智能配電網(wǎng)自動化正在發(fā)展，配電網(wǎng)新技術(shù)逐步推廣

在電網(wǎng)的各個環(huán)節(jié)中，變電、輸電、用電的智能化水平已經(jīng)相當高，只有配電環(huán)節(jié)，受傳統(tǒng)建設(shè)理念、建設(shè)條件和技術(shù)水平的限制，才成為智能化的一個洼地。

在國家政策的支持下，配電網(wǎng)迎來了新的發(fā)展機遇，隨著建設(shè)改造的深入和分布式能源比重的提高，未來配電網(wǎng)的技術(shù)要求將不斷提高。那么，智能電網(wǎng)的突破在哪里？

綜合傳感技術(shù)、電力電子技術(shù)、新一代通信技術(shù)和大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的應(yīng)用將成為突破“最后一公里”的關(guān)鍵。電氣工程專家認為：未來配電網(wǎng)將采用變電站間高速寬帶通信系統(tǒng)，采用智能電子設(shè)備（IED）進行自適應(yīng)控制和保護，采用能量管理系統(tǒng)對配電網(wǎng)運行進行監(jiān)控，充分利用智能系統(tǒng)，減少電能質(zhì)量問題，提高供電可靠性。

未來配電網(wǎng)將逐步推廣的新技術(shù)如下：

一、先進的配電網(wǎng)自動化技術(shù)

配電自動化系統(tǒng)對配電網(wǎng)中的重要設(shè)備進行連續(xù)監(jiān)測和自動控制，將配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SCADA）集成。

高級配電自動化（ADA）包括智能傳感器、電子控制器和從重要饋線收集信息的雙向通信系統(tǒng)。ADA系統(tǒng)采集并顯示配電系統(tǒng)的電壓、電流、有功功率、無功功率、設(shè)備狀態(tài)、運行狀態(tài)、事件日志等與配電系統(tǒng)狀態(tài)有關(guān)的信息。

其優(yōu)點是操作人員可以方便地遠程控制電容器的接入、斷路器的分斷和電壓的調(diào)節(jié)。變電站自動化如果配備自動開關(guān)、重合閘、電容器和先進的計量裝置，可以實現(xiàn)電網(wǎng)的優(yōu)化改造，提高系統(tǒng)的可靠性和技術(shù)性能，也就是說可以充分發(fā)揮智能電網(wǎng)的功能。

二。智能饋線重合閘及繼電器

預計到2030年，70%的饋線將配備智能繼電器和重合閘。利用饋線末端的微機繼電器和重合器取代傳統(tǒng)的機電式繼電保護和控制裝置是智能電網(wǎng)發(fā)展的必然過程。

智能饋線重合閘及繼電控制設(shè)備的優(yōu)點如下：

1。測量儀器能夠?qū)y量值進行連續(xù)監(jiān)測和分析，及時處理測量信息，計算出有用的數(shù)據(jù)（如到故障點的故障距離）。

2。它可以通過基于工業(yè)標準協(xié)議的通信系統(tǒng)將ied3。具備自檢能力，使IED能夠檢測自身內(nèi)部故障并及時通知員工進行維護。

4?？纱鎯Χ喾N工作模式，并可根據(jù)需要將負載切換到最佳工作模式。

5個。功能多樣化。例如，繼電保護的IED具有快速過流保護、自動重合閘、饋線保護等功能，還具有對設(shè)備環(huán)境的測量和監(jiān)視功能。這些功能被集成到一個設(shè)備中，從而減少了設(shè)備內(nèi)部的繞組和控制板的體積。

三、智能線路開關(guān)技術(shù)

預計到2030年，25%的配電網(wǎng)饋線將配備智能線路開關(guān)。目前，一些智能線路交換技術(shù)已經(jīng)得到應(yīng)用。這些技術(shù)使配電網(wǎng)實現(xiàn)了自愈。同時，它還支持饋線終端實現(xiàn)最優(yōu)的電網(wǎng)重構(gòu)，以滿足分布式發(fā)電和負載均衡的需求。

它具有以下主要特點：

1。通信系統(tǒng)采用工業(yè)標準，支持遠程控制和數(shù)據(jù)采集。交換機還支持與其他智能設(shè)備（如其他智能交換機、開關(guān)電容器、分布式電源等）的點對點通信。高可靠性的通信系統(tǒng)是實現(xiàn)上述目標的必要條件。

2。每個智能線路交換機必須包含一個獨立的本地控制器，以獲取本地數(shù)據(jù)并實現(xiàn)自動切換。

3。智能線路開關(guān)及相關(guān)控制器必須支持“雙向”操作，能夠檢測流向并根據(jù)流向做出響應(yīng)。對于配電網(wǎng)饋線（智能配電系統(tǒng)中經(jīng)常發(fā)生的）的重構(gòu)和可能發(fā)生潮流逆轉(zhuǎn)的配電網(wǎng)，雙向運行能力是非常必要的。

4。支持單向運行（僅適用于需要跳閘的相位）和三線運行（同時進行三相跳閘）。如果分布式發(fā)電設(shè)備位于智能線路開關(guān)的下游（遠離變電站），其單相跳閘功能將被禁用，以避免損壞發(fā)電機。

四、電力電子技術(shù)

電力電子技術(shù)不僅可以為用戶提供穩(wěn)定的電源，還可以實現(xiàn)對頻率、相位、電壓等的靈活控制。靜止無功補償器和短路限流器是配電網(wǎng)中兩種典型的電力電子器件。

兩種典型的電力電子設(shè)備：

1。靜止無功補償器

靜止同步無功補償裝置是目前最先進的無功補償裝置。它不再使用大容量電容和電感產(chǎn)生無功功率，而是利用電力電子器件的高頻開關(guān)實現(xiàn)無功補償技術(shù)的質(zhì)的飛躍，特別是用于中高壓電力系統(tǒng)的動態(tài)無功補償。靜止同步無功補償器能在一個周期內(nèi)消除小的電能質(zhì)量擾動。因此，它可以解決由輸出波動源（風電、光伏等）連接引起的配電網(wǎng)電壓波動問題。

2。短路限流器

另一個典型的例子是短路限流器，在我國常被稱為故障限流器。Sccls技術(shù)可以用來解決輸電系統(tǒng)中的大短路電流問題。發(fā)電量越大，故障電流越大，有可能超過運行設(shè)備的承載能力?；陔娏﹄娮蛹夹g(shù)的SCCL可以有效地解決這一問題。SCCL的核心思想是：正常運行時為零阻抗（或低阻抗），短路故障時為高阻抗，從而限制短路電流。

五、智能逆變技術(shù)

逆變器是將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能的裝置。逆變器是光伏發(fā)電系統(tǒng)中最復雜的設(shè)備，是系統(tǒng)中第二昂貴的設(shè)備，也是系統(tǒng)中最脆弱的部分。光伏電池板一般非常堅固可靠，使用壽命可達25年，而逆變器的壽命一般不超過10年。

小功率逆變器在光伏系統(tǒng)中的應(yīng)用目前，光伏電池板都是串聯(lián)的。如果光伏板的某一部分被阻塞，整個系統(tǒng)的發(fā)電效率就會降低。另外，要使光伏組件達到最佳工作狀態(tài)，所有光伏板必須具有相同的方向和傾角，這就限制了屋頂光伏的布局。

與之不同的是，未來的光伏發(fā)電系統(tǒng)要求每個電池板都連接到自己的微逆電路上，這樣可以充分挖掘每個光伏板的發(fā)電潛力，提高整個系統(tǒng)的發(fā)電效率。特別是當應(yīng)用于錯層屋面時，隨著光伏發(fā)電技術(shù)的普及和光伏并網(wǎng)的增加，系統(tǒng)設(shè)計的靈活性增強，電力公司大力推廣智能逆變電源。除了完成DC-AC轉(zhuǎn)換的基本功能外，還將提供以下輔助服務(wù)：低/高電壓交叉、自動發(fā)電、自動光抑制、諧振抑制、阻尼振蕩、電網(wǎng)支持

六、智能變壓器

傳統(tǒng)的變壓器在輕載下效率很低，存在液體介質(zhì)泄漏的隱患，只有單一的上下電壓功能不能提供實時調(diào)壓和系統(tǒng)監(jiān)控功能。

同時，它們不能通過單相電路提供三相電能，將來也不能一個接一個地進行部分拆修，配電變壓器將作為分布式電源的接口，可以接入儲能，可以接受電動汽車，并用電力電子器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的配電變壓器設(shè)備。

美國電力研究所開發(fā)的智能變壓器可以作為可再生能源并網(wǎng)的接口，包括一個雙向電源接口，方便光伏、儲能和電動汽車的接入，以及系統(tǒng)集成的指揮控制功能，除就地控制和孤島控制外，EPRI還開發(fā)了一種中壓智能型通用變壓器。該技術(shù)取代了獨立的功率變換器和傳統(tǒng)的變壓器，完全摒棄了傳統(tǒng)變壓器的笨重結(jié)構(gòu)和大量接線。多功能IUT可提供400V直流母線電壓，可用于直流配電系統(tǒng)供電或電動汽車快速充電。

如上所述，配電網(wǎng)中有許多智能新技術(shù)，如多功能固態(tài)開關(guān)技術(shù)、配電網(wǎng)故障預測與定位技術(shù)、先進的計量設(shè)施（AMI）、本地能源網(wǎng)絡(luò)控制器、分布式電源，包括分布式發(fā)電設(shè)備，可再生能源、儲能設(shè)備等。

總結(jié)如下：

在電力體制改革的背景下，為了提高服務(wù)水平，降低運營成本，新技術(shù)將在未來的智能配電電網(wǎng)中發(fā)揮重要作用。電力工業(yè)應(yīng)充分利用現(xiàn)有的監(jiān)控設(shè)施，不斷發(fā)現(xiàn)和使用新的方法、新技術(shù)和新設(shè)備，實現(xiàn)供電系統(tǒng)的安全、高效、長期穩(wěn)定運行。meidiaocnc.cn