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综合能源接入电网管控技术体系研究

时间:2022-05-15 14:30:03 浏览次数:

摘   要:随着科学技术的不断进步与发展,人们对新能源的不断探索与发掘,近年来的各类综合能源例如光伏等普遍得到了迅速的发展,为确保综合能源在电力系统中能够得到充分的利用,综合能源接入电网管控技术体系的研究工作也在不断被重视和强化。本文主要针对综合能源接入电网管控技术体系进行研究,首先对电网管控技术体系进行了介绍,然后对管控技术体系的主要功能要求进行了分析,接着对管控技术体系的基本设计方法进行了探讨,最后简单说明了综合能源对管控体系的相关影响。

关键词:综合能源  接入  电网  管控技术

中图分类号:TM761                                文献标识码:A                        文章编号:1674-098X(2019)06(a)-0026-02

1  电网管控技术体系概述

近几年来,随着生活水平的不断提高,人们的用电需求也在不断增长,因此不断增加了电力系统的用电负荷,使输电容量不断呈现了增多的趋势。随着用户对灵活性、可靠性、安全性及多样性等方面供电要求的不断提高,研究人员也逐渐加大了对综合能源及电网管控技术的利用与重视,电网管控技术体系也应运而生[1]。

1.1 电网管控技术体系的定义

电网管控技术体系综合了发电、配电及用电等多种功能,是一个可以完成自治活动的能源技术竞争系统,有着较高的社会效益、技术效益以及经济效益。电网管控技术体系主要包括直流电网、交流电网以及交直流电网管控。其中直流网络构架与负荷多样性的发展趋势更加符合当前需求,相较于交流电网来说具有高效率、低损耗以及操作简单的特点,但该方式目前还处在初级研究阶段,因此还需要进行长期的发展和推广。交流电网中具有间歇性、随机性以及双向流动性等特点,因此其一般会面临保护控制以及电能质量等方面的问题。交直流混合电网中同时包括了交流母线和直流母线,可以直接对交流负荷或直流负荷进行供电,从而使换流问题得到了有效的解决,具有较高的发展潜力。

1.2 电网管控技术体系的特点

电网管控技术体系是通过特殊的方式将储能装置、负荷单元和分布式电源等进行组合,从而形成相应的具有一定控制能力、保护能力及独立管理能力的新型电力网络系统。其主要特点包括以下几方面:

(1)其在供能方面其具有多源低惯性的特点,该体系通过将低惯性电力电子装置以及新能源发电技术作为中心,形成了一个具有多种状态、维度以及约束的较为复杂的电力系统。(2)该系统在运行过程中具有多模式协调运行的特点,其中主要包括孤岛以及并网这两种模式,同時在运行过程中,还可以无缝地在两种模式之间进行平滑切换,从而确保了整个系统的可控性以及灵活性。(3)电网管控技术体系还具有多级架构灵活互动以及多模块可以进行互补的特点,当该系统处在并网模式下时,可以使分布式电源、公共电网以及负荷的运行达到协调及一体化,同时还可以确保能够高效利用相关的各种资源及能源。一旦电网意外出现故障,该系统可以自主切换为相应的孤岛模式,向敏感负电荷单独进行供电,从而使用户的用电需求能够得到保障。

2  管控技术体系的主要功能要求

管控平台的出现确保了大量综合能源的运行管理需要能够得到相应的满足,该方法通过配合有关的配电网自动化控制中心,从而使综合数据在运行过程中的数据接入能够被进行实时监控。同时还能及时修正系统的负荷预测以及综合能源的功率预测,具有多种多样的功能从而使电网的运行及安全能够得到一定的保障[2]。

2.1 运行分析应用方面

通常情况下,电网管控技术体系的主要业务包括几类:(1)对电站、区域及全市的发电功率以及数值天气预测,分析馈线、变电站的可接入容量以及修正相应的负荷预测。(2)对馈线、变电站、全网、区域、及综合能源电站等展开监视活动,且其内容包括对气象、负荷、渗透率以及发电量的监视。(3)针对综合能源的功率预测准确性、发电特性以及其发电效益进行分析。

2.2 运行管控服务方面

依据信息服务、管理服务以及综合能源运行控制等多方面的需求来看,电网管控技术体系的主要功能包括几类:(1)运行管控功能的内容主要是群控功能、断面安全协调控制功能、电压无功管理功能以及断面安全协调控制功能,能够起到对综合能源的监视、记录以及保护等作用。(2)管理服务功能的内容主要是综合能源的发电管理服务功能以及运行管理服务功能,能够使电能的质量及可靠性得到一定程度的提高。

3  管控技术体系的基本设计方法

3.1 整体部署的设计

管控平台的结构形式主要表现为分层分布,严格依照了相关规定并结合了实际情况,使综合能源能够在供电局的管辖范围内进行数据接入、信息服务以及运行分析。同时还能预测其功率并进行运行管控等活动,对区域综合能源的服务管控起到一定的支撑作用。此外,管控平台还具备能够进行遥信、遥测以及相关数据储存等功能的服务器,能够同时进行综合能量状态量数据及模拟量数据的采集活动,下发相关的遥调及遥控的命令,对历史运行数据和电网模型的数据进行储存,并且还可以对相应数据信息进行分析、展示以及发布[3]。

3.2 相关数据层的设计

内存数据库以及关系数据库是数据层的主要构成,相应数据在被应用前通常都要经过先通过接收和抽取相应的数据信息,然后经过ETL工具或JAVA程序的分析与处理后进行入库。其中内存数据库的运作方式主要是使用轻量级的内存库redis对实时数据进行储存,然后进行接口调用,最后展示相应的SVG数据;而关系数据库则主要利用mysql对历史的数据进行储存,紧接着则要执行相应的指标任务,最后进行图形报表的展示。

3.3 数据接口的设计

(1)管控平台可以从电能量计量系统中通过利用中间数据库的方式来对配电变压器的有关数据进行获取。(2)该平台可以通过利用文件或中间数据库的方式从配电自动化系统中获得相关的网络拓扑以及一次设备的相关参数等实时数据,并通过与配电自动化系统的交换,实现多种静态参数的获取。(3)管控平台可以通过文件的方式从相应的负荷预测系统中获得第二天的相关数据预测。

4  综合能源对管控体系的相关影响

综合能源对管控系统影响分别表现在不同的方面,其中对变电站的影响主要包括两点:(1)对母线电压的主要影响,即通过对相关数据的收集与分析,可以明显看出综合能源的功率变化对变电站母线电压产生了一定的影响。同时不难发现,某地区天气的突然变化也会对该地区的光伏总有功功率产生很大的影响。(2)对主变压器运行的影响,有关数据表明,天气突变对母线电压的影响作用也同样适用于对主变压器的运行状态改变上,因此,通过对管控体系的科学利用能够有效使电站的运行安全得到保证。

5  结语

综上所述,随着国家电网的不断发展壮大,相应电网事业的创新与改革活动也在不断被推进,综合能源接入电网管控技术体系便是其中一个例子,其应用不仅能够使电力能源的利用效率得到大大的提高,同时还能使用户的用电可靠、安全等方面的要求得到相应的满足。因此,相关的工作人员更应该不断加强对相关技术的研发工作,不断健全和完善相应的电网系统,从而使我国居民各方面的用电需求能够得到有效的解决。

参考文献

[1] 王成山,武震,李鹏.分布式电能储存技术的应用前景与挑战[J].电力系统自动化,2014(16):1-8.

[2] 李玉梅,查晓明,刘飞.带恒功率负荷的直流微电网母线电压稳定控制策略[J].电力自动化设备,2014(8):57-64.

[3] 周孝信,陈树勇,鲁宗相.电网和电网技术发展的回顾与展望——试论三代电网[J].中国电机工程学报,2013(22):1-11.

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