網實際操作的步驟來分類,主要控制造價的方式采用以下三個步驟:
3.3.1可研階段造價的控制
(1)控制工程造價中可研階段是工作的重點,首先要達該工作要求必須達到國家和行業現行規定的深度。
(2)要堅持設計工作流程,嚴格執行設計工期。配電網可行性研究一般項目需要4-6個月(含勘測2-3個月)??睖y必須要現場到位,充分考慮到施工中會碰到的設計問題,要避免不必要的設計變更出現,現實別是地下管線勘測,青苗賠償估計不足,造成造價在施工中重復出現,使造價增大。
(3)每個專業組設計人員要嚴肅認真的確定設計工程量,設計的工程量要有余度的同時也不能高算,要求可研與初設工程量的誤差范圍不能超過5%。設計的深度及標準和造價指標的應嚴格采用典型造價,及標準設計,否則,應提交設計差異分析表,分析設計方式及造價影響,如發生較大差異時,則要分析并說明原因,原則上不能發生重大漏項。
3.3.2施工圖設計階段的造價控制
(1)施工圖設計階段造價應限制在批準的可研造價范圍內。本階段的最高限額同一價格年水平時可研的批準投資估算額。重點工作就是將可研中各專業的投資額和工程量進行分解,各專業定額定量進行設計。從可研的深度考慮,各專業的工程量可按實際情況進行調整,但最終的投資總額不能超過可研造價,若有較大超額應有分析報告說明,并做好優化設計的方案。
(2)施工圖設計的限額設計采用“設計限額說明書”的方式操作。“設計限額說明書”由總設組織技經人員實施,將可研階段單位工程的投資額及工程量反饋給各設計專業組,設計人員按定額定量開展施工圖設計。設計限額說明書由技經人員編制、主設人員校核、專工審核、總設批準的流程進行審批,最后要送業主項目部造價員審查并由業主項目部經理最終批準。
(3)其他費用施工圖設計階段技經人員也應控制好,特別是可研階段簽訂的姍料、供水、運輸費用,特別是二次運輸費用、征地、拆遷、青苗賠償等內容,以上費用不必做較大調整,若由于外界因素影響及上級文件要求改變的時候導致造費用增加影響造價大幅度增加時,應進行其他費用分析說明,同時要取得業主方的相關文件說明。
(4)各專業施工圖設計完成后要填寫“設計限額說明書回執”將本工程施工圖工程量與可研工程量作比較,并說明增減理由。回執經專業組組長簽署后并的業主單位認可,返回設計技經人員。
3.3.3運用工程造價優化設計的實施
自改革開放以來,我國的經濟水平得到了很大的提升,人們的生活水平也得到了很大的提高。尤其是在城市當中,用電量不斷的增大,城市配電網建設顯得尤其重要,直接影響著城市居民的生活質量。本文通過分析城網改造規劃的內容以及對配電網改造規劃編制的時應該注意的問題,最后再提出本人對配電網在電力工程建設當中的展望。
【關鍵詞】
配電網;改造規劃編制;電力工程建設;特點
1城網改造規劃內容
談及城網改造規劃首先需要了解一下城市配電網其主要的工作內容是什么,在人們的日常生活當中時時刻刻的離不開電,而城市配電網其主要是指除了提供電源的輸電線路、變電所以外,還包括配電網。[1]其中輸電線路和變電所是為配電網所提供電源的,配電網有多個組成部分,其分別為:高壓配電網、中亞配電網以及低壓配電網。而城網實際上就是城市配電網的簡稱,對城網進行改造規劃就是對城市配電網進行改造規劃。城網改造規劃的內容主要包括兩個方面,其分別為:對原有配電網的改造和擴建后新建的配電網。在城網改造規劃的具體內容當中還包括規劃的年限、編制、經濟分析以及改造安排。
2配電網在進行改造規劃編制時應注意的問題
2.1注意與城市建設相結合
對于城市配電網來說,其不僅僅是電力系統當中重要的組成部分,更是城市建設當中重要的組成部分,尤其是電力行業還是我國的基礎性行業,其更是如此。[2]因此配電網在進行改革規劃編制時,一定要注意與城市建設相結合,這樣才能做到雙向發展。
2.2注意符合城市配電的特點
城市配電共有六大特點,其分別為:①電網的負荷相對較為集中且符合密度額十分的高;②用戶的用電質量要求都比較高;③由于配電網的設計標準比較高,因此在安全和經濟的合理平衡之下,供電需要有較高的安全可靠性;④即使配電網的接線較為復雜,依舊需要保證其調度的穩定性;[3]⑤由于配電網在自動化這方面的要求比較高,因此對電網的管理水平要求也就比較高;⑥配電網當中有關的配電設施的要求比較高。
2.3注意對資金進行合理規劃使用
目前,由于我國國家資金有限,給予配電網改造規劃的資金是有限的,這也就要求規劃人員在對其進行規劃的時候需要合理有效的利用資金。那么相關工作人員在規劃的時候應該如何做呢?首先我們需要清楚的是,對配電網的改造并不是由一個人來進行規劃的,因此相關的工作人員每個人首先都可以將自己的規劃內容制作一個方案,然后對所有提交的供電方案進行參考選取,選出最佳方案。[4]而方案的選取標準則是以資金的投入和有效性為中心,合理有效的使用資金能夠為供電部門和全社會帶來最大的綜合經濟效益。
3對配電網在電力工程建設當中的展望
3.1合理布局電網結構
對于配電網的經濟運行以及管理來說,對電壓的等級進行簡化之后,對其是有利的。目前,我國城市配電網當中所使用的電壓有35kV、100kV、220kV、380kV等。那么目前我國城市配電網的發展趨勢是將110kV的電壓引進市區,將市區當中的35kV逐漸的淘汰。其實對于任何事物來說,完美、完善是其一直追求的目前。同樣的,對于電網結構來說,一個合理完善的城市電網結構的布局是非常重要的。合理布局城市電網的結構,能夠有效的滿足城市居民現階段對電力資源的需求,還能夠滿足、適應發展的裕度。[5]這相比我國以前城市配電網的布局,合理布局電網結構能夠使電網變得更加的靈活。
3.2引進國外先進技術進行改造
隨著科技的進步,我國越來越多的設備趨于智能化。對于城市配電網來說,技術的結合也是十分重要的。目前技術已經成為配電網改造規劃的核心內容。目前,國外一些發達國家的配電網配置就結合了科學技術,例如:箱式變壓器、架空絕緣導線等等的應用,對于我國城市配電網來說都是值得借鑒的。只有不斷的吸取別人的長處來充實自己,自己才能變得更強大。
4結束語
綜上所述,城市配電網是保障城市居民日常用電的,因此對城市配電網進行規劃改造是必然的。本文主要對城市配電網改造規劃的內容以及配電網在規劃的過程中應注意的問題進行了分析,最后再根據本人自身的想法提出了兩點相關的建議,希望對我國城市配電網的改造規劃能起到一定的借鑒作用。
作者:梁嘉升 單位:國網山東省電力公司蒙陰縣供電公司
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論文摘要:本文分析了電力系統配電網自動化的實施目的、實施原則及自動化模式方案,以加快配電網自動化的發展,提高配電網供電的可靠性。
我國電力系統自動化在發電廠、變電站、高壓網絡、電力調度等方面都有較好的發展和應用,但是在配電網絡方面還較為滯后,這是由于我國電力建設資金短缺,長期以來側重電源和大電網建設的緣故,使配電網絡技術發展受到嚴重的影響。設備落后、不安全的因素較多等狀況,造成了配電網用電質量及供電可靠性方面較難滿足要求。近幾年來,隨著電力事業的發展,各種新電器廣泛應用于生活、生產,給人類帶來了巨大的便利,但同時,也使人類社會對電的依賴日益加深。電力作為一種商品進入市場,配電網供電可靠性已是電力經營者必須考慮的主要問題。國家電力公司為規范電力公司的運作,真正體現服務人民的企業宗旨,對電能質量提出了較高的要求,尤其對供電可靠性制定了明文規定:一般城市地區為99.96%,使每戶年平均停電時間不大于3.5h;重要城市中心區應達99.99%,每戶年平均停電時間不大于53min。對照這一標準,我們還有很大差距。因此加快配電網自動化的建設與應用,是提高配電網供電可靠性的一個關鍵環節,也是實現上述目標的重要內容。
城市配電自動化的內容是對城域所轄的全部柱上開關、開閉所、配電變壓器進行監控和協調,既要有實現FTU的三遙功能,又要具備對故障的識別和控制功能,從而配合配電自動化主站實現城區配電網運行中的工況監測、網絡重構、優化運行。由此,配電自動化的系統結構應當是一個分層、分級、分布式的監控管理系統,應遵循開放系統的原則,按全分布式概念設計。按照一個城區全部實施設計,系統必須將變電站級作為一個完整的通信、控制分層;系統整體設計可分為配調中心層、變電站層、中壓網層、低壓網層。
一、配電自動化實施目的
配電自動化在我國的興起主要是緣于城網改造工程。長期以來配電網建設不受重視,結構薄弱,供配電能力低。國家出臺的城網改造政策,提出要積極穩步推進配電自動化。配電自動化實現的目標可以歸結為:提高電網供電可靠性,切實提高電能質量,確保向用戶不間斷優質供電;提高城鄉電力網整體供電能力;實現配電管理自動化,對多項管理過程提供信息支持,改善服務;提高管理水平和勞動生產率;減少運行維護費用和各種損耗,實現配電網經濟運行;提高勞動生產率及服務質量,為電力市場改革打下良好的技術基礎。
二、配電自動化的實施原則
配電自動化是整個電力系統與分散的用戶直接相連的部分,電力作為商品的屬性也集中體現在配電網這一層上,配點網自動化應面向用戶并適應經濟發展水平。日本在20世紀80年代,已完成了計算機系統與配電設備結合的配電自動化系統,主要城市的配電網絡上投入運行,使得電網供電可靠性得到顯著的提高,日本1996~1997年度平均每戶停電0.1次,每次平均8 min,可靠性居全球之首。
1998年我國投巨資進行城鄉電網改造。由于我國對電力是國家壟斷經營,尚未真正實現電力市場化,各地發展很不平衡,因此配電自動化系統實施的目的必須適應終端用戶的需求,而這種需求會因不同用戶、因地、因行業而異隨時變化。如果全面的實施配電自動化,應綜合考慮,對于提高供電可靠性,應將它看作一個長期的市場行為。供電可靠性的提高是一個受多種因素制約、用多種手段有效協作后的結果,尤其依賴于系統管理水平的提高。故應將改造的重點轉為采用各種綜合手段提高供電質量,如采用不停電施工減少計劃停電;開發應用配電自動化設備,實現遠方監視、控制、協調,消除操作中人為因素可能導致的錯誤。供電企業在實施配電自動化時,也應首先研究客戶長期的、變化的、潛在的需求,按現代的營銷模式做市場調查、顧客群細分等,將配電自動化的實施同時作為整個電力營銷策略中的環節之一;其次,量力而行,綜合企業內已有的線路網絡水平、調度自動化和變電站(開閉所)自動化水平、人員素質,制定實施的進度和規模。 轉貼于
三、配電網自動化模式方案
(一)變電站主斷路器與饋線斷路器配合方案
由變電站出線保護開關和饋線開關相配合,并由兩個電源形成環網供電方案。也就是說優化配網結構,推行配電網“手拉手”,變電站出線保護開關具有多次重合功能,重合命令由微機控制,線路開關具有自動操作和遙控操作功能,通信及開關具有自動操作和遙控操作功能,通信及遠動裝置,事故信息、監控系統由微機一次完成。設備與線路故障由主站系統判斷,確認故障范圍后,發令使故障段開關斷開。
(二)自動重合器方案
此方案是將兩電源連接的環網分成有限段數,每段線路由相鄰的兩側重合器作保護。故障時,由上一級重合器開斷故障,盡可能避免由變電站斷路器行分合。當任一段故障時,應使故障段兩端重合器分斷,對故障進行隔離,線路分支線故障由重合器與分斷器動作次數相配合來切除。
(三)自動重合分段器方案
每段事故由自動重合分段器根據關合故障時間來判斷。此方案在時間設置上,應保證變電站內斷路器跳開后,線路斷路器再延時斷開。然后站內斷路器進行重合,保證從電源側向負荷側送電,當再次合上故障點時,站內斷路器再次跳開,同時故障點兩側線路斷路器將故障段鎖定斷開,確保再次送電成功。
(四)饋線自動化模式
1、就地控制模式,即利用重合器加分斷器的方式實現。
2、計算機集中監控模式,即設立控制中心,饋線上各個自動終端采集的信息通過一定的通信通道遠傳回主站。在有故障的情況下,由主站根據采集的故障信息進行分析判斷,切除故障段并實施恢復供電的方案。
3、就地與遠方監控混合模式,采用斷路器(重合器),智能型負荷開關,并且各自動化開關具有遠方通信能力。這種方案可以及時、準確地切除故障,恢復非故障段供電,同時還可以接受遠方監控,配電網高度可以積極參與網絡優化調整和非正常方式下的集中控制。
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【關鍵詞】低壓配電 配電線路 導線截面 節能 降損
中圖分類號:TE08 文獻標識碼:A 文章編號:
一.前言
我們知道,電力網在輸送電能的過程中,電能損耗是十分驚人的,在這巨大的電能損耗中低壓(380V/220V)配電網占有相當大的比重。主要原因是低壓配電網電壓低、電流大,特別是負荷功率因數低,更加大了電能損失。若能有效降低低壓配電網的線路損耗,對于提高整個電網的經濟運行將具有重大意義。在進行輸電線路設計時,選擇導線截面的傳統方法是:按導線機械強度、允許電壓降和導線長期允許安全載流量等因素而定。但從節約能源的原則出發,應將“電能損耗大小”作為配電線路選擇導線截面的依據之一。即在經濟合理的原則下,適當增大導線截面積以減少輸電線路電能損耗,從而達到在不增加發電能力的情況下而增加供電能力的目的。
二.低壓配電線路導線截面選擇
工程設計時,離不開電氣設計,而電氣設計直接關系到人民的生命財產安全、環境保護和其他公眾利益,成功的導線截面設計,應當是安全、合理、經濟和可行的。而導線截面設計則是電氣工程設計的重要組成部分之一。由國家建設部頒發的《工程建設標準強制性條文》對電氣方面要求就更加嚴格。因此,我們在低壓配電線路導線截面設計中,不僅要使導線截面有足夠的安全儲備,而且要限制導線截面過大造成的經濟浪費,來保證電氣設備的安全運行。低壓線路導線導線截面設計,一般應根據以下幾方面的要求來選擇:
1.選擇導線截面,首先滿足發熱條件這一要求,即導線通過的電流,不得超過其允許的最大安全電流。通常,當負荷電流通過導線時,由于導線具有電阻,導線發熱,溫度升高。當裸導線的發熱溫度過高時,導線接頭處的氧化加劇,接觸電阻增大;如果發熱溫度進一步升高,可能發生斷線事故。當絕緣導線( 包括電纜) 的溫度過高時,絕緣老化和損壞,甚至引起火災。因此,導線應能夠承受長期負荷電流所引起溫升。各類導線都規定了長期允許溫度和短時最高溫度,從而決定了導線允許長期通過的電流和短路時的熱穩定電流。選擇導線截面時,應考慮計算的負荷電流不超過導線的長期載流量,導線的額定電流可以從工具書中查到。
2.為保證導線具有必要的機械強度,要求導線的截面不得太小。因為導線截面越小,其機械強度越低。低壓線路的導線要經受拉力,電纜要經受拖曳。所以,規程對不同等級的線路和不同材料的導線,分別規定了最小允許截面。按機械強度選擇導線的允許最小截面,可參考表一。
3.選擇導線截面,還應考慮線路上的電壓降和電能損耗。電壓損失導線的電壓降必須限制在一定范圍以內。按規定,電力線路在正常情況下的電壓波動不得超過正負百分之五臨時供電線路可降低到百分之八。當線路有分支負荷時,如果給出負截的電功率P和送電距離L,允許的電壓損失為ε,則配電導線的截面( 線路功率因數改為I) 可按下式計算
式中P為負載電功率,千瓦;
L為送電線路的距離,米;
ε為允許的相對電壓損失,=;
C為系數,視導線材料,送電電壓而定( 表二)
Kn為需要系數,視負載用電情況而定,其值可從一般電工手冊和參考書中查到。
表二公式中的系數C值
例:距配電變壓器400米處有1臺電動機,功率為10千瓦,采用380伏三相四線制線路供電,電動機效率為η=0.80,COSΨ=0.85,Kn=1,要求, ε=5%應選擇多少截面的銅導線?
解(1) 按導線的機械強度考慮,導線架空敷設銅絕緣導線的截面不得小于4平方毫米
(2 ) 按允許電流考慮,求出電動機工作電流( 計算電流)
從電工手冊查得S=2.5平方毫米的橡皮絕緣銅線明敷時的允許電流為28 安培,可滿足要求Ij=Ie
(3 ) 按允許電壓降考慮,首先計算電動機自電源取得電功率
若選用銅線則C=77,Kn=1,求出導線截面為
為滿足以上三個條件,可選用S=16平方毫米的BX型橡皮絕緣銅線
選擇導線截面,一般來說,應考慮以上三個因素。但在具體情況下,往往有所側重,針對哪一因素是主要的,起決定作用的,就側重考慮該因素。根據實踐經驗,低壓動力線路的負荷電流較大,一般先按發熱條件選擇導線截面,然后驗算其機械強度和電壓降。低壓照明線路對電壓的要求較高,所以先按允許電壓降來選擇導線截面,然后驗算其發熱條件和機械強度。在三相四線制供電系統中,零線的允許截流量不應小于線路中的最大單相負荷和三相最大不平衡電流,并且還應滿足接零保護的要求。在單相線路中,由于零線和相線都通過相同的電流,因此,零線截面應與相線截面相同。例如,對于長距離輸電線路,主要考慮電壓降,導線截面根據限定的電壓降來確定;對于較短的配電線路,可不計算線路壓降,主要考慮允許電流來選擇導線截面;對于負荷較小的架空線路,一般只根據機械強度來確定導線截面。這樣,選擇導線截面的工作就可大大簡化
三.結束語
雖然我國低壓供配電系統設計中依然存在著一些問題和缺陷,但是,隨著我國經濟實力和科學技術實力的進一步增強,將會為我國的低壓配電節能的發展奠定更為堅實的發展基礎,為了保證用戶電器的正常運轉,提高我國低壓配電節能能力,可以實施獨立的供配電系統,同時,要進一步完善各種應急措施,比如設置應急的電源,如此,可以在發生一些突發事件時候,保證企業的供配電能夠正常進行,對企業的財產形成更強有力的保證。在進行企業的供配電設計時候,要充分考慮到企業建筑供電要求高,供電負荷復雜的特點,要在綜合考慮整個企業生產設備和功能的基礎上,采取有效的設計工藝,嚴格設計流程,在企業相關各個部門共同的配合下,加強雙方的溝通,保證供配電設計能夠充分滿足企業各方面的需求,同時,要在實踐中,不斷促進整個企業供配電系統的優化。
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關鍵詞:可視化; 電力系統; 抗災變性評價; PowerWorld
中圖分類號:TN91134; TM74文獻標識碼:A文章編號:1004373X(2011)22020803
Visual Model Based on PowerWorld Simulator for Antiaccident Performance
of Electric Distribution Networks
WU Weili1, LI Xiaoming2
(1. College of Electronics and Information Engineering, Yili Normal University, Yili 835000, China;
2. Yili Branch, Xinjiang Telecommunication Company Limited, Yili 835000, China)
Abstract: Evaluation of the antiaccident ability of electric distribution networks is conducted for building a strong power grid and ensure the safety running of the power grid. The visual software PowerWorld Simulator developed by University of Illinois is adopted to build a visual model for antiaccident ability evaluation so as to intuitively reflect the status of system running and the result of recovery strategy under the real accident condition. The simulation results show that the model can intuitively reflect the status of system regular operation and fault situation, and intuitively show the result of recovery strategy.
Keywords: visualization; power system; antiaccident evaluation; PowerWorld
收稿日期:20110710
基金項目:伊犁師范學院院級項目(2009,228)0引言
全球范圍內頻發惡劣的大面積停電事故引起電力工作者的廣泛關注,自2003年美加大電網停電事故以來,不少電力工作者致力于研究通過規劃未來電網和對現有電網的改造來降低大停電的概率,國外相當一部分電力研究人員對配電網的安全提出了新的要求與看法。在國內,一部分電力工作者提出配電網的靜態安全評價和可靠性評價的方法[14],作者一直從事配電網配電網的安全評價工作,并提出了考慮配電網區域故障權重的配電網抗災變性評價指標[5]。在研究中發現,采用已有的配電網的模型在展示配電網的災害性事故發生的后果與影響方面不夠直觀,同時對配電網故障的恢復策略也只能夠用抽象的數值表示。這給使用或者想利用配電網抗災變性評價結構的電力運行、規劃和建設的部分帶來不便。為此,考慮對配電網模型采用可視化的技術[68],直觀地展示出配電網故障后災害情況以及恢復策略,以便于上述機構的工作人員快速了解、掌握電網的情況,從而達到建設、優化堅強電網的目的[911]。
1PowerWorld simulator簡介
PowerWorld電力系統仿真軟件(PWS)是一個電力系統仿真軟件包,其構筑在對用戶良好交互性的基礎上。它的核心是一個功能強大的潮流計算軟件,可以有效求解多達60 000個節點的系統。這使得電力世界仿真器作為一個獨立的潮流分析軟件包十分有用。與其他同類商業應用軟件不同,PWS允許用戶通過可縮放的彩色動畫單線圖來模擬一個系統。在PWS中,輸電線路的通斷、變壓器或發電機的增加、以及聯絡線功率的交換,一切僅需點擊鼠標即可完成。此外,圖形和動畫演示的廣泛使用增加了用戶對系統特性、存在問題和限制條件的理解以及如何修改。
PWS提供了極為方便的模擬電力系統時間特性的工具。同樣,它可以圖形化地顯示負荷、發電量和聯絡功率隨時間的變化,以及因此產生的系統運行條件的變化。這項功能在解決電網擴建引起網絡結構變化之類問題十分有用。
除了上述特點外,PWS的一體化經濟調度、聯絡功率交易經濟性分析、功率傳輸分配因子(PTDF)計算和突發事故的強大分析能力都可以通過一個易用的界面來實現[11]。
2 配電網抗災變性模型的建立
2.1原有的配電網抗災變性模型[6]
配電網原有的抗災變性模型建立在配電網簡化模型的基礎之上的,采用網基結構矩陣DT節點關聯矩陣CT以及負荷矩陣LT表示各節點之間的電氣聯系和各節點的負荷情況,應用此類模型進行配電網抗災變性評價即使在節點眾多的情況下仍具有運算速度快的優勢,同時為進一步簡化計算,簡化模型采用電流代表功率從而簡化運算。
(1) 定義N行5列的網基鄰接表DT反映網架結構,其中的元素di1描述節點i的類型,其取值可以為1,2,3,4或5,分別表示該節點是源點(10 kV出線開關)、開關節點、T接點、末梢點或母線節點。di2描述節點i是否過負荷,若過負荷則di2=1,否則di2=0。di3~di5描述和各節點鄰接的節點的序號,如果節點vi和節點vk,vm和vn相鄰接,則di3=k,di4=m,di5=n,在DT中的空閑位置填1;對于母線節點di2,di4和di5沒有任何含義,而在di3中描述反映母線相鄰節點序號的數組的地址(指針),母線節點數組的第1個單元存放母線相鄰節點的個數,以后各個單元分別存放各個相鄰節點的序號。
(2) 定義N行5列的網形鄰接表CT反映當前的運行方式,其中的元素ci1描述節點i所處的狀態(一般的,源點、T接點和母線節點均認為處于合閘狀態;聯絡開關節點和末梢點均認為處于分閘狀態),1表示合、0表示分。對于除過母線節點之外的其他節點,ci2和ci3分別表示以節點i為終點的有向邊(即“弧”,其方向為相應饋線段上潮流的方向)的起點序號,ci4和ci5描述以相應的節點為起點的弧的終點序號;在CT中的空閑位置填1;對于母線節點ci1,ci3和ci5沒有任何含義,而在ci2中描述母線的入點的序號,在ci4中存放母線數組的地址(指針)。
(3) 定義N行4列的負荷鄰接表LT,則li1表示流過節點(開關)i的負荷;li2~li4分別表示以節點i為端點的邊(饋線段)供出去的負荷,在LT中的空閑位置填1。負荷鄰接表LT中的元素的順序和網基結構鄰接表DT的第3列至第5列對應的邊的順序一致。
(4) 定義N行4列的額定負荷鄰接表ET,以反映各個節點和邊所代表的元件的電氣極限參數,其中ei1描述節點i的額定負荷;ei2~ei4描述以相應的節點為端點的邊的額定負荷;在ET中的空閑位置填0.01(這樣做是為了在計算時不至于使分母為0)。額定負荷鄰接表ET中的元素的順序和網基結構鄰接表DT的第3列至第5列對應的邊的順序一致。
(5) 定義N行4列的歸一化負荷鄰接表LnT,以反映負荷的相對輕重程度,即: ln i,j = li,j /ei,j 若LnT中某個元素大于1.0,則表示相應的節點或邊過負荷。
2.2配電網抗災變性可視化模型
在實際的電力工程中,節點電流往往不易獲得,而節點功率卻可以確定。同時,考慮到在實際的電網絡中,功率潮流往往是電力工作者所關心的,采用電流代替功率雖然可以簡化模型方便計算,但與電力系統真實的運行狀況相差較大。為此,本文采用可視化軟件PowerWorld simulator建立與電網實際運行更為貼近的模型,同時將代表電流還原為有功功率和無功功率[12]。
建立可視化的配電網抗災變性模型如圖1所示,它是根據該地區的實際地理分布情況和各負荷分布建立的模型。
圖1某地區配電網抗災變性可視化模型3可視化結果
3.1正常運行仿真圖
輸入上述數學模型進行計算,可視化結果如圖2所示,箭頭的方向表示功率的走向,箭頭的大小表示功率的大小,通過可視化圖形可以很直觀、形象地觀察到電網的運行狀況和功率潮流的走向。
3.2故障情況下系統的可視化分析
假設該地區母線2與母線5之間的線路發生斷線故障時,退出運行,則可從圖3中看出配電網在故障情況下的運行狀況。
由圖3可以看出,當線路故障時,線路兩端的斷MW路器就變成了空心方框,同時對應的輸出功率也變成了0 MW;向母線5輸送功率的一條線路由于要承擔此故障線路甩下的負荷而使其功率增至其極限功率的85%,輸送功率從14 MW增大到46 MW,這一點可以從餅狀圖可看出。同時,另外一條向母線5輸送功率的線路其功率也從39 MW增至84 MW,總體填補了母線2至母線5間的線路斷線而停送的77 MW功率,可見,除了停運線路的負荷受到影響外,母線2和母線5所帶的負荷均能正常用電。
圖2某地區局部正常運行狀態圖圖3母線2與母線5間的線路故障時的系統運行狀態4結語
采用PowerWorld可視化軟件對電力系統進行抗災變性評價,可以很直觀地觀察在故障情況下采用恢復策略時的電網的運行狀態,從而可以很形象地展示哪條線路能夠轉供負載,哪條線路斷開后對系統的危害以及故障后的影響區域,從而可以使電力規劃、運行和建設部門的工作人員能夠迅速地理解電力系統運行的基本原理,這對保證電力系統安全、可靠的運行,以及建設堅強電網都有很大的幫助。
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作者簡介: :吳偉麗1978年出生,新疆人,講師。從事配電網自動化和配電網安全方面的科研和電氣工程自動化方面的教學。
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論文關鍵詞:配電網;供電可靠性;解決方案;智能電網
配電網,特別是城市電網,集中了大量的重要負荷,涉及國家的經濟發展、政治穩定。但是,目前配電網存在網架薄弱、設備老舊、自然災害或外部破壞嚴重、運行人員素質不高、相關技術標準和規范不完善、基礎數據管理欠缺等問題,對電網的影響較為重大。一旦發生故障,往往造成整個系統對用戶的供電中斷,直到配電系統的故障被排除或修復,才能恢復對用戶的供電。
我國配電網投資相對不足,自動化、智能化水平明顯地滯后于發電、輸電,配電網已成為制約供電質量與運行效率提高的瓶頸,主要表現在:配電可靠性未得到足夠重視,與國際先進水平相比還有一定的差距;據一些供電企業統計,用戶停電約95%以上源于配電網;配電網的落后導致電能質量惡化、線路損耗增加;線路平均負荷率低于世界先進水平,因此必須加強對配電網的管理,以提高供電可靠性以適應電力發展的需求。
本文將制約配電網發展、影響供電可靠性的主要因素進行了總結,概括為配電網本身問題、外界環境問題、人員素質問題、管理缺陷問題等,然后結合實際工作中成熟的經驗提出了相應的應對措施,最后對配網自動化及智能配電網做了簡單論述。
一、供電可靠性指標
供電可靠性指標是供電企業對自身向用戶提供電力的供電能力的體現,也可以反映社會各界對電力企業供電能力的滿意程度,同時也是電力系統從電網規劃、設計、設備制造和安裝,直至生產、運行、營銷、管理等各方面的質量和水平的綜合體現。
供電可靠性一般利用供電可靠率進行考核。供電可靠率是指在統計時間內,對用戶有效供電時間總小時數與統計期間小時數的比值,記做RS-1。
RS-1=(1-用戶平均停電時間/統計期間時間)×100%
用戶平均停電時間是指用戶在統計期間內的平均停電小時數,記作AIHC-1。
由公式可以看出,要提高供電可靠率就要盡可能縮短用戶平均停電時間,而降低用戶平均停電時間途徑有:減少停電次數、縮短每次停電時間、縮小每次停電范圍。
二、影響配電網供電可靠性的因素
1.網絡結構
配電線路分為架空線、電纜或混合結構,由于配電線路是隨著電力用戶的增多而不斷發展的,而且前期一般沒有總體規劃,所以最終造成供電區域錯綜復雜、接線方式多種多樣。單輻射線路和聯絡不合理的線路大量存在,不能完全達到N-1要求,尤其是手拉手比例遠遠不夠,當故障發生后,不能有效的轉移負荷。由于配電線路交錯重疊,導致部分線路間聯絡復雜、冗余,不利于運行管理及維護。受各種因素的影響,部分線路存在供電半徑長、在裝容量大、負載率高的現象,這不僅造成線路末端電壓降低,而且不利于故障時線路反帶。另外,架空線路中缺少干線分段開關及分支開關,當線路故障或者計劃停電時,停電范圍擴大,不能有效地縮小停電范圍,進而影響了對其他用戶的供電。
2.線路設備裝備水平
對于架空線路來說,最為薄弱的環節就是裸導線,這是導致線路故障的一個重要因素,尤其是每年3月-5月份鳥類筑巢活躍時期,故障最為突出;部分線路導線截面偏小,從而影響供電能力和供電質量;另外,老式開關、箱變、環網箱、高損變壓器等設備的大量存在,不僅對維護設備帶來困難,而且也影響線路安全運行;故障尋址器能及時反映線路運行情況,對查尋故障作用巨大,但是由于設備本身或電池得不到及時更換,經常在故障發生后不能正確的反應線路情況,延誤查找故障的時間,影響恢復送電時間。
3.運行管理及維護
由于配網工作多而雜,包括配網改造、大修技改、業擴工程和日常檢修工作等,如果不能做到很好的協調各部門工作、合理安排停電計劃,不僅造成重復停電,還會擴大停電范圍,這都直接影響供電可靠性。配網設備較多,同一種設備或許來自不同的廠家,由于運行人員得不到相關培訓,不熟悉設備的操作及工作原理,這給今后的維護和處理故障埋下隱患。隨著電網的發展,配電線路越來越多,運行人員得不到及時補充且整體技能水平不高、運行經驗不足、責任心不強,這導致了巡線周期加長、巡視不到位、消除缺陷不及時、基礎資料不全、不能正確評估設備運行狀態。
4.線路故障
線路故障一般分為外力故障和設備本身故障。
外力故障主要有:
(1)電纜被刨。由于大型施工機械的廣泛應用,且在沒有辦理路由手續的前提下違規施工,導致經常發生電纜被刨事故。
(2)汽車撞桿、碰線。施工車輛增多,路邊桿缺少反光標記、防護樁,導致頻繁被撞,尤其夜間,過路線也經常被掛斷。
(3)雷擊。由于缺少防雷金具、絕緣水平低,雷雨天氣時,部分設備經常遭受雷擊。
(4)鳥害。由于裸導線路的存在,鳥害造成的故障占較大比例。
(5)樹害、異物短路。多發生在絕緣水平低、保護距離不夠的線段。
設備本身故障主要有變壓器故障、瓷瓶閃絡放電、跌落式熔斷器故障等。設備故障發生的原因主要有設備本身問題,還有巡視不到位,對設備清掃、測溫等工作不到位。
各類故障一旦發生將造成線路掉閘,嚴重影響安全運行。由于自動化水平低、人員素質有限,故障發生后,查找故障速度慢、處理故障不及時和排除故障時間長等,最終導致恢復供電速度慢,造成供電可靠率下降。
5.用戶設備
運行維護分界點以下為用戶資產,用戶產權設施普遍存在無人管理、配電站防護措施不完善、電纜溝坍塌積水、架空線路使用裸線等問題,仍然運行著一部分老舊電力設備,一方面,這些老舊設備相對現行的運行要求,技術標準偏低,另一方面,這些運行已久的設備,其內部絕緣、瓷瓶老化嚴重,經高溫或風吹雨淋后易發生故障,而且發生故障后搶修困難、修復期長。部分客戶在銷戶時,為了節省拆除的費用或者為了躲避電費,就利用線路停電機會,直接將變壓器等設備拆除,而留下高壓T接線,懸掛在空中,帶來極大的安全隱患,在不符合帶電作業條件情況下,只能按事故處理程序停電處理。另外,目前大部分用戶采用高壓刀閘作為運行維護分界點,當用戶原因發生故障時,高壓刀閘不能自動隔離故障,直接造成站內線路掉閘。
三、提高配網供電可靠性的應對措施
1.優化網絡結構,提高設備裝備水平
(1)梳理配網線路,實行分區分片供電,避免交叉重疊供電,優化供電方式,實現“手拉手”環網供電,適當發展線路間聯絡,有條件時滿足檢修狀態下N-1安全準則,無聯絡配電線路的電纜采用雙電纜互為備用。
(2)線路供電半徑要適中,實現A類供電區域10kV線路供電半徑不應大于2公里,B類供電區域不宜大于5公里,C類供電區域不宜大于10公里,0.4kV線路供電半徑在A、B類供電區域不宜大于200m,C類供電區域不宜大于400m。
(3)增加10kV出線以降低每條線路的用電負荷,使供電負荷基本合理,提高故障時轉移其它線路負荷的能力。
(4)利用配網改造、大修技改等機會,提高架空線路絕緣化水平、更新和改造陳舊、性能差、事故率高和高耗能的電網設備,提高設備健康水平,增強抵抗外力破壞及自然災害的能力。
(5)在主干線路上加裝分段開關,控制每段的用戶數,A、B類供電區域配電網發展為5戶一個分段點,C類供電區域配電線路根據要求可減少分段點,但不宜大于10戶一個分段點,縮小檢修作業區的停電范圍,有效改善配電網調度靈活性和供電可靠性;在分支線路上加裝大分支斷路器,當分支線路出現故障時,可以快速隔離,不影響主干線路,實現縮小故障范圍,減少停電面積和停電時間。
(6)為了縮短架空線路發生故障后尋找故障區段的時間,宜在線路分段開關處和線路分支處裝設故障尋址器,當故障后,可以根據尋址器的變化來判斷故障位置,有利于縮短查找故障的時間。
2.加強配電線路運行管理工作
(1)加強指標管理。層層分解指標,落實責任,將公司分配到部門的指標落實到個人。根據指標完成情況對專工、班組、個人層層考核,獎懲分明,從而調度員工的工作積極性。
(2)加強綜合停電計劃管理。避免重復停電,在制訂停電計劃時,要將預檢、大修等作業計劃好。在檢修管理工作中將可靠性管理與生產計劃管理緊密結合,安排每項檢修時,各單位配合工作,合理高效利用停電時間,要盡可能的考慮轉供電,以保證用戶正常用電,最大限度地減少重復停電和非故障停電次數,縮短停電時間,提高工作效率。
(3)加強配電人員的自身素質建設。加強業務培訓,提高綜合素質,杜絕各種可能的人為誤操作,嚴格按照規定對電氣設備、電力線路進行巡視、維護,建立詳細巡視記錄,對發現的問題及時處理,并根據季節性特點做好預防工作,有針對性地開展特巡、夜巡,減少事故隱患,消除事故萌芽,確保配電設備、配電線路的正常運行。
(4)積極開展帶電作業。加大配電線路的帶電作業力度。配電線路技改、大修工程或配電線路發現缺陷時,如具備帶電作業條件,均應采用帶電作業方式進行處理,以有效地減少線路停電時間。
(5)堅持推行狀態檢修。狀態檢修是建立在對設備狀態進行監測,充分掌握系統內所有設備健康狀態的基礎上,對設備進行主動維修的一種設備維修體制,其目的在于由于維修引起設備停運,造成人力物力的投入,同時又能保障電力供應的可靠性。另外,要加強基礎資料的積累和完善,建立配電設備臺賬,詳細記錄所有配電設備的運行情況,為編制運行方式、檢修計劃和制定有關生產管理措施提供詳實、準確的決策依據,同時也為電網可靠性評估提供計算依據。
(6)充分應用配電GIS系統。中、低壓配電網結構復雜,設備種類和數量龐大,運行方式和網架結構多變,利用GIS技術實現配電網的管理,利用其拓撲分析功能,可迅速提出供電方案,顯示報警畫面、故障停電區域,提出故障處理方案等,對供電企業提高社會、經濟效益都有十分重要的意義。
3.降低故障率、減少故障查找及處理時間
(1)防止設備本身故障。對配電變壓器、配電線路上的絕緣子、避雷器等設備,定期進行試驗、檢查,及時處理設備缺陷,提高運行水平。對于柱上油開關、高耗能配變等,早期投運的老舊設備,逐步淘汰。
(2)防止外力故障。
1)通過散發宣傳單、張貼宣傳畫等形式,對廣大群眾進行護線宣傳和電力知識教育,在宣傳教育的基礎上,通過執法系統加大外力破壞特別是盜竊者的打擊力度。
2)為杜絕或減少車輛碰撞桿塔事故,可以在交通道路的桿塔上涂上醒目的反光漆,在拉線上加套反光標志管,以引起車輛駕駛員的注意,對遭受過碰撞的桿塔,可設置防撞混凝土墩,并刷上反光漆。
3)健全線路桿塔、埋地電纜警告牌、標志牌等,由于電纜化水平逐年提高,運行人員不但要掌握電纜線路走向,還要在其走向上設置標識,防止被機械挖斷。
4)加強對配電線路的巡視,及時清理危及線路安全運行的樹木、垃圾,針對違章建筑進行解釋、勸阻、下發隱患通知書,并抄送市政府安全部門備案,以明確責任。
5)對于防鳥害等季節性強的工作,在特定季節加派人手,有針對性地進行巡視,以及時消除故障。
6)設立專門的護線組,專門整治外力事故,通過定點盯防、對事故多發地不間斷巡視等方式,將外力事故率降到最低。
7)中心點接地和配套技術的應用。隨著光纜廣泛應用,對地容性電流越來越高,中性點運行方式的改變和配套技術的應用,是改善系統過電壓對設備的危害、減少絕緣設備破壞造成的事故,增強饋線自動化對單相接地故障的判別能力的重要手段。
(3)增強事故查找及事故處理能力。
1)簽訂管理責任書,做到故障原因未查到不放過,故障不徹底排除不放過,把線路跳閘次數、跳閘停電時間與責任單位、責任人的經濟效益相掛鉤考核。
2)在變電所裝設小電流接地選線裝置,在線路上安裝故障指示器,縮短故障查尋時間。
3)熟悉管轄內所有配電線路及設備運行情況,以減少故障巡視的時間。
4)積極進行職工技術素質培訓,提高職工進行事故處理的水平。
5)事先做好事故搶修人員及備品的準備工作,合理配備事故搶修人員、車輛備品,盡量縮短排除故障時間,降低用戶平均故障停電時間。
4.加強治理用戶設備
對用戶設備的管理不能放松,指導用戶進行安全用電,向用戶推薦電力新技術、新設備,建議其線路絕緣化、更換老舊設備,以提高線路健康水平。在分界點處加裝故障快速隔離開關,當用戶資產發生故障時,能迅速隔離,不影響公共線路,從而提高線路可靠性水平。對存在重大設備缺陷的用戶要及時下發通知書,闡述設備故障對自身帶來的危害,并簽發安全協議,建議其立即整改,盡力減少因用戶原因造成的系統故障。及時發現用戶用電安全隱患,及時予以消除,杜絕因用戶設備問題造成線路跳閘,影響其他用戶的供電。
四、配電網發展趨勢
我國配電網的自動化、智能化程度以及自愈和優化運行能力遠低于輸電網。因而配電網急需解決以下問題:配電網運行優化和自愈控制問題;大量分布式發電的并網運行對配電網的影響問題;支持可再生能源發電的政策和市場運行問題;新型混合動力電動汽車(Plug-in Hybrid Electric Vehicle,PHEV)充放電對配電網的影響問題;配電阻塞問題;用戶參與電網互動,進行需求側管理問題;負荷參與電網調峰問題。
1.配網自動化
配網自動化(DA)是運用計算機技術、自動控制技術、電子技術、通信技術及新的高性能的配電設備等技術手段,對配電網進行離線與在線的智能化監控管理,使配電網始終處于安全、可靠、優質、經濟、高效的最優運行狀態[8]。具體講就是采用先進設備,通過通信網絡,對配電網進行實時監測,隨時掌握網絡中各元件的運行工況,對電網實時狀態、設備、開關動作次數、負荷管理情況、潮流動向進行采集,實施網絡管理,故障未發生就能及時消除。
配網自動化的目標是將環網結構開環運行的配電網線路通過分段開關把供電線路分成各個供電區域,在配電網事故情況下,系統能適時分析確定事故原因,消除因瞬間故障造成的不必要的停電事故,對于永久性故障,系統將及時分隔故障段,進行電網重構,保障非事故線路段盡快恢復供電,從而避免了因線路出現故障而導致整條線路連續失電,大大減少了停電范圍,提高了供電可靠性。
2.智能配電網
智能配電網(SDG)是一個集成了傳統和前沿配電工程技術、高級傳感和測控技術、現代計算機與通信技術的配電系統,更加安全、可靠、優質、高效,支持分布式電源的大量接入,并為用戶提供擇時用電與配電網互動的服務。
智能配電網特征有[13-14]:(1)配電網有更高的供電可靠性;(2)更高的電能質量;(3)支持分布式電源的大量接入配電網;(4)支持與用戶互動;(5)配電網及其設備進行可視化管理;(6)更高的配電資產利用率;(7)配電管理的信息化;(8)配電自動化基礎上的自愈功能。
配電網智能化的核心支持技術是自愈控制技術、智能微網技術、用戶服務和需求響應技術、集成通信技術、設備技術等。結合我國配電網建設的實際,掌握智能配電網核心支持技術,賦予配電網自預測、自預防、自優化、自恢復、自適應的能力,對于提高我國配電網的自動化和可靠性水平、改變傳統電網的控制方式和建設具有較優越綜合性能、較高運營效率、較好社會效益、較低投資成本的統一堅強智能電網,推動我國配電網技術革命和解決人類所面臨的能源、環境、氣候等問題都具有重要意義。
目前天津濱海新區中新生態城已啟用智能電網,效果顯著,供電可靠性明顯提高;分布式電源包括風力發電、光伏發電也投入運行,最終根據容量大小確定并網方式;為滿足電動汽車的需求,電動汽車充電樁正逐步投入使用,其可作為配電網的分散移動負荷,對電網穩定運行不會產生大的影響??傊悄茈娋W作為配電網的高級階段其優越性已經體現出來,在不久的將來會服務于整個配電網。
論文摘要:本論文討論了大足縣電網改造對供電可靠性提高的顯著作用,力圖從中得到一些有用的經驗。通過大足縣電網改造的經驗,進而給出了一些提高電網供電可靠性的一般思路。
第一節 緒 論
配電網絡的供電可靠性,直接關系到用戶用電的安全和可靠,關系到供電企業的生存和發展,關系到整個地區的發展。因此,如何確保和提高配網安全可靠的運行,是每一個供電企業都必須關心的重要課題。
配電用戶供電可靠性的定義是:供電系統對用戶持續供電的能力。它是電力可靠性管理的一項重要內容,反映了電力工業對國民經濟電能需求的滿足程度,它通過供電可靠率作為度量的指標。供電可靠率是指在統計期間內,對用戶有效供電時間總小時數與統計期間小時數的比值。
配電系統處于電力系統末端,直接與用戶相連,是向用戶供應電能和分配電能的重要環節,由于電力生產具有發、供、用同時性的特點,一旦配電系統或設備發生故障或進行檢修、試驗,往往就會同時造成系統對用戶供電的中斷,直到配電系統及其設備的故障被排除或修復,恢復到可用狀態,才能繼續對用戶供電,整個電力系統對用戶的供電能力和質量都必須通過配電系統來體現,配電系統的可靠性指標實際上是整個電力系統結構及運行特性的集中反映。
配電系統的可靠性涉及非常多的因素,但總體上不外是“軟”因素和“硬”因素。所謂的“軟”因素,主要是管理措施,提高技術人員的責任心和技術水平,在城網的管理上要提高對供電可靠性的重視,要堅決杜絕檢修安排時間沒抓緊、計劃停電重復;檢修水平不過關造成設備重復檢修;事故處理水平低,恢復供電時間長等現象;所謂“硬”因素主要是技術和設施層面的提高,在考慮到經濟性的前提下,要對殘舊配電網絡進行結構優化,設備的更新和改造。配電線路安裝環網開關和分段開關,具備互供能力,可以使得檢修施工影響的用戶越來越少。在電網建設和改造工程中,將大量的架空裸導線更換為電纜或絕緣線,可有效的降低故障率。帶電作業和狀態檢修的普遍開展也使得供電的可靠性得到了提高。隨著新技術、新設備的引入,大量的采用免維護或少維護設備,如:全封閉組合電器、真空開關等,為狀態檢修打下了良好的基礎。
第二節 大足供電公司轄區配網的歷史和現狀
2003年以前我公司在改制之前,我司管轄下的10kV配電線路共計45條,全長1265.99kM,柱上開關共計25臺,其中真空開關5臺,少油開關20臺,電纜線路0條,公用配電變壓器2109臺,0.4kV線路共計8964.48kM。
由于大部分的配網線路過于殘舊,部分線路,特別是農村地區,建造于七、八十年代,運行時間長,已經不能適應發展的規劃和需要,而且線路、設備等老化嚴重,非常不利于配電網絡的安全運行,嚴重影響了供電的可靠性。隨著大足縣經濟發展,供電可靠性顯得越來越重要,轄區面臨的供電形勢也越來越嚴峻。
有鑒于此,我公司利用電網改造的機會,針對我局轄區配網的具體情況,制定了相關措施,加大配網的建設和改造力度。在2004年至2008年這五年間,對配網進行了大量的改造,無論是設備的更新和網絡的優化都做了很多有效的工作。
增加了大量的先進電氣設備:
一.將原有的戶外柱上油開關更換為真空開關,并大量增加柱上開關、開閉所的數量。
二.加大增裝公用配電變壓器的力度,截至2007年底已經新裝公變370臺。
對落后的舊設備進行了必要的更新換代:
一. 導線的連接,原來使用鋁并溝線夾,今大量采用新型合金材料的跨徑線夾和安普線夾。
二. 保護配變的RW9跌落式熔斷器屬于落后產品,今采用更先進的的XS型。
三. 0.4kV線路的導線由普通朔膠線,更換為絕緣導線,在低壓線路上使用了穿刺線夾。
四.供區內的10kV線路主干線以及跨樹木較多的小支線全部由裸導線更換為絕緣導線。
對大足城區網結構進行了優化改造:
一.將原大足城區內的輻射網絡進行大的結構更改,將縣城內所有的10KV線路變成手拉手的環網結構,能夠靈活互供。
二.公用配變的供電半徑調整、限制在250M以內。
通過以上改造,截至2008年底,10kV配電線路共計達到67條,全長1301.298kM,柱上開關共計57臺,其中真空開關48臺,公用配電變壓器2755臺,0.4kV線路共計12440.45kM。
第三節 電網改造對供電可靠性的改進
大足縣城區內種植有大量的樹木,另外大足地區雷雨季節較長,這導致由于刮風下雨造成樹木斷枝觸碰線路甚至拉斷線路的問題屢屢發生,極大的影響了線路運行安全,降低了城網供電可靠性。我公司將城區內的10kV線路主干線以及跨樹木較多的小支線由裸導線更換為絕緣導線后,有效地減少了因樹木碰觸導線造成線路跳閘和不明接地事故。
配網原有的戶外柱上油開關是落后的舊設備,易于出故障,維護開關的工作量很大,電網改造時更換為真空開關,極大地減少了維護開關的工作量,另外大量增加柱上開關的數量,使城區內的配網線路全部形成了手拉手的環網供電方式,優化配電網絡結構,實現“手拉手”環網供電,可以對重要用戶實行“雙電源”。極大地提高了電網運行方式的靈活性,縮小因故障停電或正常檢修時的停電范圍。
增加的兩座10KV開閉所減少了配網線路的分支接點,這不但凈化了線路空間,也減少了架空分支接點,提高了電網運行可靠性。
我司管轄下的公用配電變壓器,由于居民家用電器發展較快而很大一部分已經滿負荷甚至超負荷運行,公變的不足造成0.4kV線路的供電半徑過長,電壓合格率較低,線路絕緣老化現象嚴重,對居民的人身安全構成極大威脅。電網改造中,我司對負荷集中的居民點,加大增裝公變的力度,截至2007年底已經新裝公變370臺。另外,用于保護配變的RW9跌落式熔斷器屬于落后產品,在夏季負荷高峰期事故頻繁,不但使搶修人員疲于奔命,也大大的降低了供電的可靠性。電網改造將配變的跌落式熔斷器由RW9型更換為的XS型,將公用配變的供電半徑調整、限制在250M以內,將0.4kV線路的導線由普通朔膠線,更換為絕緣導線。這些措施大大提高了公用配變的供電可靠性,保證了線路末端居民用電的電壓合格率。 轉貼于
公變低壓線路上使用穿刺線夾,極好地恢復導線接口處的絕緣水平,有效防止了因電流過大及導線接觸不良而造成的斷線事故。
由上述對比可以看出,在電網改造前大足城區網絡設備落后、殘舊,供電可靠性較差,通過優化配網結構、采用新技術新設備等手段,極大的提高城網的供電可靠性。
第四節 伴隨電網改造,提高管理水平
我司在配網的結構優化和設備的更新換代上做了大量的工作,除此外,也努力的提高對配網的管理水平,一個重要的措施便是發展帶電作業,所謂帶電作業,是指采用絕緣操作桿、等電位等操作方法在帶電設備上進行的工作。發展帶電作業是提高供電可靠性重要手段。帶電作業具有很大的優越性。其一,保證不間斷供電提高經濟效益;其二,聯系手續簡便,提高工作效率;其三,作業不受時間限制;其四,可以及時消除設備缺陷。因此,發展帶電作業,是供電可靠率99.99%的保證和依據。
第五節 提高電網供電可靠性的幾種思路
提高供電可靠性的方法較多,目前,主要有以下幾種方法
一、電網建設適當超前:簡單的說就是在滿足功能的要求下,為保證系統的可靠性,適當增加“功能相同的元件”做后備。對配電網而言,優化配電網絡結構,實現“手拉手”環網供電。
二、重視施工、檢修質量是提高配網可靠性的保證
提高配網可靠性是一項長期、持久的工作。施工、檢修質量是非常重要的環節,必須嚴格把關,提高施工、檢修質量可減少故障率。特別是配網使用的非標準金具的設計及鍍鋅質量,是目前的當務之急,否則,緊接著大量嚴重銹蝕金具的更換,工作量特別繁重,提高可靠性得不到保證。
三、用先進設備,實現配網自動化
采用先進設備(自身故障率低),通過通信網絡,對配電網進行實時監測,隨時掌握網絡中各元件的運行工況,把故障未發生就及時消除。
四、配網可靠性的管理
1.人的管理
隨著科技的發展,配電網絡的科學含量不斷的提高,這將對人員的素質提出更高的要求。要不斷提高人員的業務素質和思想素質,才能勝任其工作崗位。
2.停電管理
(1)停電模式:目前,我們的停電方式主要有三種。第一種為計劃停電,根據月生產計劃工作需要,在月底向調度申請下個月的停電計劃;第二種為臨時停電,主要是處理故障,臨時向調度申請停電(時間一般在1~2小時);第三種停電為夜間停電,對工作量較小,在安全前提下采用夜間檢修工作,這樣雖然不能提高供電可靠性(現要統計在停電戶時數里)。但可以減少電量的損失,還可以得到良好的社會效率。
(2)綜合停電:主要有兩種情況。第一種為各部門之間的,調度所根據各部門的停電申請進行調整,使各部門的工作安排在同一天進行。另外,調度所根據某部門的停電申請來通知其他部門是否有工作;第二種為本部門各班組之間的,由本部門自行調整,統一報停電申請。這樣,可以避免重復停電,達到提高可靠性的目的。
五、發展帶電作業,提高配網可靠性
帶電作業就是對高壓電氣設備及設施進行不停電的作業。發展帶電作業是提高供電可靠性重要手段。
【關鍵詞】配電系統;靠性評估方法;應用
0 引言
隨著電力市場的開放,電力系統規劃和運行變得越來越復雜,電力系統的可靠性變得非常困難。電力系統可靠性評估的一個全面的、系統的、定量的方法。發展配電系統可靠性分析工具是非常重要的。
1 配電系統可靠性評估研究現狀
隨著我國社會經濟的快速發展,電力用戶的可靠性要求越來越高。長期以來,電力系統的可靠性主要集中于發電系統的可靠性和電力系統的可靠性。相比之下,配電系統的可靠性遠未受到重視。其主要原因是設備和配電系統的發電系統相對集中,設備的投資大,建設周期長,發電能力的停電造成的電力故障嚴重和廣泛的社會影響,更容易引起人們的關注。但是隨著經濟技術的發展,人們的生活質量也在不斷提高,供電可靠性也越來越高。同時,區域分布網絡正變得越來越完善。
配電系統是電力系統的一個重要環節,它是電力系統與電力供應、電力供應與分配的重要環節。由于電力生產,供應和使用的特點,同時,一旦配電系統設備故障或維護,它會導致系統的電力用戶停電。絕大多數配電系統采取環設計,開環成一個徑向運行模式,單一故障是比較敏感的,所以故障率也較高。據不完全統計,超過80%的電力用戶故障是由電力系統故障造成的。隨著電力體制改革的進行,電力分配系統的故障造成的經濟損失以及對社會的影響將成為電力價格的一個重要因素。配電系統可靠性研究是保證供電質量,提高電力工業現代化水平的重要手段。提高和完善電力行業生產技術和管理水平,提高經濟效益和社會效益,促進城市電網建設和改造,具有重要的指導作用。因此,配電系統的可靠性對整個電力系統的可靠性研究起著重要的作用。
2 配電網可靠性價值評估的理論基礎
現代公共工程成本―效益分析理論的起源,最早可追溯到1844年法國工程師Jules.Dupuit發表的論文《公共工程項目效用的測算》。1920年,英國人A. C. Pigou出版了《福利經濟學》一書,將邊際分析方法應用到了成本―效益分析中,奠定了成本―效益分析方法的理論基礎。
可靠性成本―效益分析可用A. C. Pigou的邊際分析方法來說明。定義可靠性邊際成本為增加一個單位可靠性水平而需增加的投資成本;定義可靠性邊際效益為因增加了一個單位可靠性水平而獲得的效益(亦即因此減少的停電成本)。
在圖1所示的可靠性成本―效益分析曲線中,MC代表可靠性邊際成本曲線;MB代表可靠性邊際效益曲線;TC為邊際供電總成本曲線。
當滿足式(3)時,可靠性邊際成本等于可靠性邊際效益,即圖1中的曲線MC與MB相交點,此時凈效益最大,所對應的R m是最合理的供電系統可靠性水平。式(3)就是供電企業配電網改造的可靠性優化準則。
3 系統可靠性綜合評估應用的實現
狀態抽樣:ls-epras利用蒙特卡羅仿真進行電網可靠性的綜合評估,在進行電網充裕度和穩定度評估之前,要對系統狀態空間進行抽樣,形成仿真樣本,通過大量的確定性計算統計各種可靠性指標。
網絡連通性評估。當系統中的開關(開或閉)時,原有的拓撲結構會發生變化,并快速、有效地根據網絡的變化進行靜態安全評估是一項至關重要的任務。將網絡連通性評價應用于系統的網絡拓撲分析,并從系統的概率的角度來尋找切割點和橋,計算出各總線的概率成橋和各支路成橋。地面功率流計算是可靠性綜合評價的基礎。系統的流量計算在靜態等值的基礎上,給出了系統(內部)系統運行狀態信息,并考慮系統中可能出現的各種干擾(發電機、輸電線路斷開、輸出負載調節、分接開關調節等)。
電網故障風險評估對系統各元件可能發生的各種故障(包括復故障)進行抽樣計算,用于指導電力系統結構設計、電氣一次二次設備的選擇。
靜態安全風險評估是基于靜態安全評估風險的不確定因素,對電力系統運行中的操作風險進行定量評估的損失所造成的損失。
最優潮流風險評估。在最優潮流的基礎上,考慮了負載的隨機效應和傳輸設備故障對最優潮流的影響。同時,通過合理調整變壓器分接頭、開關電容、發電機無功功率,系統電壓保持在最合理的水平,系統傳輸損耗盡可能小,避免了不合理的無功傳輸。所有的任務都必須確保系統中所有組件的操作不會發生更多的限制。在這個系統中,有功和無功的交叉近似算法是用來計算的主動近似模型,它可以用來計算在2至5的快速分解方法的最佳功率流。
4 結語
隨著電力市場的發展,電力系統可靠性經濟學在配電網改造中的應用,將得到越來越廣泛的應用。在實際工程應用中,可以根據可靠性評估的計算方法和可靠性優化軟件包的開發,為提高供電可靠性的可靠性提供科學依據。充分體現了實用化、大眾化的特點,處于國內領先水平,且便于在各級配電供電企業中推廣使用。
【參考文獻】
[1]楊毅,韋鋼,周冰,等.含分布式電源的配電網模糊優化規劃[J].電力系統自動化,2010,34(13):18-23.
【摘要】本文介紹了配網用智能開關的定義、發展歷程、運行管理現狀,并結合配電網管理,研究智能開關在實際應用中要注意的問題和解決辦法。
【關鍵詞】配電網;智能開關;管理
一、引言
國內智能化配電網試點工程建設已在不斷擴大,取得很好示范效應,但在實際運用中出現重科技創新輕應用管理的問題,不能發揮應有的作用。配電網管理的基礎設備是智能開關,事關配電網科技創新的實際效果。
二、配網中的智能開關
(1)智能開關的定義與發展。智能開關是指一次設備是由非常規互感器、隔離開關、接地開關、斷路器組成,二次設備是由電力電子技術、數字化控制裝置和通訊接口組成執行單元,一二次集成的開關設備。實現保護、控制、通訊功能,能獨立執行當地功能,自動檢測設備缺陷和故障,具有遠程管理模式。初級智能開關是戶外型可視化微機保護裝置的一體化帶通訊功能的集成柱上開關或開關箱。發展趨勢是插接式開關系統(PASS):PASS采用智能化傳感器技術和微處理技術,通過數字通信實現對設備的在線監測、診斷、過程監視和站內計算機監控;通過智能軟件分析可確定出設備的運行狀況;PASS中安裝了電子式互感器;通過高速現場總線傳送數字化的電流電壓信號。(2)配網中智能開關的選擇、規劃設計與安裝調試。配網開關的選擇需滿足常規斷路器所要求的分閘時間、絕緣耐壓、動熱穩定性需要??刂蒲b置要實現不間斷供電電源。要通過全密封防水型航空接插件和戶外密封電纜進行電氣連接。開關的智能化與傳感技術是分不開的,要提高智能化開關的可靠性、檢測精度,需采用光電傳感器、在線位移傳感器、角度傳感器、新型光纖溫度傳感器、SF6壓力傳感器及檢測真空度的傳感技術。配網開關規劃設計方面將技術先進和經濟效益相結合,線路開關數量適當:線路長、故障多的增加開關數量要適當。輻射型多分支線路中主分支線均要加裝開關,次分支可不加。環網的在主分支兩側都加裝開關,減少停電范圍以及發揮環網作用。智能開關在中壓配電網的安裝采取柱上斷路器和桿下控制箱或者采用電纜開關箱,都要采用防撞、防誤碰(控制箱)、防通訊連接線損傷甚至防盜的措施。編制《10kV柱上智能分段負荷開關成套設備(含控制單元、PT)測試規范》。主要項目有兩類。設備檢測過程中,如出現檢測項目A類任一小項不通過,則認定該設備不能通過檢測。檢測項目B類按實際檢測結果評分。A類是相間短路故障隔離、單相接地故障隔離、聯絡開關轉供電、后備電源及工程配置能力;B類是通信協議一致性測試、電磁兼容及耐壓、就地操作、結構及配置檢查、成套設備運維安全防護。(3)配網中智能開關保護定值管理。第一,開關保護定值預期效果。故障區域自動隔離。當支線發生單相接地、相間短路故障時,根據電流保護階梯式保護時限和過流三段反時限特性,以及零序電流的變化,智能開關先于變電站出線保護開關跳閘,自動隔離故障線路,變電站出線、干線分段開關及其它分支線路開關不因故障發生而跳閘引起停電。干線故障時,也不會引起變電站跳閘和上一級干線分段開關跳閘。環網線路根據環網方法不同,進行調整??焖倩謴头枪收蠀^域供電。在輻射型配電網絡中,若分支線路保護越級引起干線跳閘,或干線越級導致前一級干線跳閘,則可通過檢壓重合閘方式,延時和次數的不同進行自愈。達到主干線先重合,合閘閉鎖,成功后分支開關檢有壓而合閘,若故障則分閘閉鎖的效果。第二,開關保護定值的設定原則。一是主干分段開關采用階梯式電流保護。從時間上、電流值上配合。主干斷路器3~5個較宜,開關時間值調整一致(多分段開關時局部幾個開關合一設定)或級差調整為大于等于150ms。二是分支線路配合前一級分段開關的定值,電流值的設定可根據負荷情況按照躲過負荷啟動電流和兩相末端短路值來設定,過流時間上等于或小于分段開關值,速斷要小于分段開關值。三是計算出來的定值要保證低于變電站出線開關的定值。四是要根據配網管理系統的潮流以及負荷分布進行實時調整。(4)配網中智能開關通訊管理。目前逐步推廣應用的通訊通道的最佳方式是主站(子站)采用標準的以太網通信設備,主站(子站)與站端(FTU/DTU)的通信使用較多的是光纖自愈環網和光纖以太網方式。由于架空線路覆蓋范圍廣闊,目前多采用GPRS/CDMA通訊。FTU/DTU通過GPRS通信模塊和配網管理系統主站系統構成虛擬專用網。
三、結語
衡量智能開關管理與應用水平,主要看經濟效益、安全生產、客戶服務、管理水平等方面。智能開關將全面代替其它配網開關,成為配電網管理的重要基礎。
參 考 文 獻
[1]高東(音).《智能化斷路器簡介》.華東電網有限公司.2001(1)
[2]毛為民,文鋒.基于柱上智能開關的廣州地區架空饋線自動化模式的研究[J].配電網自動化技術.全國電力系統配電技術協作網第二屆年會論文集.2009(10)
關鍵詞:配電自動化,配電管理系統,環網配電,供電可靠性
1 引言隨著經濟發展和人民生活水平的提高,對電力系統的供電質量和供電可靠性要求越來越高,而發展配電自動化是提高供電質量和可靠性的重要措施。。
配電自動化是利用現代電子、計算機通信及網絡技術,將配電網在線數據和離線數據、配電網數據和用戶數據、電網結構和地理圖形進行信息集成,構成完整的自動化系統,實現配電網及其設備正常運行以及事故狀態的監測、保護、控制、用電和配電管理的現代化。配電自動化系統(DAS)在縱向結構分屬于配電管理系統(DMS),橫向與110kV變電站綜合自動化、調度自動化、電力MIS等緊密關聯。它是實時的配電自動化與配電管理系統集成為一體的系統。
2 配電自動化及管理系統2.1 配電自動化及管理系統的等級劃分及結構根據配電網規模、地理分布及電網結構,分為特大型、大中型和中小型系統。主要由主站系統、子站系統、遠方終端、通信系統組成。其組成結構分別見圖1(特大型配電自動化及管理系統組成結構)、圖2(大中型配電自動化及管理系統組成結構)和圖3(中小型配電自動化及管理系統組成結構)。
圖1 特大型配電自動化及管理系統組成結構
圖2 大中型配電自動化及管理系統組成結構
圖3 中小型配電自動化及管理系統組成結構
2.2 配電自動化及管理系統的主要功能2.2.1 配電自動化及管理系統的主站
配電自動化及管理系統主站是整個配電自動化及管理系統的監控、管理中心。其主要功能有實時功能和管理功能。
實時功能:數據采集、數據傳輸、數據處理、控制功能、事件報告、人機聯系、系統維護、故障處理等。
管理功能:指標管理、地理信息系統(GIS)、運行管理、設備管理(FM)、輔助設計(AM)、輔助工程管理、應用軟件等。
2.2.2 配電自動化及管理系統的中心站
在特大城市的配電自動化及管理系統中可設中心站,是下屬主站經加工處理后的信息匯集、管理中心。主要負責全局重要信息的監視與管理,特大城市電力部門可根據各自實際情況,確定本局配電自動化及管理系統中是否設置中心站。。
2.2.3 配電自動化及管理系統子站
配電自動化及管理系統子站是為分布主站功能、優化信息傳輸、清晰系統結構層次、方便通信系統組網而設置的中間層,實現所轄范圍內的信息匯集、處理以及故障處理、通信監視等功能。具體功能有:數據采集、控制功能、數據傳輸、維護功能、故障處理、通信監視等。
2.2.4 配電自動化及管理系統遠方終端
配電自動化及管理系統遠方終端是用于中低壓電網的各種遠方監測、控制單元的總稱,它包括配電柱上開關監控終端FTU(Feeder Terminal Unit)、配電變壓器監測終端TTU(Transformer Terminal Unit)、開閉所、公用及用戶配電所的監控終端DTU(Distribution Terminal Unit)等。具體功能有:數據采集、控制功能、數據傳輸、維護功能、當地功能等。
3 實現配電自動化及管理系統過程中值得注意的問題3.1 規劃和建設好配電網架規劃和建設好配電網架,是實現配電自動化及管理系統的基本條件。常用的配網接線有樹狀、放射狀、網狀、環網狀等形式,其中環網接線是配網最常用的一種形式。將配電網環網化,并將10kV饋線進行適當合理的分段;保證在事故情況下,110kV變電容量、10kV主干線和10kV饋線有足夠的轉移負荷的能力。
3.2 加強領導,統籌安排,分步實施配電自動化及管理系統的開發和應用,是從傳統的管理方式向現代化管理方式的飛躍,其涵蓋的內容十分廣泛,涉及部門諸多,為此,必須加強領導,統一規劃,因地制宜,分步實施,以實現最佳的投入產出比。
3.3 解決好實時系統與管理系統的一體化問題由于配電自動化(DA)涉及的一次設備成本較大,目前一般僅限于重要區域的配網使用,而AM/FM/GIS則可在全部配網使用。若使用一體化可通過AM/FM/GIS的一體化頗為重要。所謂一體化,就是指(GIS)作為計算機數據處理系統平臺的一個組成部分,整個系統的實時性和數據(包括圖形數據)的一致性得以保證,使得SCADA和AM/FM/GIS通過一個圖形用戶界面(GUI)集成在一起,從而提高系統的效率和效益。
3.4 配置合理的通信通道通信系統信道的選用,應根據通信規劃、現有通信條件和配電自動化及管理系統的需求,按分層配置、資源共享的原則予以確定。信道種類有光纖、微波、無線、載波、有線。。主干線推薦使用高中速信通,試點項目建議使用光纖。
3.5 選擇可靠的一次設備對一次開關設備除滿足相應標準外,還應滿足配電自動化及管理系統的如下要求:
【關鍵詞】中壓寬帶 電力線 通信接入方式 信道特征 測試 分析
一、中壓電力線路的結構與特征
中壓電網構成相對簡單。與低壓線路相比,它能夠克服距離長短的限制,噪音較低,然而,供電系統僅適合于幾十赫茲低頻信號傳輸,如果進行高頻信號傳輸,附加寬帶PLC的使用,就會產生一系列影響信號傳輸質量的不良因素,如:通信串擾、信號泄漏、信號的干擾等,解決這些問題的唯一方法就是發明更加高端、更為先進的PLC接入設備與調制方式。其中寬帶PLC中壓耦合接入設備成為重點探究的對象,經研究其符合我國電網結構與特征。我國電網結構與數據圖如下所示:
從上圖可看出:我國電網結構包括:高、中、低三個層次級別,變壓器將各個等級層次連接起來,這無疑成為了高載頻數據通信的一大障礙,所以,要想解除變壓器的限制,就要通過分級接入的方式來處理PLC寬帶鏈接,也就是要根據各個電壓級別層次來對應設計出適應性的接入設備。如圖展示,只有在中低壓中間設置合適的接入設備,才能確保遠距離通訊的實現。
二、中壓寬帶PLC系統接入方式
這一系統接入涵蓋PLC 以及同其他寬帶通信網絡(互聯網服務供應商)之間的接口, 傳統的互聯網與這一接口鏈接起來得到相關的數據信息,其中包括傳輸信號于中壓線路的設備接口,這些傳輸的信號需要途經MV-PLC主調制設備以及MV耦合裝置這兩項設備。
MV-PLC主調制設備是對中壓與低壓連接處的接口進行調節,主要作用為將中壓線中所附帶的寬帶PLC數據信息進行轉換與調制,直接目標為低壓線路,終極目的為網絡用戶。下面就第一個中壓PLC實驗線路展開測試,把這一測試當作理論探究的依據。
三、中壓線路信道測試與分析
(一)測試的目的與結果分析
目的:研究出更先進的設計依據以及技術儲備為寬帶PLC逐步發展到中壓線路打下基礎,為全程中壓線路長距離接入做好技術與信息資源上的準備。
(二)測試結果分析
1.阻抗特性分析
經過實踐的操作運行得出:中壓10kv配電線路的阻抗性能會受到測量方位、時間以及頻率等的影響,會隨著它們去變化,變化幅度由數十到上百的量,通過高頻信號發生器所出現的正弦電壓信號,設定1MHZ-30MHZ的頻率范圍,在500KHZ的頻率間查看阻抗變化。通過采集V1、V2來對應計算出線路的阻抗值。下圖為測試整理后得出的中壓線路輸入阻抗變化圖:
2.噪聲特征分析
經過實踐測試得出:中壓線路的有色背景噪聲大概在―60dBV/hz―80dBV/hz,同低壓線路的平均噪音對比起來,大約多出10 dBV/hz。而且其窄帶擾亂性噪音則更高。而且測試發現:中壓線路中各個測試點有色背景噪聲的PSD數值間沒有很大差別,其窄帶干擾也發生在小于25MHZ的范圍內。由此可見,展開對線路上噪聲頻域以及進行時等方面的分析是十分必要的。
3.衰減性分析
與低壓線路相比,中壓線路更容易發生衰減現象,而且相對嚴重。大概每100米衰減8―11db,但是,在1.7千米線路范圍內也能夠順利進行通信。當將調制解調器的功率放大時,在各個測試長度中都能夠達到信息傳輸與通信通話等目的,實現了通訊水平的提高。各個測試點距離下的測試內容與數據如下圖:
四、總結
為了提高通信質量與水平就要促進寬帶PLC系統向著中壓電力線路前進,經過不斷的實驗與測試來提供大量寶貴的信息數據資源,并且在阻抗性、衰減性等加以發展與更新。
參考文獻:
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[2]王喬晨;郭靜波;王贊基低壓配電網電力線高頻噪聲的測量與分析[期刊論文]-電力系統自動化 2002(01)
[關鍵詞]電力自動化技術;電力工程;應用
中圖分類號:TM76 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)14-0217-01
伴隨著我國國民經濟的健康持續發展,人均物質生活水平有了顯著提升,無論是企業發展用電還是人們日常用電,對于電量的需求度越來越高,相應的對于電力系統建設提出了更高的要求。所以,在當前時代背景下,如何能夠更好的保證電力系統安全和穩定,成為首要解決問題之一。由此,加強對電力自動化技術在電力工程中的應用研究十分有必要的。
一、電力自動化技術的概述
電力自動化技術是一門綜合較強的技術,它是在網絡通信技術和信息處理技術上發展起來的。電力自動化技術在電子工程中的應用,能夠實現監督管理和遠程控制,為電力系統的平穩運行提供了保證,使得電力系統能夠為社會提供更為優質的服務。
電力自動化技術在電氣工程中的應用,首先要滿足以下幾個基本要求:第一,電力自動化技術要保證電力系統的安全,并且符合經濟的原則;第二,保證電力自動化技術滿足電力系統各部分的技術要求,實現設備的安全性,盡可能的提高經濟性;第三,以設備的實際運行為依據,便于操作人員進行協調和操控;第四,實時監控電力系統的整體數據及相關參數,進行收集后進行分析并及時反饋,以保證電力系統全程都正常運行;第五,利用電力自動化技術以達到節省人力的目的,從而減少安全事故發生的可能性。
電力自動化技術的發展方向主要有以下幾個方面:電網調度技術的自動化、變電站技術的自動化、配電網技術的自動化。電力自動化技術的發展離不開計算機技術和網絡通信技術。電網調度技術的自動化的核心系統是計算機控制系統,進行信息采集、整理和顯示,以保證電網的平穩運行;變電站技術的自動化可以對電力系統進行優化設計和重新組合,為信息的處理收集更為全面的數據,以保證電力工程的監控系統更好的操作和運行;配電網技術的自動化主要以城鄉的配電網為目標進行改造,配電網技術的自動化的應用和發展與網絡化程度密切相關。
二、電力自動化技術的發展趨勢
(1)電網調度技術的自動化發展。電網自動化技術主要是以計算機技術為主的控制系統,結合信息技術處理技術應用在實際,滿足對信息的搜集和處理,將數據匯總進行分析,有效解決其中存在問題,保證電網系統能夠正常運轉,而相關調度人員可以有效進行指揮,落實各項工作任務。電網調度技術自動化,不僅有助于強化對電力工程監控,而且可以更好的規避工程安全事故,及時有效的進行預防和處理,保證電網系統正常運轉,充分發揮其原有作用。
(2)變電站技術的自動化發展。變電站技術自動化發展趨勢主要是借助計算機技術以及通訊技術為主,從而實現對信息數據的集中處理,確保電力工程中變電站信息有效處理,優化電力系統內部結構,為信息收集和處理提供全面的數據依據,更為合理有效的監督和控制電力系統的運行情況,規避其中潛在的安全隱患。此外,配電網技術的自動化發展,主要是針對城鄉配電網進行改造,促使電網建設持續發展,電力系統得到了廣泛的應用,確保配電自動化技術的實際應用,充分發揮原有作用。
三、電力工程中電力自動化技術的應用
隨著電力自動化技術的發展,以及在實際電網建設中的應用,對于遠程監控和管理作用發揮有著較為深遠的影響,并且為電力系統安全、平穩運行做出了巨大的貢獻。所以,當前電力自動化論文技術在電力工程中的應用愈加廣泛,就其實際應用情況,客觀進行分析。
(1)現場總線技術的實際應用?,F場總線技術在電力工程建設中的實際應用,主要是將電力設備的各項設備同自動化裝置進行連接,形成多向的一體化數字網絡,將通訊技術、控制、計算機以及傳感器有機整合在一起的技術手段。電力工程建設中,廣泛應用現場總線技術通過變送器收集電量數據后,最終將信號傳輸到計算機主控終端中,建立數學模型進行分析和計算,將控制指令傳輸到設備上,實現電力自動化技術的實際應用。信息系統計算連接后,并不需要對現場整體進行控制,只需要對相關數據信息進行調度,經過實踐活動經驗的積累,現場總線技術的實際應用,能夠促使上位機和前置機協調配合,對儀表設備及時控制,實現電力系統的控制目的??偟恼f來,伴隨著電力調度技術的快速發展,在實際應用中能夠較好的滿足工作需求,實現電力系統的信息交互和共享,有效解決其中存在的問題,確保電力系統能夠正常運轉,不斷創新和完善。
(2)主動對象數據庫技術的實際應用。數據庫技術是當前大數據時代較為常見的計算機存儲技術,在電力工程建設中的應用主要是作用于監控系統中,對于系統的創新和發展有著較為深遠的影響,推動了硬件和軟件的技術變革。主動對象數據庫技術在電力工程建設中的應用,相較于普通的數據庫技術,主動對象數據庫技術通過主動和技術功能提供支持,在實際應用中取得了較為可觀的成效。與此同時,隨著觸發機制的廣泛應用,數據庫的監視作用得到了更充分的發揮和控制,大大節省了數據庫數據輸入和傳輸速度,為數據庫的管理工作提供技術保障。此外,我國數據庫技術經過長期的完善和發展,相關理論基礎以及實踐開展經驗較為豐富,相信在不久的將來,電力自動化技術必然會電力系統中更為廣泛的應用。
(3)光互連技術的實際應用。光互連技術在電力工程建設中的實際應用,主要是基于機電裝置的控制系統,具體表現在以下幾個方面:不受平面限制以及電容負載,有助于提升系統集成度,滿足其監控需求。經過大量的實踐證明,通過電子信息的傳輸,能夠重組編程結構,促使電力系統更為靈活的應用管理。但是這種技術抗磁干擾性較為突出,所以在實際應用中有助于數據通訊,能夠為電力系統提供更為安全、可靠的功能。光互聯技術是利用電子交換和電子傳輸技術,對網絡進行拓展并重組編程結構,具有采集數據、分析數據、控制數據等功能,從而實現電力系統更加靈活。光互聯技術不受電容負載的限制,能夠不同條件下對監控的需求。除此之外,光互聯技術具有高級應用和電網分析的功能,在實際應用中,能夠為工程調度員的調度工作提供依據。還光互聯技術在電力工程中應用的最為廣泛,它可以加大處理器的干涉能力,使設備具有更強的抗磁干擾力,能夠實現電力系統安全性和可靠性,保證電力工程的功能可信,因此,光互聯技術在電力工程中的應用具有重要意義。
四、結束語
以上所述,電力自動化技術在電力工程中發揮著越來越重要的作用,在新技術迅速發展的背景下,傳統的技術逐漸被取代,這一變化更加為電力自動化技術的推廣提供了機遇。應用電力自動化技術能夠實現電力系統的自動化,保證電力系統的安全性和可靠性,既能減少設備的使用、降低成本投入,又能提高用電效率、增大經濟效益。但是對電力自動化技術的研究是一項長期且復雜的工程,今后必須重視電力自動化技術的應用,以提高電能的產量為目標,從而為社會提供更多、更優質的電能,實現電力企業的可持續發展。
參考文獻
[1] 韓晨霞.電力工程中的電力自動化技術應用[J].電子技術與軟件工程,2016(19):162.