智能電網(wǎng)與配網(wǎng)自動化建設(shè)
智能電網(wǎng)是一項集計算機技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸、控制技術(shù)、現(xiàn)代化設(shè)備及管理于一體的綜合信息管理系統(tǒng)，通常習(xí)慣稱為電網(wǎng)自動化系統(tǒng)。智能電網(wǎng)建設(shè)的主要任務(wù)是重點推進智能化電氣設(shè)備裝備推廣應(yīng)用，實現(xiàn)電網(wǎng)管理過程自動化、智能化，帶動電網(wǎng)設(shè)備整體技術(shù)水平的提升。
1、智能化電氣裝備是智能電網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)
(1)智能裝備是將機器、人、控制系統(tǒng)與信息系統(tǒng)有效連接的網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)，一定要具備感知能力、認知能力和行動能力。
(2)智能裝備是對工業(yè)數(shù)據(jù)的全面深度感知，對動態(tài)傳輸與高級建模分析有更快的認知能力，從而形成智能決策與控制，驅(qū)動智能裝備制造業(yè)的向全面智能化發(fā)展。
(3)智能制造核心理念，將“精益理念、智能制造系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)集成、智能裝備”進行全方位的整合集成，并從“數(shù)據(jù)的采集和處理”、“人-機、機-機通訊”、“從數(shù)據(jù)、信息到?jīng)Q策”、“邁向預(yù)測型智能制造”四個層面進行實施
2、智能電網(wǎng)概念
智能電網(wǎng)就是電網(wǎng)的智能化；是建立在高速通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過先進的傳感器和測量技術(shù)把電氣設(shè)備終端節(jié)點上的各種信息采集回來，也就是把電網(wǎng)線路分段的運行狀態(tài)，反映到電腦顯示屏上面，再運用計算機技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)的運行狀態(tài)遠程控制，實現(xiàn)電網(wǎng)的安全、可靠、高效、經(jīng)濟的運行。
在電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，供電線路的電纜把電力輸送到用戶端，線路結(jié)構(gòu)（線路管道）和電氣設(shè)備之間形成電路。每一段電路稱為網(wǎng)絡(luò)鏈路的端點或網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點（二條或多條鏈路的公共結(jié)合點），在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運行中是可以隨時改變結(jié)構(gòu)的，鏈路會根據(jù)需要不得的變換結(jié)構(gòu)形態(tài)。如果這種改變是運用人工智能技術(shù)而發(fā)生的改變，稱網(wǎng)絡(luò)為智能化網(wǎng)絡(luò)。在計算機上對電網(wǎng)管理也就是對控制節(jié)點的管理，網(wǎng)絡(luò)上的控制節(jié)點越多，需要處理的信息量也就越大。電網(wǎng)不管是人工管理還是計算機管理都離不開網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)形態(tài)。在人工管理時只需要有線路結(jié)線圖就可以，但是計算機管理下還必須有帶方向的網(wǎng)絡(luò)圖。
3、電網(wǎng)結(jié)線圖（電網(wǎng)結(jié)構(gòu)）
復(fù)雜的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)經(jīng)常在變化只能用計算機來計算。規(guī)定由節(jié)點流出的電流為正，流入節(jié)點的電流為負；選定回路的繞行方向，在回路的繞行方向上，電勢降為正值，電勢升為負值；
數(shù)字化電網(wǎng)系統(tǒng)；是指把二次系統(tǒng)測量到的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，并且以數(shù)字1、0的形式在計算機上顯示出電網(wǎng)線路結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。建立數(shù)字化電網(wǎng)是為了把原來需要大量人工的現(xiàn)場測量和現(xiàn)場操作直接在控制室的計算機上實現(xiàn)。
電力系統(tǒng)在運行時，在電源電勢激勵作用下，電流或功率從電源通過系統(tǒng)各元件流入負荷，分布于電力網(wǎng)絡(luò)線路的各個負荷點，稱為電力潮流方向，電流流入為負，電流流程為正。用標準模型和參數(shù)對照評價線路的優(yōu)劣性的設(shè)計方法。評價目前系統(tǒng)的負荷量、損失、電壓降等，重新調(diào)整常時開放點的開關(guān)位置，以達到電量損失最小化和線路負荷承載率平均化。分布式結(jié)構(gòu)的每一個對等網(wǎng)絡(luò)管理都有各自的獨立功能。可以分別執(zhí)行多種任務(wù)，監(jiān)管功能也是分布的。通過任何網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)都能獲得所有的網(wǎng)絡(luò)信息、警報和事件。
分布式網(wǎng)絡(luò)：其特點是任何一個節(jié)點都至少跟其他兩個節(jié)點直接相連，具有更高的可靠性。數(shù)字化電網(wǎng)線路顯示系統(tǒng)是把模擬表的數(shù)字轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息，由手工抄表變?yōu)閿?shù)字信號傳遞，而且能夠在液晶屏幕上顯示出線路結(jié)構(gòu)和運行狀態(tài)。標準化配網(wǎng)線路的模塊化設(shè)計方法，是指把變電站的某一回路的結(jié)構(gòu)做出明確的定義，再找出這一線路的關(guān)聯(lián)線路，分析當(dāng)線路結(jié)構(gòu)變化時，對其他線路造成的影響程度。用標準模型和參數(shù)對照評價線路的優(yōu)劣性的設(shè)計方法。評價目前系統(tǒng)的負荷量、損失、電壓降等，重新調(diào)整常時開放點的開關(guān)位置，以達到電量損失最小化和線路負荷承載率平均化。
集中式網(wǎng)絡(luò)：利用線路和節(jié)點設(shè)備將分散的并獨立存在網(wǎng)絡(luò)，利用系統(tǒng)的功能相互連接起來，實現(xiàn)資源共享。將分布在不同地方的多臺設(shè)備連接形成一個集合。
4、配網(wǎng)自動化就是供電線路結(jié)構(gòu)變化實現(xiàn)智能化和自動化
配電網(wǎng)自動化是以一次供電線路網(wǎng)架和和現(xiàn)場開關(guān)設(shè)備為基礎(chǔ)，以配電網(wǎng)自動化軟件系統(tǒng)為中心，綜合利用通信方式，通過二次終端設(shè)備的應(yīng)用系統(tǒng)集成開關(guān)柜信息，實現(xiàn)遠程對配電網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測與控制，實現(xiàn)對供電故障的快速反應(yīng)，迅速處理故障，及時恢復(fù)供電。
線路可靠性是由線路結(jié)構(gòu)決定的，假如一個用戶的設(shè)備出現(xiàn)故障造成了停電，供電單位就要考慮切除故障，迂回線路盡快回復(fù)供電。在不能迂回供電的情況下，就應(yīng)該縮小停電的區(qū)間，及時的恢復(fù)供電。評價線路可靠性時經(jīng)常采用通用的標準，也就是“N-1””N-2””N-3”標準。許多技術(shù)人員一提到配網(wǎng)自動化系統(tǒng)設(shè)計，首先就要簡化供電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。實際上是要按照實際線路情況，通過自動化建設(shè)來適應(yīng)目前的結(jié)構(gòu)。自動化遠程操作只有在單線圖上操作不出問題，供電線路一旦敷設(shè)后，線路連接的絕對位置不會改變了，但是通過開關(guān)柜不同的間隔分合會改變潮流的方向，電流方向改變了線路的走向的先后順序也改變了，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的單線結(jié)構(gòu)圖跟著改變。
智能電網(wǎng)建設(shè)推動配電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施升級，提升電網(wǎng)智能化管理水平。配網(wǎng)供電線路最終連接到千家萬戶的電器上。提高電網(wǎng)供電線路運行的安全可靠性，降低電網(wǎng)線路損耗，提高用戶終端的供電質(zhì)量是智能電網(wǎng)建設(shè)的基本目標。優(yōu)化供電線路結(jié)構(gòu)直接影響電網(wǎng)的供電可靠性。
城市配電網(wǎng)線路多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。線路結(jié)構(gòu)在人工管理方式下，不能夠經(jīng)常改變線路結(jié)構(gòu)，越是簡單的線路結(jié)構(gòu)管理越容易。
5、配網(wǎng)自動化工程建設(shè)
實施智能電網(wǎng)建設(shè)和配電網(wǎng)自動化工程之前，做好供電網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化設(shè)計工作，按照標準化模型規(guī)劃設(shè)計配電網(wǎng)絡(luò)。結(jié)合網(wǎng)架建設(shè)的發(fā)展規(guī)劃，因地制宜地針對每一條線路的實際現(xiàn)狀，選擇線路控制模式，避免因網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，引起配網(wǎng)自動化系統(tǒng)技術(shù)錯位，影響系統(tǒng)建設(shè)質(zhì)量，造成項目投資極大的浪費?，F(xiàn)階段配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)主要有三種：
（1）放射型線路結(jié)構(gòu)，供電線路從變電站饋出直接到用戶端，線路上還要串接出很多的中間用戶，這種結(jié)構(gòu)簡單線路故障點也容易查找。放射性線路上的開關(guān)以斷路器為主，進行分斷保護，一家用戶故障時就跳開開關(guān)，不至于造成全線路停電。
（2）“手拉手”型簡單環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，就是在兩條饋線中間增加一臺聯(lián)絡(luò)開關(guān)，故障時能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)供。
（3）多分段多聯(lián)絡(luò)（網(wǎng)格型）線路結(jié)構(gòu)，多條線路直接有多個聯(lián)絡(luò)點，當(dāng)一個節(jié)點故障時，可以有選擇的從多條線路上轉(zhuǎn)供電。這種形式的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)適應(yīng)分段負荷開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)，盡量不采用斷路器開關(guān)。
通過配電網(wǎng)線路及開關(guān)設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計，可以將負荷從重負載甚至是過負載線路轉(zhuǎn)移到輕負載饋線上，這種轉(zhuǎn)移提高了饋線的平均負荷率，增強了配電網(wǎng)的供電能力；在配電網(wǎng)受到小的擾動時，判斷故障區(qū)域，隔離故障區(qū)域，恢復(fù)受故障影響的健全區(qū)域供電，從而縮短停電時間，減少停電面積，提高供電可靠性。在正常運行情況下，通過監(jiān)視配網(wǎng)運行工況，優(yōu)化配網(wǎng)運行方式；并在配電網(wǎng)受到災(zāi)害性影響時（如失去主力電源，失去進線，變電站母線故障等），在不威脅供電安全的前提下將受影響的負荷轉(zhuǎn)移到非故障線路，使一次網(wǎng)絡(luò)具備轉(zhuǎn)供電途徑和轉(zhuǎn)供電操作方案。
根據(jù)運行數(shù)據(jù)合理控制潮流分布、無功負荷和電壓水平，降低配電網(wǎng)線損和提高電壓品質(zhì)和改善供電品質(zhì)，達到經(jīng)濟運行目的；
6、配網(wǎng)自動化建設(shè)主要內(nèi)容
（1）配電網(wǎng)線路結(jié)構(gòu)標準化設(shè)計
（2）開關(guān)操作機構(gòu)升級為電動操作
（3）開關(guān)柜升級改造
（4）采用自動化成套開關(guān)設(shè)備
（5）配網(wǎng)自動化信息系統(tǒng)建設(shè)。
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