智能变电站关键技术研究
作者:陈明飞 班级:电气1201班 专业:电气工程及其自动化 学院:水利与能源动力工程学院
时间:2013-10-26
摘要:
随着电力需求的高度增长,数字经济的发展,电网与电力市场、客户之间的关系越来越紧密。客户对电能质量要求逐步提高,分布式能源不断增加,传统的电力网络已经难以满足这些发展要求。为了满足电力供应的节能、环保、高效、可靠、稳定及可持续发展的要求,智能电网的建设势在必行。
作为智能电网中的重要节点,智能变电站担负了变电设备状态和电网运行数据、信息的实时采集和发布任务,同时支撑电网实时控制、智能调节和各类高级应用,实现变电站与调度、相邻变电站、电源、用户之间的协同互动。智能变电站不但为电网的安全稳定运行提供了数据分析基础,也为未来智能电网提供了重要的技术支持。本文就智能变电站的主要特征及可能应用到的关键技术进行研究。
? 主要内容:
一、智能变电站的概念 二、智能变电站的功能特征
三、智能变电站与数字化变电站的区别 四、智能变电站架构
五、智能变电站的关键技术
六、智能变电站现场应用中需要重视的问题? 七、结语? 一、智能变电站的概念
智能变电站是数字化变电站的升级和发展,在数字化变电站的基础上,结合智能电网的需求,对变电站自动化技术进行充实以实现变电站智能化功能。从智能电网体系结构看,智能变电站是智能电网运行与控制的关键。作为衔接智能电网发电、输电、变电、配电、用电和调度六大环节的关键,智能变电站是智能电网中变换电压、接受和分配电能、控制电力流向和调整电压的重要电力设施,是智能电网“电力流、信息流、业务流”三流汇集的焦点,对建设坚强智能电网具有极为重要的作用。
除了变压器、开关设备、输配电线路及其配套设备之外,智能变电站在硬件上的两个重要特征是大量新型柔性交流输电技术及装备的应用,以及风力发电、太阳能发电等间歇性分布式清洁电源的接入。这两个变化,在提高变电站功能的同时也增加了其复杂程度。智能变电站自动化系统应当增加对柔性交流输电设备和分布式电源接口的智能化管理和控制功能。
根据国家电网公司《智能变电站技术导则》,智能变电站是采用先进的传感器、信息、通信、控制、智能等技术,以一次设备参量数字化和标准化、规范化信息平台为基础,实现变电站实时全景监测、自动运行控制、与站外系统协同互动等功能,达到提高变电可靠性、优化资产利用率、减少人工干预、支撑电网安全运行,可再生能源“即插即退”等目标的变电站。其内涵为可靠、经济、兼容、自主、互动、协同,并具有一次设备智能化、信息交换标准化、系统高度集成化、运行控制自动化、保护控制协同化、分析决策在线化等技术特征。
二、智能变电站的功能特征
智能变电站的设计和建设,必须在智能电网的背景下进行,要满足我国智能电网建设和发展的要求,体现我国智能电网信息化、数字化、自动化、互动化的特征。智能变
电站应当具有以下功能特征:
1、紧密联结全网。从智能变电站在智能电网体系结构中的位置和作用看,智能变电站的建设,要有利于加强全网范围各个环节间联系的紧密性,有利于体现智能电网的统一性,有利于互联电网对运行事故进行预防和紧急控制,实现在不同层次上的统一协调控制,成为形成统一坚强智能电网的关节和纽带。智能变电站的“全网”意识更强,作为电网的一个重要环节和部分,其在电网整体中的功能和作用更加明显和突出。
2、支撑智能电网。从智能变电站的自动化、智能化技术上看,智能变电站的设计和运行水平,应与智能电网保持一致,满足智能电网安全、可靠、经济、高效、清洁、环保、透明、开放等运行性能的要求。在硬件装置上实现更高程度的集成和优化,软件功能实现更合理的区别和配合。应用FACTS技术,对系统电压和无功功率,电流和潮流分布进行有效控制。
3、高电压等级的智能变电站满足特高压输电网架的要求。特高压输电线路将构成我国智能电网的骨干输电网架,必须面对大容量、高电压带来的一系列技术问题。特高压变电站应能可靠地应对和解决在设备绝缘、断路开关等方面的问题,支持特高压输电网架的形成和有效发挥作用。
4、中低压智能变电站允许分布式电源的接入。在未来的智能电网中,一个重要的特征是大量的风能、太阳能等间歇性分布式电源的接入。智能变电站是分布式电源并网的入口,从技术到管理,从硬件到软件都必须充分考虑并满足分布式电源并网的需求。大量分布式电源接入,形成微网与配电网并网运行模式。这使得配电网从单一的由大型注入点单向供电的模式,向大量使用受端分布式发电设备的多源多向模块化模式转变。与常规变电站相比,智能变电站从继电保护到运行管理都应做出调整和改变,以满足更高水平的安全稳定运行需要。
5、远程可视化。智能变电站的状态监测与操作运行均可利用多媒体技术实现远程可视化与自动化,以实现变电站真正的无人值班,并提高变电站的安全运行水平。
6、装备与设施标准化设计,模块化安装。智能变电站的一二次设备进行高度的整合与集成,所有的装备具有统一的接口。建造新的智能变电站时,所有集成化装备的一、