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配电自动化发展方向(3)

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2010/11/25 14:34:09   


  3集成化、智能化和综合化是一发展趋势
  早期配电自动化的实施采用发展独立的、单项自动化系统来解决问题,如直接的负荷控制、大用户的远程抄表等,由于配电自动化的功能之间存在着不同程度的关联,其中大部分要求很难满足,且还无法克服在扩大应用规模时确认所需投资的合理性所遇到的困难。这种按"功能定向"的方法,已造成综合化水平非常低并带来若干反面影响,如功能重叠、数据的重复、灵活性很差和维修费用高等。
  另外,配电自动化系统作为一个庞大复杂的、综合性很高的系统性工程,包含众多的设备和子系统,各功能、子系统之间存在着不同程度的关联,其本身及其所用技术又处于不断发展之中,对任一家制造商而言,根本不可能包揽一切。
  这就要求配电自动化系统采用全面解决的方案,走系统集成之路,使得各种应用之间可共享投资和运行费用,最大限度保护用户原有的投资。
  在馈线自动化方面,现有馈线终端设备不仅具有常规的遥测、遥信和遥控功能,且还集成了自动重合闸、馈线故障检测和电能质量的一些参数的检测功能,甚至集成了断路器的监视功
  能,且有进一步与断路器、开关相结合,机电一体化,发展成为智能化开关的趋势。显著地降低了建设、运行和维护的综合成本,为提高供电可靠性,创造了有利的条件。
  故障定位和自动恢复送电可以明显地缩短停电时间。有效地解决这一问题,必须以数字式继电保护、馈线自动化和DMS系统为基础。对于故障定位,国外有人提出使用三种技术综合处理:故障距离计算法、线路故障指示器法以及不同线路区间故障概率统计法,这些信息结合在一起进行模糊逻辑处理。
  在电压无功控制方面,天津大学杨争林、孙雅明首次提出基于人工神经元网络的无功预测和优化决策相结合的变电站电压无功控制策略,该策略以无功变化趋势为指导,充分发挥了电容器的经济技术效益,能在无功基本平衡和保证电压合格的前提下,使变压器分接头的调节次数降至最小,消除了盲目调节,降低了变压器故障几率和减少了维护量。
  4电力线载波技术取得重大突破
  1997年10月英国联合电力公司的子公司Norweb通信公司与加拿大Notel公司联合声称:取得了电力线载波技术重大突破,利用新开发的数字配电线载波技术(Digital Power Line DPL)可有效地保护配电线上传输的信号不受干扰,使得电力公司可以通过现成的配电线路为用户提供高速、可靠而费用低廉的因特网、多媒体以及其他信息服务。目前,该技术可为家庭和中小型用户提供速度最快的通信方式。
  DPL技术是针对能够加强本地、区域性以至全球范围的家庭和中小型公司的数据访问性能和响应性能,采用改进的因特网规约(IP)以及复杂的专用电子装置来沿低压配电电缆网络传输MHz级的数字高频信号,同时监视导致信息失真的脉冲信号以及其他形式的电干扰,从而实现了利用配电网络为家庭和中小公司提供数字电话、传真及因特网通信服务的手段。
  该项技术的优越性体现在:
  对于电力公司来说,配电网络是现成的,因而应用DPL技术的投资远小于其他宽带通信系统;
  由于配电系统连至千家万户,通过该网络可为用户提供极方便的因特网服务;
  该技术使得由调制的低压网络传送的因特网和数据访问的速度比目前最快的综合数字服务网络ISDN的速度提高了10倍,比与普通电话线连接的高速调制解调器快20倍;
  服务容量极易扩展;
  对电力公司来说,提供了开拓新市场的机会;
  这些信息服务的提供,可为电力公司提高效率、增强电力市场中竞争力,加深与用户的关系方面起到重要作用。
  但目前推广应用DPL技术存在一些因难:
  将变电站转化为与因特网相连的网关,还需要在变电站中安装开关以及异端高速回馈光纤网络以承载变电站和因特网之间的数据传输;
  DPL这项技术,还需要进一步发展和证实,而其他技术,如低能无线(low-power radio)、电缆调制解调器或不对称数字电话用户线(asymmetric digital subscriber line)等高速通信系统都已商业化或即将商业化,因而至少在最近两年内,DPL技术是一项相对比较贵的选择方案。
  5用户电力技术的应用
  用户电力(Custom Power)技术是Narain G.Hingorani任职于美国电力科学研究院(EPRI)时和柔性输电(FACTS)技术一起提出的。其核心内容是电力电子设备的应用。该项技术可以解决电压突升、突降和瞬时断电等配电系统扰动所引起的种种问题,可补偿电压下降及短时断电,对谐波进行有效滤波,补偿相电流的不平衡,改进功率因素。其对提高供电质量方面,有广阔的前景,值得研究。
  用固态断路器(Solid-State Transfer Switch SSTS)(动作非常快的电子开关)控制双电源馈线向重要用户供电时,固态断路器可在1/4Hz内完成备用馈电线切换,向用户提供不间断电源。除此之外,与静态电容器配合起来使用时,可提供优质电力,同限流电抗器或电阻器组合在一起,可在配电系统中迅速插入限流装置以防止来自大短路容量的过大故障电流。
  静态电容器(Static Condenser STATCOM)或静态补偿器(Static Compensator STATCOM)是快速响应的固态电力控制器,它能向4.16~69kV配电馈线连接处提供灵活的电压控制以改进电力质量;同时也是一个交流同期电压源,通过一个联络电抗和配电系统相关联,并能用改变电压源的幅值和相角的方法和配电系统交换无功和有功功率,其结果就可通过以STATCOM和配电线之间的联络电抗来控制电流。这样可调节无功电流和抑制电压波动。STATCOM是通过一个先进电力半导体装置组成的固态的直流到交流的变流器来实现的。它能有效地替代配电系统采用常规电压和无功控制元件、有载分接开关、电压调整器和自动投切电容器。一台多功能的STATCOM包括的功能有电压控制、动态滤波、低损控制无功和有功功率。
  动态电压恢复器(Dynamic Voltage Restorer DVR)有一个变压器、一个换流器和一个储能装置,只不过变压器是串接在母线上向敏感负荷供电。补偿是双向的,既能升高已下跌的电压,也能降低过高的电压,其响应时间只需几个毫秒。当电源侧电压质量明显不符合敏感负荷要求时,DVR通过串接的注入变压器向馈线注入可控幅值、相角和频率(谐波)的电压,来校正负荷侧电压波形的畸变,包括由于邻近线路发生故障或负荷时而引起的电压波动。
  无论是固态补偿器STATCOM还是动态电压恢复器(Dynamic Voltage Restorer DVR)直流储能装置的容量决定了对每次电压下跌进行调节的持续时间,可以从几个Hz到几秒钟。若应用超导储能器(Micro Super-conducting Magnetic Energy Storagy-SMES),可适用于短时间大功率的存储和释放场所。
  有了用户电力设施,用电的质量和可靠性仍需供电方和用电方合作解决,所以双方的信息畅通和工况变化的透明度是十分重要的,这有赖于供电信息化程度的提高。用户和供电者合作可以共同把扰动减少到几乎没有。不论是雷击、开关切换还是负荷大变动等,都不使其干扰电力用户的运作。

来源:电力网论坛
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