農(nóng)村配網(wǎng)智能化改造的可行性分析

2013-12-26 14:56:16 電力信息化　點擊量：評論 (0)

　　智能電網(wǎng)發(fā)展是社會經(jīng)濟和新技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，可促進節(jié)能減排，積極發(fā)展低碳經(jīng)濟，而智能電網(wǎng)是智能網(wǎng)重要和不可或缺的組成部分。智能電網(wǎng)整合系統(tǒng)實時生產(chǎn)和運營信息，因此可實現(xiàn)電網(wǎng)設備全壽命周期管理，優(yōu)化全社會能源配置，提高能源綜合投資及利用效益，是實現(xiàn)客戶增值服務的重要手段。作為其重要組成的農(nóng)村電網(wǎng)，加快其改造升級，提升其智能化水平具有現(xiàn)實意義。配電網(wǎng)要求高可靠性和高效率，能夠?qū)崿F(xiàn)可再生能源人網(wǎng)以及滿足家電設備智能化。農(nóng)村配電網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)分散、復雜，出于安全和可靠性的考慮，低電壓等級的分散電源支撐是必要的。以往認為農(nóng)村配電系統(tǒng)難以利用智能電網(wǎng)技術(shù)，而本文將介紹某些情況下智能電網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)村可能比在城市更能發(fā)揮效率，實現(xiàn)電力普遍社會服務。

1農(nóng)村配電網(wǎng)智能化
　　智能電網(wǎng)技術(shù)用于農(nóng)村配電網(wǎng)系統(tǒng)，實現(xiàn)對農(nóng)村和邊遠地區(qū)配電網(wǎng)能源消費的可控、能控，在主網(wǎng)故障前提下的自恢復、需求調(diào)節(jié)等。由于與城市中心比較，農(nóng)村和邊遠地區(qū)的負荷集中度偏低、分散性更強，因此農(nóng)村配電網(wǎng)規(guī)劃設計采用智能電網(wǎng)技術(shù)時，可以利用它完善的數(shù)據(jù)基礎，更加準確地獲得和預測負荷的大小和地址，從而減輕系統(tǒng)基于不確定性的負荷。

　　1.1提高農(nóng)村配電網(wǎng)經(jīng)濟運行(1)由于廣大農(nóng)村地區(qū)多采用長距離、輻射式配電線路，因此電壓降大，變電站運行電壓偏低，導致線路末端電壓不能滿足用戶的電能質(zhì)量要求。利用智能電網(wǎng)技術(shù)，在線路末端安裝電壓傳感器，并將電壓信息傳送給變電站，通過調(diào)節(jié)運行電壓使變電站電壓滿足末端最低允許電壓，線路終端保持適當?shù)碾妷核健＿@樣既可以提高用戶用電需求，又降低配電網(wǎng)的線路損耗，優(yōu)化配電網(wǎng)電能質(zhì)量。(2)利用變電站、線路數(shù)據(jù)，付費電能表和傳感器數(shù)據(jù)，可以得到更加準確和完善的運行信息，從而計算線路、變壓器損耗和進行負荷平衡分析。(3)針對農(nóng)村地區(qū)分散的特點，通過智能計量通信網(wǎng)絡可以獲得需求控制或價格控制信號。在電源短缺進行需求控制時，可在農(nóng)村配電網(wǎng)上安裝新的需求控制/響應系統(tǒng).采用更復雜的雙向通信監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)負荷的可控和能控。(4)隨著“家電下鄉(xiāng)”等政策的執(zhí)行，農(nóng)村地區(qū)的基本用電需求發(fā)生了根本改變，其對電能質(zhì)量的要求也日益增強。在終端用電設備方面，普及的節(jié)能照明設備和智能家用電器具有“非線性”的負荷特性，其功率因數(shù)低，并伴有諧波輸出，導致閃爍和變壓器超載現(xiàn)象日益增加，直接影響用戶的電能質(zhì)量。為此，可通過智能電網(wǎng)的傳感器技術(shù)，加強諧波監(jiān)控，降低電網(wǎng)中的諧波成分，來提高電網(wǎng)運行質(zhì)量。

　　1.2故障診斷隔離與自適應響應(1)過去重視輸電網(wǎng)動態(tài)性能評估，但由災害天氣導致的輸配電停運最終影響的是用戶，因此結(jié)合天氣的配電網(wǎng)監(jiān)控越來越受到重視。通過結(jié)合天氣的配電網(wǎng)監(jiān)控不僅有助于預測結(jié)冰信息或其它天氣信息，而且可預測供電中斷故障，掌握可能存在的孤島運行信息，是實現(xiàn)電網(wǎng)自適應和自恢復的重要組成。(2)當前的農(nóng)村配電網(wǎng)多是長線路、輻射式、多支路，為節(jié)約一次設備投資，線路采用隔離開關(guān)進行幾何分段。當線路上某支線故障時，由人工進行故障隔離，會造成停電時間長，停電范圍需根據(jù)經(jīng)驗作出決策;采用智能電網(wǎng)技術(shù)后，結(jié)合一次傳感器和通信技術(shù)，可實現(xiàn)在幾個用戶或供應網(wǎng)絡之間的負荷切換，并通過監(jiān)視和記錄故障前后運行電壓、電流，確保增加的負荷不會引起線路過載，保持正常的電壓水平。另外，在故障判斷方面，需要利用高級計量裝置進行更多的研究和創(chuàng)新，如監(jiān)控配電系統(tǒng)的噪音水平，以確定配電系統(tǒng)上常見的輔助設備(如絕緣子或避雷器)故障。

　　1.3分布式能源的影響智能電網(wǎng)的一個重要功能是確保配電系統(tǒng)中分布式電源的接入和能源儲存，協(xié)調(diào)波動性和間歇性。這對于偏遠地區(qū)或孤立地區(qū)的發(fā)電是非常關(guān)鍵的，因為這些地區(qū)的發(fā)電燃料運費比燃料自身的費用高。對于農(nóng)村和邊遠地區(qū)，相比大網(wǎng)輸配電，分布式可再生能源的空間巨大，其中首選應該是離網(wǎng)型風力發(fā)電技術(shù)。(1)鑒于農(nóng)村地區(qū)的用戶分散性，應考慮適當?shù)姆植际诫娫础＾r(nóng)村配電網(wǎng)絡分布式電源包括小型的屋頂太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)、微型家用風電機、沼氣和生物質(zhì)能發(fā)電以及傳統(tǒng)的分布式電源。將來，個體的3~5MW 風電機會連接到農(nóng)村配電系統(tǒng)。在農(nóng)村配電網(wǎng)上選擇性接入可靠性強的分布式電源，可以有效形成電壓支撐和備用熱電源，以降低高峰負荷、減少網(wǎng)絡損耗;在與主配電網(wǎng)由于故障斷開而孤立運行后向配電網(wǎng)運行設備提供恢復電源，有利于故障后主網(wǎng)的恢復，可提高配電網(wǎng)的運行效率和電能質(zhì)量。(2)考慮將來電動汽車充電樁或充電站的影響。由于這種電源的地點是變動的，很難預測其注入配電網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)量和時間，因此對配電網(wǎng)規(guī)劃設計提出了新的挑戰(zhàn)。

　　1.4地理信息系統(tǒng)和停電管理系統(tǒng)由于農(nóng)村和邊遠地區(qū)負荷相對分散、地理條件復雜，因此在農(nóng)村智能化進程中增加地理信息系統(tǒng)(GIS)的應用，記錄用戶的地理信息、用電綜合信息，改善系統(tǒng)運作和提高運行效率，有利于農(nóng)村配電網(wǎng)效率優(yōu)化，合理分配電能，同時便于配網(wǎng)自動化中故障尋址、故障范圍分析等功能的實現(xiàn)。停電管理系統(tǒng)是智能電網(wǎng)技術(shù)的應用功能，可以監(jiān)控配電網(wǎng)運行狀態(tài)。在供電中斷后，通過智能計量裝置表和其它傳感器可獲取停電地點和設備信息。()Ms系統(tǒng)可以準確記錄斷電原因以及地點，通過對()MS系統(tǒng)上傳的數(shù)據(jù)流進行分析，將更加準確記錄斷電前后的運行數(shù)據(jù)，有利于故障原因分析，以便制定更加有效的電網(wǎng)檢修維護決策，提高配電網(wǎng)可靠性指標。

2經(jīng)濟可行性分析
　　考慮到長距離輸配電線路成本高，而分布式發(fā)電成本低，線路損耗小，發(fā)電容量、輸配電容量投資遞延，因此在電網(wǎng)不能覆蓋的地區(qū)，利用可再生能源建立獨立的小型發(fā)電系統(tǒng)，可滿足當?shù)赜秒娦枨蟆Ｎ覈壳皼]有強制的考慮智能化的農(nóng)村電網(wǎng)規(guī)劃標準。在農(nóng)村配電網(wǎng)建設初期，智能電網(wǎng)的投資昂貴，可行度不大;但隨著“家電下鄉(xiāng)”等政策的推廣和實現(xiàn)，農(nóng)村智能電網(wǎng)技術(shù)一次設備技術(shù)的提高，

3結(jié)束語
　　智能電網(wǎng)技術(shù)是電網(wǎng)企業(yè)應對社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展而進行的重要技術(shù)創(chuàng)新，隨之應用于農(nóng)村配電網(wǎng)系統(tǒng)的工具和方法將發(fā)生變化。通過智能電網(wǎng)可改善終端配電網(wǎng)的電能質(zhì)量，在故障情況下減少停電時間，加快網(wǎng)絡恢復速度，提高供電可靠性，實現(xiàn)電網(wǎng)企業(yè)社會責任。