智能配電網(wǎng)導(dǎo)論1PPT課件第一章概論第一節(jié)導(dǎo)言第二節(jié)智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)第三節(jié)智能配電網(wǎng)定義與特點(diǎn)第四節(jié)智能配電網(wǎng)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況第五節(jié)智能配電網(wǎng)的建設(shè)意義2PPT課件

第一節(jié)導(dǎo)言

電力系統(tǒng)是人類迄今為止制造的最復(fù)雜，最龐大的系統(tǒng)，是20世紀(jì)人類所取得的最輝煌的工程技術(shù)成就之一。但是，進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著電力系統(tǒng)的不斷老化，線路擴(kuò)容困難，系統(tǒng)運(yùn)行效率降低，節(jié)能減排等環(huán)保壓力增大，人們對(duì)供電可靠性和電能質(zhì)量要求越來(lái)越高，大容量的風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等可再生發(fā)電接入電力系統(tǒng)的要求日益增強(qiáng)，特別是大面積停電的災(zāi)變事故頻發(fā)，使傳統(tǒng)電力系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在信息社會(huì)發(fā)展的需求。

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世界對(duì)電力的需求正處在一個(gè)關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，未來(lái)的配電系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)當(dāng)具備以下特點(diǎn)：1)很大的靈活性。2)多種功能性。3)安全、可靠、有效地向用戶提供高質(zhì)量的電能，以增強(qiáng)用戶的滿意度。4)用戶可以方便選擇不同的供電商。5)給經(jīng)濟(jì)和社會(huì)帶來(lái)發(fā)展機(jī)會(huì)。4PPT課件

未來(lái)的配電系統(tǒng)必須能應(yīng)對(duì)越來(lái)越大的挑戰(zhàn)：

1)由于更多的分布式能源(分布式發(fā)電、分布式儲(chǔ)能、需求側(cè)管理)滲透在配電系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施中，要求未來(lái)的配電系統(tǒng)具有新的靈活的可重構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⑿碌谋Ｗo(hù)方案、新的電壓控制和新的儀表。

2)為了提高電網(wǎng)的利用系數(shù)，需要電力公司與用戶友好合作，達(dá)到雙贏。因此，需要開(kāi)發(fā)高級(jí)的配電市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)更具彈性的負(fù)荷需求特性。隨著更高級(jí)的用戶界面的應(yīng)用，使用戶可根據(jù)價(jià)格、可靠性等來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)交易．這將需要高透明度的用戶界面。

3)由于技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)配電網(wǎng)各種約束的日益提高，即要求提高供電可靠性、提高電能質(zhì)量和節(jié)能降損，配電網(wǎng)的運(yùn)行人員需要有新的實(shí)時(shí)工具輔助他們決策，也需要有新的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜椭悄茈娏﹄娮友b置。5PPT課件

與此同時(shí)，通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)和傳感技術(shù)的不斷發(fā)展和日益成熟，為電網(wǎng)的現(xiàn)代化提供了技術(shù)手段。以美國(guó)為首的發(fā)達(dá)國(guó)家提出了“電網(wǎng)現(xiàn)代化”的號(hào)召，從而在全世界范圍內(nèi)掀起了一股研究“智能電網(wǎng)”的熱潮。它被認(rèn)為是改變未來(lái)電力系統(tǒng)面貌的電網(wǎng)發(fā)展模式。6PPT課件第二節(jié)智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)

“智能電網(wǎng)”（SmartGrid），最早出自美國(guó)“未來(lái)能源聯(lián)盟智能電網(wǎng)工作組”在2003年6月份發(fā)表的報(bào)告。報(bào)告將智能電網(wǎng)定義為“集成了傳統(tǒng)的現(xiàn)代電力工程技術(shù)、高級(jí)傳感和監(jiān)視技術(shù)、信息與通信技術(shù)的輸配電系統(tǒng)，具有更加完善的性能并且能夠?yàn)橛脩籼峁┮幌盗性鲋捣?wù)。”“智能”二字，很容易使人認(rèn)為智能電網(wǎng)是一個(gè)屬于二次系統(tǒng)自動(dòng)化范疇的概念。事實(shí)上，智能電網(wǎng)是未來(lái)先進(jìn)電網(wǎng)的代名詞，我們可以從技術(shù)和功能特征兩方面來(lái)理解它的含義。7PPT課件（1）從技術(shù)組成方面講，智能電網(wǎng)是集計(jì)算機(jī)、通信、信號(hào)傳感、自動(dòng)控制、電力電子、超導(dǎo)材料等領(lǐng)域新技術(shù)在輸配電系統(tǒng)中應(yīng)用的總和。這些新技術(shù)的應(yīng)用不是孤立的、單方面的，不是對(duì)傳統(tǒng)的輸配電系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單地改進(jìn)、提高，而是從提高電網(wǎng)整體性能、節(jié)省總體成本出發(fā)，將各種新技術(shù)與傳統(tǒng)的輸配電技術(shù)進(jìn)行有機(jī)地融合，使電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)以及保護(hù)與運(yùn)行控制方式發(fā)生革命性的變化。（2）從功能特征上講，智能電網(wǎng)在系統(tǒng)安全性、供電可靠性、電能質(zhì)量、運(yùn)行效率、資產(chǎn)管理等方面較傳統(tǒng)電網(wǎng)有著實(shí)質(zhì)性的提高；支持各種分布式發(fā)電與儲(chǔ)能設(shè)備的即插即用；支持與用戶之間的互動(dòng)。8PPT課件9PPT課件智能電網(wǎng)的系統(tǒng)圖如圖所示

10PPT課件第三節(jié)智能配電網(wǎng)定義與特點(diǎn)

智能配電網(wǎng)（SmartDistributionGrid，SDG）是智能電網(wǎng)的重要組成部分。它是以配電網(wǎng)高級(jí)自動(dòng)化技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)應(yīng)用和融合先進(jìn)的測(cè)量和傳感技術(shù)、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息與通信等技術(shù)，利用智能化地開(kāi)關(guān)設(shè)備、配電終端設(shè)備，在堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)架構(gòu)和雙向通信網(wǎng)絡(luò)的物理支持以及各種集成高級(jí)應(yīng)用功能的可視化軟件支持下，允許可再生能源和分布式發(fā)電單元的大量接入和微網(wǎng)運(yùn)行，鼓勵(lì)各類不同電力用戶積極參與電網(wǎng)互動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)在正常運(yùn)行狀態(tài)下完善的檢測(cè)、保護(hù)、控制、優(yōu)化和非正常運(yùn)行狀態(tài)下的自愈控制，最終為電力用戶提供安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的電力供應(yīng)和其他附加服務(wù)。

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與傳統(tǒng)的配電網(wǎng)相比，智能配電網(wǎng)SDG具有以下功能特征：（1）自愈能力。自愈是指SDG能夠及時(shí)檢測(cè)出已發(fā)生或正在發(fā)生的故障并進(jìn)行相應(yīng)的糾正性操作，使其不影響對(duì)用戶的正常供電或?qū)⑵溆绊懡抵磷钚　Ｗ杂饕墙鉀Q“供電不間斷”的問(wèn)題，是對(duì)供電可靠性概念的發(fā)展，其內(nèi)涵要大于供電可靠性。例如目前的供電可靠性管理不計(jì)及一些持續(xù)時(shí)間較短的斷電，但這些供電短時(shí)中斷往往都會(huì)使一些敏感的高科技設(shè)備損壞或長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)。12PPT課件（2）具有更高的安全性。SDG能夠很好地抵御戰(zhàn)爭(zhēng)攻擊、恐怖襲擊與自然災(zāi)害的破壞，避免出現(xiàn)大面積停電；能夠?qū)⑼獠科茐南拗圃谝欢ǚ秶鷥?nèi)，保障重要用戶的正常供電。（3）提供更高的電能質(zhì)量。SDG實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并控制電能質(zhì)量，使電壓有效值和波形符合用戶的要求，即能夠保證用戶設(shè)備的正常運(yùn)行并且不影響其使用壽命。13PPT課件（4）支持分布式電源DER(DistributedElectricResource)的大量接入。這是SDG區(qū)別于傳統(tǒng)配電網(wǎng)的重要特征。在SDG里，不再像傳統(tǒng)電網(wǎng)那樣，被動(dòng)地硬性限制DER接入點(diǎn)與容量，而是從有利于可再生能源足額上網(wǎng)、節(jié)省整體投資出發(fā)，積極地接入DER并發(fā)揮其作用。通過(guò)保護(hù)控制的自適應(yīng)以及系統(tǒng)接口的標(biāo)準(zhǔn)化，支持DER的“即插即用”。通過(guò)DER的優(yōu)化調(diào)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種能源的優(yōu)化利用。14PPT課件（5）支持與用戶互動(dòng)。與用戶互動(dòng)也是SDG區(qū)別于傳統(tǒng)配電網(wǎng)的重要特征之一。主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是應(yīng)用智能電表，實(shí)行分時(shí)電價(jià)、動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)電價(jià)，讓用戶自行選擇用電時(shí)段，在節(jié)省電費(fèi)的同時(shí)，為降低電網(wǎng)高峰負(fù)荷做貢獻(xiàn)；二是允許并積極創(chuàng)造條件讓擁有DER（包括電動(dòng)車）的用戶在用電高峰時(shí)向電網(wǎng)送電。15PPT課件（6）對(duì)配電網(wǎng)及其設(shè)備進(jìn)行可視化管理。SDG全面采集配電網(wǎng)及其設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)以及電能質(zhì)量擾動(dòng)、故障停電等數(shù)據(jù)，為運(yùn)行人員提供高級(jí)的圖形界面，使其能夠全面掌握電網(wǎng)及其設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，克服目前配電網(wǎng)因“盲管”造成的反應(yīng)速度慢、效率低下問(wèn)題。對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在線診斷與風(fēng)險(xiǎn)分析，為運(yùn)行人員進(jìn)行調(diào)度決策提供技術(shù)支持。16PPT課件（7）更高的資產(chǎn)利用率。SDG實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)設(shè)備溫度、絕緣水平、安全裕度等，在保證安全的前提下增加傳輸功率，提高系統(tǒng)容量利用率；通過(guò)對(duì)潮流分布餓優(yōu)化，減少線損，進(jìn)一步提高運(yùn)行效率；在線監(jiān)測(cè)并診斷設(shè)計(jì)的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)施狀態(tài)檢修，以延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。（8）配電管理與用電管理的信息化。SDG將配電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行與離線管理數(shù)據(jù)高度融合、深度集成，實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理、檢修管理、停電管理以及用電管理的信息化。17PPT課件第四節(jié)智能配電網(wǎng)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況

世界上不同國(guó)家針對(duì)本國(guó)的能源和電網(wǎng)現(xiàn)狀制定了不同的智能電網(wǎng)發(fā)展目標(biāo),其重心大部分都在配電側(cè)。18PPT課件1.美國(guó)：美國(guó)側(cè)重于對(duì)已有落后的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行改造升級(jí)、建設(shè)現(xiàn)代化電力系統(tǒng),并注重需求側(cè)管理和可再生能源的大力應(yīng)用。美國(guó)是世界上最早提出智能電網(wǎng)概念的國(guó)家，也是最先進(jìn)行智能電網(wǎng)研究和建設(shè)的國(guó)家。美國(guó)電科院在2002年時(shí)就己經(jīng)在能源和信息集成構(gòu)建工程中提出了智能電網(wǎng)的概念;2003年2月，美國(guó)政府提出“電網(wǎng)2030規(guī)劃”，指出要建設(shè)現(xiàn)代化電力系統(tǒng)，以確保經(jīng)濟(jì)安全，同時(shí)促進(jìn)電力系統(tǒng)自身的安全運(yùn)行。該規(guī)劃的主要內(nèi)容有：為所有用戶提供高度安全、可靠、數(shù)字化的供電服務(wù)，在全國(guó)實(shí)現(xiàn)成本合理、生產(chǎn)過(guò)程無(wú)污染、低碳排放的供電，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的儲(chǔ)能設(shè)備，建成超導(dǎo)材料的骨干網(wǎng)架。19PPT課件

2006年，美國(guó)IBM公司提出的“智能電網(wǎng)”解決方案；2007年12月頒布“能源獨(dú)立與安全法案2007”，確立了國(guó)家層面的電網(wǎng)現(xiàn)代化政策，設(shè)立新的專責(zé)聯(lián)邦委員會(huì)，并界定其職責(zé)與作用，建立問(wèn)責(zé)機(jī)制，同時(shí)建立激勵(lì)機(jī)制，促進(jìn)股東投資；2009年，美國(guó)政府制定了一系列智能電網(wǎng)建設(shè)和實(shí)施計(jì)劃，大力投資智能電網(wǎng)，加快電網(wǎng)智能化進(jìn)程。同時(shí)，美國(guó)生產(chǎn)力和質(zhì)量中心(APQC)與全球智能電網(wǎng)聯(lián)盟(GIUNC)在IBM支持下，制定了智能電網(wǎng)成熟度模型(SGMM)，以評(píng)估和衡量智能電網(wǎng)的進(jìn)展?fàn)顩r、指導(dǎo)智能電網(wǎng)的建設(shè)。美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬為振興經(jīng)濟(jì)，從節(jié)能減排、降低污染角度提出綠色能源環(huán)境氣候一體化振興經(jīng)濟(jì)計(jì)劃，智能電網(wǎng)是其中的重要組成部分。20PPT課件

在實(shí)踐方面，美國(guó)德克薩斯州的奧斯汀市從2003年開(kāi)始，通過(guò)安裝智能電能表和采用無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，來(lái)實(shí)現(xiàn)與用戶之間的互動(dòng)。2008年8月，科羅拉多州波爾得市己經(jīng)完成其智能電網(wǎng)的第一期工程。這兩個(gè)智能電網(wǎng)項(xiàng)目都把智能電能表作為家域網(wǎng)(HomeAreaNetwork，HAN)的入口和電網(wǎng)智能化的窗口，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各種智能裝置的控制和對(duì)用戶的雙向服務(wù)。21PPT課件2.歐洲及美洲

歐盟為應(yīng)對(duì)氣候變化、對(duì)能源進(jìn)口依賴日益嚴(yán)重等挑戰(zhàn)，向客戶提供可靠便利的能源服務(wù)，正在著手制定一整套能源政策。這些政策將覆蓋資源側(cè)、輸送側(cè)以及需求側(cè)等方面，從而推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域深刻變革，為客戶提供可持續(xù)發(fā)展的能源，形成低能耗的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。歐洲智能電網(wǎng)技術(shù)研究主要包括網(wǎng)絡(luò)資產(chǎn)、電網(wǎng)運(yùn)行、需求側(cè)和計(jì)量、發(fā)電和電能存儲(chǔ)四個(gè)方面。22PPT課件

意大利在2005年就完成了世界規(guī)模最大的Telegestore智能電網(wǎng)工程，被世界上普遍認(rèn)為實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)最早的國(guó)家。目前，加拿大安大略也通過(guò)采用標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)設(shè)施和智能表計(jì)，正在實(shí)施智能電網(wǎng)建設(shè)，預(yù)計(jì)到2010年，其智能電網(wǎng)系統(tǒng)能夠?yàn)榘泊舐缘?30萬(wàn)人口提供服務(wù)。23PPT課件3.日本

日本構(gòu)建智能電網(wǎng)以新能源為主日本政府通過(guò)深入比較與美國(guó)電力工業(yè)特征的不同，結(jié)合自身國(guó)情，決定構(gòu)建以對(duì)應(yīng)新能源為主的智能電網(wǎng)。24PPT課件（1）.日本政府關(guān)于智能電網(wǎng)的看法根據(jù)3月17日日本《電氣新聞》報(bào)道，針對(duì)美國(guó)提出的智能電網(wǎng)，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)部副部長(zhǎng)望月晴文指出，美國(guó)脆弱的電網(wǎng)系統(tǒng)與日本堅(jiān)強(qiáng)的電網(wǎng)系統(tǒng)無(wú)法單純地進(jìn)行比較，日本將根據(jù)自身國(guó)情，主要圍繞大規(guī)模開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能等新能源，確保電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定，構(gòu)建智能電網(wǎng)。日本政府計(jì)劃在與電力公司協(xié)商后，于明年開(kāi)始在孤島進(jìn)行大規(guī)模的構(gòu)建智能電網(wǎng)試驗(yàn)，主要驗(yàn)證在大規(guī)模利用太陽(yáng)能發(fā)電的情況下，如何統(tǒng)一控制剩余電力和頻率波動(dòng)，以及蓄電池等課題。日本政府期待智能電網(wǎng)試驗(yàn)獲得成功并大規(guī)模實(shí)施，這樣可以通過(guò)增加電力設(shè)備投資拉動(dòng)內(nèi)需，創(chuàng)造更多就業(yè)機(jī)會(huì)。25PPT課件（2）.共同進(jìn)行智能電網(wǎng)模式研究為配合企業(yè)技術(shù)研究，東京工業(yè)大學(xué)于3月初成立“綜合研究院”，其中，赤木泰文教授主持的關(guān)于可再生能源如何與電力系統(tǒng)相融合的“智能電網(wǎng)項(xiàng)目”備受矚目。除東京電力公司外，東芝、日立等8家電力相關(guān)企業(yè)也積極參與到該項(xiàng)目研究中。該項(xiàng)目計(jì)劃用3年時(shí)間開(kāi)發(fā)出高可靠性系統(tǒng)技術(shù)，使可再生能源與現(xiàn)有電力系統(tǒng)有機(jī)融合的智能電網(wǎng)模式得以實(shí)現(xiàn)。26PPT課件4.中國(guó)在歐洲、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)進(jìn)行了大量的智能電網(wǎng)研究且初見(jiàn)成效后，我國(guó)也啟動(dòng)了智能電網(wǎng)項(xiàng)目研究。余貽鑫院士較早將智能電網(wǎng)概念引入中國(guó),從配電網(wǎng)角度出發(fā),分析實(shí)現(xiàn)智能化的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。能源經(jīng)濟(jì)專家武建東教授在全面解讀美國(guó)大力推進(jìn)智能電網(wǎng)戰(zhàn)略意圖的基礎(chǔ)上,指出中國(guó)應(yīng)發(fā)展有別于歐美模式的智能電網(wǎng),提出“互動(dòng)電網(wǎng)”，“電網(wǎng)2.0”的概念27PPT課件

華東電網(wǎng)公司在2007年啟動(dòng)了高級(jí)調(diào)度中心、統(tǒng)一信息平臺(tái)等智能電網(wǎng)試點(diǎn)工程,目前,高級(jí)調(diào)度中心項(xiàng)目一期工作已通過(guò)驗(yàn)收。此外,華北電網(wǎng)公司也于2008年啟動(dòng)了數(shù)字電表等用戶側(cè)的智能電網(wǎng)相關(guān)實(shí)踐。2009年5月，國(guó)家電網(wǎng)公司正式發(fā)布統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的研究報(bào)告。28PPT課件

國(guó)家電網(wǎng)公司立足于實(shí)際國(guó)情和特高壓實(shí)踐,提出中國(guó)應(yīng)全面建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)為基礎(chǔ),以信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化為特征的自主創(chuàng)新、國(guó)際領(lǐng)先的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。將分成3個(gè)階段逐步推進(jìn),到2020年可全面建成統(tǒng)一的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。29PPT課件

智能配電網(wǎng)是統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要組成部分，關(guān)系到我國(guó)電網(wǎng)的智能化是否能夠順利實(shí)現(xiàn)。目前，雖然我國(guó)在大力推進(jìn)和實(shí)施配電自動(dòng)化項(xiàng)目，但由于我國(guó)各配電地區(qū)設(shè)備水平、配電自動(dòng)化水平參差不齊，造成配電網(wǎng)架相對(duì)薄弱，不能解決大量的可再生能源接入對(duì)電網(wǎng)影響的問(wèn)題，還遠(yuǎn)未達(dá)到智能配電網(wǎng)所要求的鼓勵(lì)用戶參與電網(wǎng)互動(dòng)、支持新型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車、支持需求側(cè)管理，還不能夠做到配電網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行、自愈控制，配電網(wǎng)自愈控制關(guān)鍵技術(shù)、可再生能源發(fā)電的政策和市場(chǎng)運(yùn)行問(wèn)題也有待于進(jìn)一步研究。因此，加快配電網(wǎng)的智能化工作，建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能配電網(wǎng)，己經(jīng)顯得刻不容緩。

30PPT課件第五節(jié)智能配電網(wǎng)的建設(shè)意義

配電網(wǎng)直接面向用戶，是保證供電質(zhì)量、提高電網(wǎng)運(yùn)行效率、創(chuàng)新用戶服務(wù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在我國(guó)，由于歷史的原因，配電網(wǎng)投資相對(duì)不足，自動(dòng)化程度比較低，在供電質(zhì)量方面與國(guó)際先進(jìn)水平還有一定的差距。目前電力用戶遭受的停電時(shí)間，95%以上是由于配電系統(tǒng)原因造成的(扣除發(fā)電不足的原因)；配電網(wǎng)是造成電能質(zhì)量惡化的主要因素；電力系統(tǒng)的損耗有近一半產(chǎn)生在配電網(wǎng)；分布式電源接入對(duì)電網(wǎng)的影響主要是對(duì)配電網(wǎng)的影響；與用戶互動(dòng)、進(jìn)行需求側(cè)管理的著眼點(diǎn)也在配電網(wǎng)。因此，建設(shè)智能電網(wǎng)，必須給予配電網(wǎng)足夠的關(guān)注。結(jié)合我國(guó)配電網(wǎng)實(shí)際，積極研發(fā)應(yīng)用SDG技術(shù)，對(duì)于推動(dòng)我國(guó)配電網(wǎng)的技術(shù)革命具有十分重要的意義。31PPT課件SDG將使配電網(wǎng)從傳統(tǒng)的供方主導(dǎo)、單向供電、基本依賴人工管理的運(yùn)營(yíng)模式向用戶參與、潮流雙向流動(dòng)、高度自動(dòng)化的方向轉(zhuǎn)變。隨著我國(guó)SDG建設(shè)的進(jìn)展，將產(chǎn)生越來(lái)越明顯的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，主要以下3個(gè)方面。（1）實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的最優(yōu)運(yùn)行，達(dá)到經(jīng)濟(jì)高效。SDG應(yīng)用先進(jìn)的監(jiān)控技術(shù)，對(duì)運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并優(yōu)化管理，降低系統(tǒng)容載比并提高其負(fù)荷率，使系統(tǒng)容量能夠獲得充分利用，從而可以延緩或減少電網(wǎng)一次設(shè)備的投資，產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。32PPT課件（2）提供優(yōu)質(zhì)可靠電能，保障現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。SDG在保證供電可靠性的同時(shí)，還能夠?yàn)橛脩籼峁M足其特定需求的電能質(zhì)量；不僅可以克服以往故障重合閘、倒閘操作引起的短暫供電中斷，而且可以消除電壓聚降、諧波、不平衡的影響，為各種高科技設(shè)備的正常運(yùn)行、為現(xiàn)代社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供可靠?jī)?yōu)質(zhì)的電力保障。（3）推動(dòng)新能源革命，促進(jìn)環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展。傳統(tǒng)的配電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、保護(hù)控制與運(yùn)行管理方式基本上不考慮DER的接入，而且為不影響配電網(wǎng)的正常運(yùn)行，現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)或運(yùn)行導(dǎo)則對(duì)接入的分布式電源的容量及其并網(wǎng)點(diǎn)的選擇都做出了嚴(yán)格的限制，制約了分布式發(fā)電的推廣應(yīng)用。33PPT課件

SDG具有很好地適應(yīng)性，能夠大量地接人分布式電源并減少并網(wǎng)成本，極大地推動(dòng)可再生能源發(fā)電的發(fā)展，大大降低化石燃料使用和碳排放量，在促進(jìn)環(huán)保的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)方式與能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。

返回第一章目錄34PPT課件第二章智能配電網(wǎng)的主要技術(shù)內(nèi)容第一節(jié)通信系統(tǒng)第二節(jié)靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞谌?jié)智能配電網(wǎng)設(shè)備35PPT課件第一節(jié)通訊技術(shù)

建立高速、雙向、集成的通信系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，智能電網(wǎng)的數(shù)據(jù)的獲取、保護(hù)和控制都需要這樣的通信系統(tǒng)的支持。這是一個(gè)覆蓋配電網(wǎng)中所有節(jié)點(diǎn)(控制中心、變電站、分段開(kāi)關(guān)、用戶端口等)的IP通信網(wǎng)，采用光纖、無(wú)線與載波等組網(wǎng)技術(shù)，支持各種配電終端與系統(tǒng)“上網(wǎng)”。36PPT課件37PPT課件38PPT課件

智能配電網(wǎng)通信系統(tǒng)須滿足適應(yīng)苛刻的運(yùn)行條件、通信速率高、高覆蓋、在線路出現(xiàn)故障是能保證正常通信、雙向通信、經(jīng)濟(jì)、操作維護(hù)方便的要求。39PPT課件第二節(jié)靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

靈活的可重構(gòu)的配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌俏磥?lái)智能配電網(wǎng)的基礎(chǔ)。它需使得系統(tǒng)在經(jīng)歷故障時(shí)，把故障影響范圍局限在最小范圍，并可迅速通過(guò)其它連接恢復(fù)對(duì)其它部分的供電。中壓配電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)是：市區(qū)電網(wǎng)：向高負(fù)荷密度區(qū)域供電，是典型的地下系統(tǒng)，并且可能已形成網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)；40PPT課件

郊區(qū)電網(wǎng)：向中等負(fù)荷密度區(qū)域供電，是由地下電纜和架空線路組成的混合系統(tǒng)，并且逐漸電纜化。這種電網(wǎng)一般將聯(lián)絡(luò)饋線打開(kāi)運(yùn)行，構(gòu)成輻射狀網(wǎng)絡(luò)；特殊電網(wǎng)：向優(yōu)質(zhì)電力區(qū)域、辦公區(qū)域或其它的負(fù)荷供電。這些系統(tǒng)根據(jù)終端用戶的需要應(yīng)有一些特殊的設(shè)計(jì)（如微型電網(wǎng)）和技術(shù)（如用戶定制的電力技術(shù)），且通常需要與相關(guān)用戶簽訂專門合同。41PPT課件第三節(jié)智能配電網(wǎng)設(shè)備

配電網(wǎng)要實(shí)現(xiàn)智能化，必須有智能設(shè)備的物理支持。智能配電網(wǎng)要廣泛應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)，安裝大量的智能裝置和設(shè)備，以提高配電系統(tǒng)的性能。智能配電網(wǎng)采用的智能裝置主要有智能傳感器、智能表計(jì)、智能配電變壓器、電子式互感器、智能熔斷器、DFACTS裝置、故障電流限制器等。42PPT課件第三章分布式電源并網(wǎng)技術(shù)

第一節(jié)分布式電源第二節(jié)分布式電源并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)的影響第三節(jié)分布式電源并網(wǎng)技術(shù)第四節(jié)分布式電源并網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展43PPT課件第一節(jié)分布式電源

分布式電源指小型(容量一般小于50MW)、向當(dāng)?shù)刎?fù)荷供電、可直接連到配電網(wǎng)上的電源裝置。它包括分布式發(fā)電裝置與分布式儲(chǔ)能裝置。分布式發(fā)電(DistributedGeneration,DG)裝置根據(jù)使用技術(shù)的不同,可分為熱電冷聯(lián)產(chǎn)發(fā)電、內(nèi)燃機(jī)組發(fā)電、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電、小型水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電、燃料電池等;根據(jù)所使用的能源類型,DG可分為化石能源(煤炭、石油、天然氣)發(fā)電與可再生能源(風(fēng)力、太陽(yáng)能、潮汐、生物質(zhì)、小水電等)發(fā)電兩種形式。44PPT課件

分布式儲(chǔ)能(DistributedEnergyStorage,DES)裝置是指模塊化、可快速組裝、接在配電網(wǎng)上的能量存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換裝置。根據(jù)儲(chǔ)能形式的不同,DES可分為電化學(xué)儲(chǔ)能(如蓄電池儲(chǔ)能裝置)、電磁儲(chǔ)能(如超導(dǎo)儲(chǔ)能和超級(jí)電容器儲(chǔ)能等)、機(jī)械儲(chǔ)能裝置(如飛輪儲(chǔ)能和壓縮空氣儲(chǔ)能等),熱能儲(chǔ)能裝置等。此外,近年來(lái)發(fā)展很快的電動(dòng)汽車亦可在配電網(wǎng)需要時(shí)向其送電,因此也是一種DES。分布式發(fā)電已成為一股影響電力工業(yè)未來(lái)面貌的重要力量。引起這一變化的原因主要有以下幾個(gè)方面。45PPT課件1）應(yīng)對(duì)全球能源危機(jī)的需要。隨著國(guó)際油價(jià)的不斷飆升,能源安全問(wèn)題日益突出,為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,人們的目光轉(zhuǎn)向了可再生能源,因此,風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電等備受關(guān)注,快速發(fā)展并開(kāi)始規(guī)模化商業(yè)應(yīng)用,而這些可再生能源的發(fā)電大都是小型的、星羅棋布的。

2）保護(hù)環(huán)境的需要。CO2排放引起的全球氣候變暖問(wèn)題,已引起各國(guó)政府的高度重視,并成為當(dāng)今世界政治的核心議題之一。為保護(hù)環(huán)境,世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛立法,扶持可再生能源發(fā)電以及其他清潔發(fā)電技術(shù)(如熱電聯(lián)產(chǎn)微型燃?xì)廨啓C(jī)),有利地推動(dòng)了DG的發(fā)展。46PPT課件3)天然氣發(fā)電技術(shù)的發(fā)展。對(duì)于天然氣發(fā)電來(lái)說(shuō),機(jī)組容量并不明顯影響機(jī)組的效率,并且天然氣輸送成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于電力的傳輸,因此比較適合采用有小容量特點(diǎn)的DG。

4)避免投資風(fēng)險(xiǎn)。由于難以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)遠(yuǎn)期的電力需求增長(zhǎng)情況,為規(guī)避風(fēng)險(xiǎn),電力公司往往不愿意投資大型的發(fā)電廠以及長(zhǎng)距離超高壓輸電線路。此外,高壓線路走廊的選擇也比較困難。這都促使電力公司選擇一些投資小、見(jiàn)效快的DG項(xiàng)目來(lái)就地解決供電問(wèn)題。47PPT課件

目前,風(fēng)力發(fā)電等可再生能源發(fā)電的成本還遠(yuǎn)高于常規(guī)燃煤發(fā)電,只有國(guó)家實(shí)行優(yōu)惠的稅收政策并給予一定的財(cái)政補(bǔ)貼,才能調(diào)動(dòng)投資者發(fā)展DG的積極性。其次,DG并網(wǎng)技術(shù)也是制約DG發(fā)展的重要因素,因此,智能電網(wǎng)的提出,從技術(shù)上為解決這一問(wèn)題創(chuàng)造了條件。48PPT課件第二節(jié)分布式電源并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)的影響一、分布式電源并網(wǎng)的作用

分布式發(fā)電裝置并網(wǎng)后會(huì)給配電網(wǎng)帶來(lái)一系列積極的影響。

1)提高供電可靠性。分布式電源DER可以彌補(bǔ)大電網(wǎng)在安全穩(wěn)定性上的不足。含DER的微電網(wǎng)可以在大電網(wǎng)停電時(shí)維持全部或部分重要用戶的供電,避免大面積停電帶來(lái)的嚴(yán)重后果。

2)提高電網(wǎng)的防災(zāi)害水平。災(zāi)害期間,DER可維持部分重要負(fù)荷的供電,減少災(zāi)害損失。49PPT課件3)DER啟停方便,調(diào)峰性能好,有利于平衡負(fù)荷。4)DER投資小、見(jiàn)效快。發(fā)展DG可以減少、延緩對(duì)大型常規(guī)發(fā)電廠與輸配電系統(tǒng)的投資,降低投資風(fēng)險(xiǎn)。5)可以滿足特殊場(chǎng)合的用電需求。如用于大電網(wǎng)不易達(dá)到的偏遠(yuǎn)地區(qū)的供電;在重要集會(huì)或慶典上,DER處于熱備用狀態(tài)可作為移動(dòng)應(yīng)急發(fā)電。50PPT課件6)減少傳輸損耗。DER就近向用電設(shè)備供電,避免輸電網(wǎng)長(zhǎng)距離送電的電能傳輸損耗。分布式儲(chǔ)能裝置并網(wǎng)后,可在負(fù)荷低谷時(shí)從電網(wǎng)上獲取電能,而在負(fù)荷高峰時(shí)向電網(wǎng)送電,起到對(duì)負(fù)荷削峰填谷的作用,提高電網(wǎng)運(yùn)行效率。其另一個(gè)重要作用,是與風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源發(fā)電裝置配合使用,可就地補(bǔ)償可再生能源發(fā)電裝置功率輸出的間歇性。51PPT課件

二、分布式電源并網(wǎng)帶來(lái)的技術(shù)問(wèn)題

DER的大量接入改變了傳統(tǒng)配電網(wǎng)功率單向流動(dòng)的狀況,這給配電網(wǎng)帶來(lái)一系列新的技術(shù)問(wèn)題。1)電壓調(diào)整問(wèn)題。配電線路中接入DER,將引起電壓分布的變化。由于配電網(wǎng)調(diào)度人員難以掌握DER的投入、退出時(shí)間以及發(fā)出的有功功率與無(wú)功功率的變化,使配電線路的電壓調(diào)整控制十分困難。2)繼電保護(hù)問(wèn)題。DER的并網(wǎng)會(huì)改變配電網(wǎng)原來(lái)故障時(shí)短路電流水平并影響電壓與短路電流的分布,對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)帶來(lái)影響:52PPT課件(1)引起保護(hù)拒動(dòng)。如果一個(gè)DER接在線路的M處,當(dāng)線路末端k處發(fā)生短路故障時(shí),它向故障點(diǎn)送出短路電流并抬高M(jìn)處的電壓,因此使母線處保護(hù)R檢測(cè)到的短路電流減少,從而降低保護(hù)動(dòng)作的靈敏度,嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起保護(hù)拒動(dòng)。53PPT課件(2)引起配電網(wǎng)保護(hù)誤動(dòng)。在相鄰線路發(fā)生短路故障時(shí),DER提供的反向短路電流可能使保護(hù)誤動(dòng)作。

(3)影響重合閘的成功率。在線路發(fā)生故障時(shí),如果在主系統(tǒng)側(cè)斷路器跳開(kāi)時(shí)DER繼續(xù)給線路供電,會(huì)影響故障電弧的熄滅,造成重合閘不成功。如果在重合閘時(shí),DER仍然沒(méi)有解列,則會(huì)造成非同期合閘,由此引起的沖擊電流使重合閘失敗,并給分布式發(fā)電設(shè)備帶來(lái)危害。

(4)影響備用電源自投。如果在主系統(tǒng)供電中斷時(shí),DER繼續(xù)給失去系統(tǒng)供電的母線供電,則由于母線電壓繼續(xù)存在,會(huì)影響備用電源自投裝置的正確動(dòng)作。54PPT課件3)對(duì)短路電流水平的影響。直接并網(wǎng)的發(fā)電機(jī)都會(huì)增加配電網(wǎng)的短路電流水平,因此提高了對(duì)配電網(wǎng)斷路器遮斷容量的要求。4)對(duì)配電網(wǎng)供電質(zhì)量的影響。風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電輸出的電能具有間歇性特點(diǎn),會(huì)引起電壓波動(dòng)。通過(guò)逆變器并網(wǎng)的DER,不可避免地會(huì)向電網(wǎng)注入諧波電流,導(dǎo)致電壓波形出現(xiàn)畸變。55PPT課件

三、分布式電源并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行管理的影響1)DER的接入,會(huì)增加配電網(wǎng)調(diào)度與運(yùn)行管理的復(fù)雜性。風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電等輸出的電能具有很大的隨機(jī)性,而用戶自備DER一般是根據(jù)用戶自身需要安排機(jī)組的投切;這一切給合理地安排配電網(wǎng)運(yùn)行方式、確定最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行結(jié)構(gòu)帶來(lái)困難。2)DER的接入,給配電網(wǎng)的施工與檢修維護(hù)帶來(lái)了影響。由于難以對(duì)眾多的DER進(jìn)行控制,停電檢修計(jì)劃安排的難度增加,配電網(wǎng)施工安全風(fēng)險(xiǎn)加大。56PPT課件

四、分布式電源對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)與經(jīng)營(yíng)的影響

DER的大量應(yīng)用,給配電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)與經(jīng)營(yíng)帶來(lái)了新挑戰(zhàn)。1)對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、負(fù)荷預(yù)測(cè)的影響。由于大量的用戶安裝DER為其提供電能,使得配電網(wǎng)規(guī)劃人員難以準(zhǔn)確地進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè),進(jìn)而影響配電網(wǎng)規(guī)劃的合理性。57PPT課件2)分布式發(fā)電并網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。由于DER的接入,特別是對(duì)于自備DER的用戶,為保證其自備DER停運(yùn)時(shí)仍能正常用電,供電企業(yè)需要為其提供一定的備用容量,這就增加了供電企業(yè)的設(shè)備投資與運(yùn)行成本,這些費(fèi)用理應(yīng)有一部分由DER業(yè)主來(lái)分擔(dān)。因此,需要完善電價(jià)政策,合理地調(diào)整供電企業(yè)與DER業(yè)主的利益。58PPT課件第三節(jié)分布式電源并網(wǎng)技術(shù)

一、分布式電源并網(wǎng)基本技術(shù)要求為確保配電網(wǎng)的安全運(yùn)行和供電質(zhì)量,DER并網(wǎng)要滿足以下基本要求。1)保證配電網(wǎng)電壓合格,所引起的電壓偏移不超過(guò)允許的范圍。2)配電設(shè)備正常運(yùn)行電流不超過(guò)額定值,動(dòng)熱穩(wěn)定電流不超過(guò)允許值。3)短路容量不超過(guò)開(kāi)關(guān)、電纜等配電設(shè)備的允許值。4)電能質(zhì)量合格,所引起的電壓驟升、驟降、閃變、諧波不超過(guò)規(guī)定值。59PPT課件

二、分布式電源接入方案的選擇

DER并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)的影響與DER的容量以及接入配電網(wǎng)的規(guī)模、電壓等級(jí)有關(guān)。一般情況下,DER容量在250kVA以內(nèi)的接入380V/400V低壓電網(wǎng);DER容量在1~8MVA的接入10kV等級(jí)中壓電網(wǎng);DER容量更大一些的則接入更高電壓等級(jí)的配電網(wǎng)。具體接入方式一般是大容量的DER通過(guò)聯(lián)絡(luò)線接到附近變電所的母線上。對(duì)于小型的DER,為減少并網(wǎng)投資,就近并在配電線路上.60PPT課件61PPT課件

在我國(guó),熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電與小水力發(fā)電有著很廣泛的應(yīng)用,它們一般是并到配電變電所的母線上。這些DER(小電源)的并網(wǎng)以及保護(hù)控制技術(shù)已比較成熟,有大量的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程可供參考。近年來(lái),太陽(yáng)能光伏發(fā)電、微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電等容量在數(shù)百千瓦及以下的小型分布式電源有了很大發(fā)展,為降低成本,它們一般是就近接到配電線路上,這些小型DER的并網(wǎng)及其保護(hù)控制技術(shù)還需進(jìn)一步探討。62PPT課件

美國(guó)電氣電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)的第21標(biāo)準(zhǔn)化工作組起草的DER并網(wǎng)系列標(biāo)準(zhǔn)中,定義了以下兩個(gè)參數(shù)來(lái)衡量DER并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)的影響。1)剛度系數(shù),指配電網(wǎng)中DER接入點(diǎn)的設(shè)計(jì)短路電流與DER額定電流的比值。2)短路電流貢獻(xiàn)比,指配電網(wǎng)在DER接入點(diǎn)發(fā)生短路時(shí),來(lái)自DER的短路電流與來(lái)自配電網(wǎng)的短路電流的比值。剛度系數(shù)越大,短路電流貢獻(xiàn)比越小,則配電網(wǎng)運(yùn)行電壓與短路電流受DER并網(wǎng)的影響越小。一般認(rèn)為,如果剛度系數(shù)大于20,則DER并網(wǎng)不會(huì)對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行帶來(lái)實(shí)質(zhì)性影響。63PPT課件

三、分布式電源并網(wǎng)保護(hù)

分布式電源并網(wǎng)保護(hù)除分布式電源機(jī)組的保護(hù)外,主要是配備孤島運(yùn)行保護(hù),簡(jiǎn)稱孤島保護(hù)。孤島是指配電線路或部分配電網(wǎng)與主網(wǎng)的連接斷開(kāi)后,由分布式電源獨(dú)立供電形成的配電網(wǎng)絡(luò)。這種意外的孤島運(yùn)行狀態(tài)是不允許的,因?yàn)槠涔╇婋妷号c頻率的穩(wěn)定性得不到保障,并且線路繼續(xù)帶電會(huì)影響故障電弧的熄滅、重合閘的動(dòng)作,危害事故處理人員的人身安全。對(duì)于中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)的電網(wǎng)來(lái)說(shuō),一部分配電網(wǎng)與主網(wǎng)脫離后,可能會(huì)失去接地的中性點(diǎn),成為非有效接地系統(tǒng),這時(shí)孤島運(yùn)行就可能引起過(guò)電壓,危害設(shè)備與人身安全。64PPT課件

在DER與配電網(wǎng)的連接點(diǎn)上,需要配備自動(dòng)解列裝置,即孤島保護(hù)。在檢測(cè)出現(xiàn)孤島運(yùn)行狀態(tài)后,迅速跳開(kāi)DER與配電網(wǎng)之間的聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)。一般來(lái)說(shuō),在孤島運(yùn)行狀態(tài)下,DER發(fā)電量與所帶的負(fù)荷相比,有明顯的缺額或過(guò)剩,從而導(dǎo)致電壓與頻率的明顯變化,據(jù)此可以構(gòu)成孤島運(yùn)行保護(hù)。孤島保護(hù)的工作原理主要有以下3種。1)反應(yīng)電壓下降或上升的欠壓/過(guò)壓保護(hù)。2)反應(yīng)頻率下降或上升的頻率變化率保護(hù)。3)反應(yīng)前后兩個(gè)周波電壓相量變化的相量偏移保護(hù)。65PPT課件

在線路故障切除后,重合閘時(shí)間需要與孤島運(yùn)行保護(hù)配合,其等待時(shí)間要確保DER解列并留有足夠的故障點(diǎn)熄弧時(shí)間。66PPT課件第四節(jié)分布式電源并網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展

以上介紹的DER并網(wǎng)技術(shù)是有限接入即對(duì)于接入容量等做出嚴(yán)格限制。為了充分利用可再生能源,必須實(shí)現(xiàn)DER并網(wǎng)的寬限接入和大量接入,這也是智能電網(wǎng)概念提出的根本原因之一,智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,將使這問(wèn)題能得到較好地解決。隨著DER的大量接入,配電網(wǎng)就由傳統(tǒng)的無(wú)源網(wǎng)絡(luò)將發(fā)展成為有源網(wǎng)絡(luò),當(dāng)前,涉及這方面的技術(shù)研究主要有微電網(wǎng)技術(shù)與虛擬發(fā)電廠技術(shù)。67PPT課件

有源網(wǎng)絡(luò)(ActiveNetwork)指的是分布式電源高度滲透、功率雙向流動(dòng)的配電網(wǎng)絡(luò)。所謂高度滲透是指接入的DER對(duì)配電網(wǎng)的潮流、短路電流產(chǎn)生了實(shí)質(zhì)性的影響,使得傳統(tǒng)配電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、保護(hù)控制、運(yùn)行管理方法不再有效。有源網(wǎng)絡(luò)的概念是針對(duì)并網(wǎng)技術(shù)對(duì)DER接入容量做出嚴(yán)格限制的配電網(wǎng)而提出的。有源網(wǎng)絡(luò)不再單純地為了不影響現(xiàn)有配電網(wǎng)而嚴(yán)格限制DER的接入,而是讓DER盡可能地多發(fā)電(特別是對(duì)可再生能源)、充分地發(fā)揮其對(duì)配電網(wǎng)的積極作用以及節(jié)省電力系統(tǒng)的整體投資。DER的容量客觀上是可以替代一部分配電容量的,從而減少對(duì)發(fā)、輸、配電系統(tǒng)的投資。因此,考慮DER對(duì)配電容量的替代作用,也是有源網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要的特征。68PPT課件

有源網(wǎng)絡(luò)給配電網(wǎng)的保護(hù)控制、運(yùn)行管理提出了新挑戰(zhàn),它包括電壓控制、繼電保護(hù)、短路電流限制、故障定位與隔離、DER調(diào)度管理等方面的問(wèn)題。69PPT課件一、微電網(wǎng)技術(shù)

微電網(wǎng)(MicroGrid)簡(jiǎn)稱微網(wǎng),是指由DG、DES裝置和監(jiān)控、保護(hù)裝置匯集而成的并為相應(yīng)區(qū)域供電的小型發(fā)配電系統(tǒng),能夠不依賴大電網(wǎng)而正常運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)部供需平衡。一般來(lái)說(shuō),微網(wǎng)是一個(gè)用戶側(cè)的電網(wǎng),它通過(guò)一個(gè)公共連接點(diǎn)(PointofCommonConnection,PCC)與大電網(wǎng)連接。70PPT課件71PPT課件

按照常規(guī)的做法,DER必須配備孤島保護(hù),在大電網(wǎng)停電時(shí)自動(dòng)與主網(wǎng)斷開(kāi)。而微網(wǎng)可以在與大電網(wǎng)脫離后獨(dú)立運(yùn)行,由DER維持區(qū)域內(nèi)所有或部分重要負(fù)荷的供電,能夠發(fā)揮出DER在提高供電可靠性方面的作用。微網(wǎng)僅在PCC點(diǎn)與大電網(wǎng)連接,避免了多個(gè)DER與大電網(wǎng)直接連接。通過(guò)合理地設(shè)計(jì),可使微網(wǎng)中DER主要用于區(qū)域內(nèi)部負(fù)荷的供電,做到不向外輸送或輸送很小的功率,使得大電網(wǎng)可以不考慮其功率輸出的影響,繼續(xù)采用即接即忘的并網(wǎng)方法。這樣,就較好地解決了DER大量接入與不改變配電網(wǎng)現(xiàn)有保護(hù)控制方式之間的矛盾。72PPT課件

智能微網(wǎng)信息交互關(guān)系如圖：73PPT課件

就微網(wǎng)本身來(lái)說(shuō),它是一個(gè)有源網(wǎng)絡(luò),需要解決功率平衡、穩(wěn)定控制、電壓調(diào)整、繼電保護(hù)等一系列問(wèn)題。智能微網(wǎng)具備以下特點(diǎn):（1）實(shí)現(xiàn)真正的自治;（2）提供高可靠性電能;（3）滿足用戶多樣化的需求;（4）更有效利用分布式能源,尤其是可再生能源;（5）實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化;（6）實(shí)現(xiàn)環(huán)境效益最大化。微網(wǎng)技術(shù)還在研究發(fā)展之中,是智能配電網(wǎng)的重要研究?jī)?nèi)容。74PPT課件

二、虛擬發(fā)電廠技術(shù)虛擬發(fā)電廠(VirtualPowerPlant,VPP)技術(shù)是將配電網(wǎng)中分散安裝的DER通過(guò)技術(shù)支撐平臺(tái)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度并將其等效為一個(gè)發(fā)電區(qū),實(shí)現(xiàn)分布式電源大量并網(wǎng),達(dá)到DER的優(yōu)化利用、降低電網(wǎng)峰值負(fù)荷、提高供電可靠性的目的。VPP的調(diào)度對(duì)象主要是可隨時(shí)啟動(dòng)并且功率可調(diào)節(jié)的DER,如熱電聯(lián)產(chǎn)微型燃?xì)廨啓C(jī)、應(yīng)急供電柴油發(fā)電機(jī)組以及各種DES等。對(duì)于風(fēng)能、太陽(yáng)能發(fā)電等可再生能源發(fā)電來(lái)說(shuō),其輸出具有不確定性,且一般需要在具備條件時(shí)讓其足額發(fā)電,因此不能對(duì)其進(jìn)行有效地調(diào)度。實(shí)施VPP要有配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)(DAS)作為技術(shù)支撐平臺(tái)。75PPT課件

VPP是DAS的一個(gè)高級(jí)應(yīng)用功能。DAS需要采集、處理分布式電源的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù),并能夠?qū)ζ溥M(jìn)行調(diào)節(jié)、控制。除技術(shù)問(wèn)題外,實(shí)施VPP還涉及電價(jià)、政策法規(guī)等一系列問(wèn)題,目前處于研究探討階段,還缺少成熟的經(jīng)驗(yàn)。

返回第三章目錄76PPT課件第四章互動(dòng)功能與高級(jí)量測(cè)體系第一節(jié)智能配電網(wǎng)的互動(dòng)功能第二節(jié)高級(jí)量測(cè)體系(AMI)77PPT課件

除支持分布式電源的大量接入外，智能配電網(wǎng)SDG不同于傳統(tǒng)配電網(wǎng)的另一個(gè)關(guān)鍵特征，是能夠?qū)崿F(xiàn)與用戶的互動(dòng)，使用戶由被動(dòng)的電力消費(fèi)者變?yōu)殡娋W(wǎng)運(yùn)行管理的積極參與者，而高級(jí)量測(cè)體系（AMI）是支持SDG互動(dòng)功能的關(guān)鍵技術(shù)。78PPT課件第一節(jié)智能配電網(wǎng)的互動(dòng)功能

一、用電信息的互動(dòng)

用電信息的互動(dòng)指的是采用現(xiàn)代通信與信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)用電信息在供電企業(yè)與用戶之間的即時(shí)交換。用電信息主要包括：智能電表采集的負(fù)荷運(yùn)行數(shù)據(jù)（電量，有功，無(wú)功，電壓，電流，停電報(bào)警，電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)）；向用戶側(cè)發(fā)布的需求側(cè)響應(yīng)（實(shí)時(shí)電價(jià)，負(fù)荷通斷，用戶自備的DER調(diào)度控制命令）；用戶服務(wù)信息（電費(fèi)，用電查詢，停電投訴）。

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用電信息的全面互動(dòng)對(duì)供電企業(yè)和用戶的好處有：（1）提供更加方便快捷的繳費(fèi)、停電投訴、用電查詢等用戶服務(wù)。（2）避免人工抄表引起的錯(cuò)抄、漏抄現(xiàn)象。（3）提高用電管理效率，減少管理成本。（4）支持需求側(cè)響應(yīng)，節(jié)省電費(fèi)（5）用戶停電警報(bào)的及時(shí)上傳是供電企業(yè)能夠及時(shí)檢測(cè)出故障元件與停電范圍，縮短故障處理時(shí)間。（6）使供電企業(yè)掌握完整的負(fù)荷信息，對(duì)電網(wǎng)供電可靠性、電能質(zhì)量與線損進(jìn)行準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)分析，提高供電質(zhì)量與電網(wǎng)運(yùn)行效率。80PPT課件

在實(shí)際工程應(yīng)用中，供電企業(yè)通過(guò)高級(jí)量測(cè)體系（AMI）、客戶信息系統(tǒng)（CIS）、電話投訴管理系統(tǒng)（TCM）這三套自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與用戶之間用電信息的互動(dòng)。AMI用于采集處理負(fù)荷運(yùn)行數(shù)據(jù)并發(fā)布需求側(cè)響應(yīng)控制命令；CIS供用戶在網(wǎng)上進(jìn)行繳納電費(fèi)、用電查詢、停電投訴等操作；TCM系統(tǒng)為用戶提供電話呼叫服務(wù)。81PPT課件

二、需求側(cè)響應(yīng)

需求側(cè)響應(yīng)（DR）是指用戶根據(jù)電價(jià)信號(hào)或獎(jiǎng)勵(lì)措施調(diào)整用電時(shí)間、用電量及用電方式，并應(yīng)用自備DER發(fā)電的市場(chǎng)參與行為。DR使用的電價(jià)信號(hào)有分時(shí)電價(jià)、實(shí)時(shí)電價(jià)、尖峰電價(jià)等。獎(jiǎng)勵(lì)措施包括直接負(fù)荷控制、需求側(cè)競(jìng)價(jià)、容量市場(chǎng)計(jì)劃、輔助服務(wù)計(jì)劃等。用戶的DER可以在低電價(jià)時(shí)儲(chǔ)能，在高電價(jià)時(shí)發(fā)電自用或向電網(wǎng)送電。82PPT課件

DR的主要作用是：在電力系統(tǒng)因故障或負(fù)荷突增出現(xiàn)功率缺額時(shí)，減少用電，防止電網(wǎng)出現(xiàn)穩(wěn)定破壞事故，提高供電可靠性。平滑負(fù)荷曲線，提高電網(wǎng)負(fù)荷率。優(yōu)化電能利用，節(jié)省用戶電費(fèi)支出。參與電網(wǎng)互動(dòng)，優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行。83PPT課件第二節(jié)高級(jí)量測(cè)體系(AMI)

高級(jí)量測(cè)體系是一個(gè)采集處理用戶負(fù)荷運(yùn)行數(shù)據(jù)并進(jìn)行DR控制的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它的主要組成部分是智能電表、通信網(wǎng)絡(luò)、量測(cè)數(shù)據(jù)管理主站。AMI主要有以下技術(shù)特點(diǎn)：（1）AMI是一個(gè)面向所有類型用戶的用電數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)。（2）功能更為豐富，完善。采集更多的負(fù)荷數(shù)據(jù)，使電網(wǎng)運(yùn)行人員能夠完整地掌握電網(wǎng)負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)與變化情況；支持實(shí)時(shí)電價(jià)的應(yīng)用，為DR提供全面的技術(shù)支持。84PPT課件（3）能夠與其它自動(dòng)化系統(tǒng)無(wú)縫集成，共享負(fù)荷數(shù)據(jù)；向CIS提供用戶電能記錄，供計(jì)算電費(fèi)、回答用戶用電查詢時(shí)使用；及時(shí)發(fā)送停電警報(bào)信號(hào)，供確定電網(wǎng)故障元件與停電范，提供負(fù)荷運(yùn)行記錄以對(duì)供電可靠性、電能質(zhì)量與線損進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。（4）可提供讀取自來(lái)水表、煤氣表以及智能家電控制等增值服務(wù)。（5）系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，具有良好的開(kāi)放性，能夠?qū)崿F(xiàn)智能電表、應(yīng)用程序、智能用電設(shè)備的“即插即用”。85PPT課件

下圖為AMI系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：86PPT課件一、智能電表傳統(tǒng)的電能表只是簡(jiǎn)單地記錄用戶電能消費(fèi)量，而智能電表是一個(gè)多功能用戶側(cè)終端裝置。它主要具備以下功能：雙向電能計(jì)量功能。能夠記錄從電網(wǎng)上獲取的電能和用戶DER送到電網(wǎng)上的電能，能夠根據(jù)電價(jià)的變化計(jì)算出累計(jì)電費(fèi)。用電數(shù)據(jù)采集功能。采集并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的時(shí)間間隔儲(chǔ)存有功、無(wú)功、電壓、電流等反映負(fù)荷運(yùn)行情況的數(shù)據(jù)，在主站召喚時(shí)上傳數(shù)據(jù)。檢測(cè)并上傳停電報(bào)警、電壓越限信號(hào)以及其他電能質(zhì)量擾動(dòng)數(shù)據(jù)。87PPT課件電表內(nèi)置超級(jí)電容器的蓄電，以在停電時(shí)維持電表工作一段時(shí)間，上傳停電檢測(cè)信息。負(fù)荷控制功能。根據(jù)來(lái)自主站的命令或按照用戶基于電價(jià)變化設(shè)定的DR控制程序進(jìn)行負(fù)荷的通斷與用電水平控制。具備防竊電功能。檢測(cè)擅自改動(dòng)電表或其他竊電行為。顯示當(dāng)前電價(jià)與電費(fèi)，供用戶進(jìn)行用電決策并及時(shí)了解用電情況。能夠進(jìn)行遠(yuǎn)方配置參數(shù)并進(jìn)行程序升級(jí)。用作用戶網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)，轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)時(shí)電價(jià)與DR控制命令。88PPT課件

二、通信網(wǎng)絡(luò)

AMI通信網(wǎng)絡(luò)由主干廣域通信網(wǎng)與分支局域通信網(wǎng)兩部分組成。用戶智能電表接在分支網(wǎng)中，采用數(shù)據(jù)集中器或通信處理機(jī)向AMI主站轉(zhuǎn)發(fā)智能電表的數(shù)據(jù)。89PPT課件90PPT課件

主干通信網(wǎng)連接數(shù)據(jù)集中器與AMI主站，可單獨(dú)組網(wǎng)，亦可與配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)共享通信網(wǎng)絡(luò)。目前，AMR與負(fù)控系統(tǒng)一般采用單獨(dú)組網(wǎng)的做法，通信方式有配電線載波、通用分組無(wú)線服務(wù)技術(shù)、無(wú)線電臺(tái)、電話撥號(hào)、光纖等。隨著建設(shè)SDG進(jìn)城的推進(jìn)，供電企業(yè)將逐步建立覆蓋整個(gè)配電網(wǎng)的IP通信網(wǎng)，用以解決高級(jí)配電自動(dòng)化與AMI的通信問(wèn)題。這也是AMI主干通信網(wǎng)的發(fā)展方向。91PPT課件三、主站

AMI主站用于收集、處理、保存只能電表量測(cè)數(shù)據(jù)并向智能電表發(fā)送DR控制信息；通過(guò)人機(jī)界面與分析工具，對(duì)量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯、確認(rèn)、糾錯(cuò)、補(bǔ)缺并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢、檢索、瀏覽、統(tǒng)計(jì)分析、制表打印等功能；提供系統(tǒng)集成接口，對(duì)外共享負(fù)荷數(shù)據(jù)。

返回第四章目錄92PPT課件第五章高級(jí)配電自動(dòng)化技術(shù)

第一節(jié)高級(jí)配電自動(dòng)化第二節(jié)高級(jí)配電自動(dòng)化系統(tǒng)第三節(jié)高級(jí)配電自動(dòng)化主要功能與技術(shù)特征第四節(jié)高級(jí)配電自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)93PPT課件第一節(jié)高級(jí)配電自動(dòng)化

它的定義是：配電網(wǎng)革命性的管理與控制方法，它實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的全面控制與自動(dòng)化并對(duì)分布式電源進(jìn)行集成，使系統(tǒng)的性能得到優(yōu)化。

ADA是對(duì)傳統(tǒng)配電自動(dòng)化（DA）的繼承與發(fā)展，與傳統(tǒng)DA相比，其主要特點(diǎn)如下。支持分布式電源DER的大量接入并將其與配電網(wǎng)進(jìn)行有機(jī)地集成。實(shí)現(xiàn)柔性交流配電(DFACTS)設(shè)備的協(xié)調(diào)控制。滿足有源配電網(wǎng)的監(jiān)控需要。提供實(shí)時(shí)仿真分析與輔助決策，有效支持高級(jí)應(yīng)用軟件。支持分布智能控制技術(shù)。具有良好的開(kāi)放性與可擴(kuò)展性。各種自動(dòng)化系統(tǒng)之間無(wú)縫集成，信息高度共享，功能深度融合。94PPT課件

傳統(tǒng)DA包含配電變電站、中低壓配電網(wǎng)絡(luò)、用戶側(cè)三個(gè)層次上的自動(dòng)化內(nèi)容,而在工程實(shí)踐中,它一般指中低壓配電網(wǎng)與用戶側(cè)的自動(dòng)化。在SDG中,用戶側(cè)自動(dòng)化支持與用戶的互動(dòng)等新型服務(wù),其技術(shù)內(nèi)容更為豐富。為使ADA的功能特點(diǎn)更有針對(duì)性,建議將ADA技術(shù)內(nèi)容限定為中壓配電網(wǎng)的自動(dòng)化,而把用戶自動(dòng)化作為獨(dú)立的技術(shù)領(lǐng)域?qū)Υ?/p>

ADA包括高級(jí)配電運(yùn)行自動(dòng)化DOA和高級(jí)配電管理自動(dòng)化DMA。前者完成配電網(wǎng)安全監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集、饋線自動(dòng)化、電壓無(wú)功控制、DER調(diào)度等實(shí)時(shí)應(yīng)用功能。后者以地理圖形為背景信息，實(shí)現(xiàn)配電設(shè)備空間與屬性數(shù)據(jù)以及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋽?shù)據(jù)的錄入、編輯、查詢與統(tǒng)計(jì)管理。完成停電管理、檢修管理、作業(yè)管理等離線或?qū)崟r(shí)性要求不高的應(yīng)用功能。95PPT課件96PPT課件第二節(jié)高級(jí)配電自動(dòng)化系統(tǒng)1.高級(jí)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成高級(jí)配電自動(dòng)化系統(tǒng)包括高級(jí)DOA系統(tǒng)與高級(jí)DMA系統(tǒng)兩個(gè)子系統(tǒng)。(1)高級(jí)DOA系統(tǒng)完成高級(jí)DOA功能,其結(jié)構(gòu)如圖所示。與傳統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)相比,它具有以下兩個(gè)特點(diǎn):1.監(jiān)控對(duì)象除傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)站、環(huán)網(wǎng)裝置、柱上開(kāi)關(guān)外還包括DER、DFACTS設(shè)備等。2.除主站、通信網(wǎng)絡(luò)與各種現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控終端外,增加了分布式智能控制器DIC。DIC安裝在變電站、開(kāi)關(guān)站或其他選定的站點(diǎn)內(nèi),其作用類似于傳統(tǒng)配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中的配電子站,收集并處理附近小區(qū)內(nèi)相關(guān)站點(diǎn)終端的信息,完成一些實(shí)時(shí)性要求高的現(xiàn)場(chǎng)控制功能。97PPT課件98PPT課件2.高級(jí)配電自動(dòng)化系統(tǒng)與其他自動(dòng)化系統(tǒng)的集成

ADA的兩個(gè)子系統(tǒng)以及與其他自動(dòng)化系統(tǒng)之間,通過(guò)企業(yè)信息集成總線UIB,交換信息實(shí)現(xiàn)“無(wú)縫”集成。這些系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換關(guān)系如下。（1）高級(jí)DOA系統(tǒng)從高級(jí)DMA系統(tǒng)中獲取配電網(wǎng)設(shè)備屬性與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋽?shù)據(jù),以避免配電網(wǎng)數(shù)據(jù)的重復(fù)錄入。高級(jí)DMA系統(tǒng)從高級(jí)DOA系統(tǒng)中獲取包括故障信息在內(nèi)的配電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù),完成負(fù)荷統(tǒng)計(jì)、停電管理、檢修管理等應(yīng)用功能。(2)高級(jí)DOA系統(tǒng)從調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中獲取變電站中壓線路出線斷路器運(yùn)行信息,并向其傳送開(kāi)關(guān)操作控制命令。99PPT課件（3）高級(jí)DMA系統(tǒng)從高級(jí)量測(cè)體系A(chǔ)MI中獲取用戶停電檢測(cè)信息,結(jié)合來(lái)自DSCADA的故障檢測(cè)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)故障定位、停電范圍監(jiān)測(cè)通過(guò)向客戶信息系統(tǒng)、用戶電話投訴管理系統(tǒng)發(fā)布停電范圍、原因、恢復(fù)供電時(shí)間等信息,供用戶查詢。100PPT課件第三節(jié).高級(jí)配電自動(dòng)化主要功能與技術(shù)特征

一.配電網(wǎng)監(jiān)控

配電網(wǎng)監(jiān)控，即DSCADA,這是ADA的一個(gè)基本功能,SDG對(duì)其有不同于傳統(tǒng)DA的高要求。

SDG應(yīng)具有良好的可測(cè)性,能夠?qū)崿F(xiàn)配電網(wǎng)全局的“可視化”管理,這就要求DSCADA采集的數(shù)據(jù)更為全面、完整,除常規(guī)遙測(cè)、遙信與故障檢測(cè)信息外,還包括設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)。DER與DFACTS設(shè)備的廣泛應(yīng)用,使SDG成為一個(gè)功率雙向流動(dòng)的復(fù)雜有源網(wǎng)絡(luò),必須使用快速仿真模擬等高級(jí)應(yīng)用軟件,以對(duì)其進(jìn)行有效地控制與管理。為保證高級(jí)應(yīng)用軟件的運(yùn)行效果,要求DSCADA能夠?qū)崿F(xiàn)高精度同步數(shù)據(jù)采集,并提供電壓和電流的相量信息。101PPT課件二.饋線自動(dòng)化FASDG要求完成配電網(wǎng)故障自動(dòng)定位、隔離與恢復(fù)供電功能。

SDG要求最大限度地減小故障引起的供電中斷時(shí)間和影響范圍。傳統(tǒng)的FA依賴重合器順序重合或主站遙控實(shí)現(xiàn)供電恢復(fù),處理時(shí)間需要數(shù)分鐘。ADA中的FA應(yīng)用分布式智能控制技術(shù),能夠?qū)r(shí)間減少至1s內(nèi)；應(yīng)用閉環(huán)運(yùn)行相鄰分段開(kāi)關(guān)之間配備差動(dòng)保護(hù)、動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器、DER、微網(wǎng)等技術(shù),實(shí)現(xiàn)饋線故障的“無(wú)縫”自愈,使用戶免受故障影響。102PPT課件三.電壓無(wú)功控制在SDG中,一方面,DER的投人與退出及其輸出功率具有很大的不確定性,使調(diào)度人員難以僅根據(jù)母線電壓與負(fù)荷情況掌控配電線路電壓的變化另一方面,部分DER設(shè)備如光伏發(fā)電逆變器可同時(shí)作為無(wú)功輸出設(shè)備,參與電網(wǎng)電壓無(wú)功調(diào)節(jié)。高級(jí)DOA系統(tǒng)應(yīng)能根據(jù)線路上不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)功率潮流和電壓實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),綜合決策,實(shí)現(xiàn)電壓無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備包括DER的優(yōu)化調(diào)節(jié)與控制。傳統(tǒng)DA系統(tǒng)的電壓無(wú)功控制功能十分有限,一般僅提供關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)電壓的監(jiān)測(cè)與無(wú)功補(bǔ)償裝置的投切控制為降低造價(jià),有的系統(tǒng)甚至僅采集母線電壓,使調(diào)度人員難以全面掌握線路電壓變化情況。103PPT課件四.支持虛擬發(fā)電廠技術(shù)（見(jiàn)第三章第四節(jié))五.分布式智能控制

SDG中快速故障自愈、電壓無(wú)功控制、微網(wǎng)控制、廣域保護(hù)〔包括DER孤島保護(hù)〕等功能的完成需要兩個(gè)以上監(jiān)控站點(diǎn)的數(shù)據(jù),稱為廣域控制功能。依賴控制中心的高級(jí)DOA主站系統(tǒng)可完成廣域控制功能,但處理速度難以滿足實(shí)時(shí)性要求而采用分布式智能控制技術(shù),就地采集處理數(shù)據(jù),輸出控制調(diào)節(jié)命令,則可以顯著地提高廣域控制功能的響應(yīng)速度。104PPT課件第四節(jié).高級(jí)配電自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)

一.IP通信網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)整個(gè)ADA系統(tǒng)的性能與可靠性有著決定性的影響。高級(jí)DOA系統(tǒng)根據(jù)其實(shí)現(xiàn)的功能與技術(shù)要求應(yīng)采用IP通信技術(shù)。目前,多數(shù)供電企業(yè)已經(jīng)建立了覆蓋控制中心、變電站、配電站等中心節(jié)點(diǎn)的光纖數(shù)據(jù)網(wǎng),可作為DOA系統(tǒng)的骨干IP傳輸網(wǎng)。配電網(wǎng)中的環(huán)網(wǎng)設(shè)備、DER設(shè)備、配電站、變電站等站點(diǎn)的通信,宜采用光纖技術(shù),構(gòu)成局域通信網(wǎng),再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備接人骨干網(wǎng)。對(duì)于個(gè)別光纖難以到達(dá)的站點(diǎn)可采用無(wú)線分組業(yè)務(wù)GPRS、無(wú)線如ZIGBEE技術(shù)、電力載波等技術(shù)接入。105PPT課件

IP通信方式不同于傳統(tǒng)DA采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信方式,解決了終端只能與主站或配電子站通信而存在的問(wèn)題①終端之間不能交換數(shù)據(jù),無(wú)法實(shí)現(xiàn)基于終端的分布式智能控制②采用配電子站轉(zhuǎn)發(fā)終端數(shù)據(jù),終端與主站之間不是透明傳輸,配置與管理維護(hù)工作量大③通信帶寬窄,難以上傳故障錄波、電能質(zhì)量擾動(dòng)等數(shù)據(jù)量比較大的事件記錄。106PPT課件二.配電網(wǎng)測(cè)控體系根據(jù)DOA系統(tǒng)完成的功能,從邏輯上可把下圖所示的高級(jí)DOA系統(tǒng)分成配電網(wǎng)廣域測(cè)控體系和ADA應(yīng)用軟件(包括終端、DIC的應(yīng)用軟件)兩個(gè)層次上的內(nèi)容。配電網(wǎng)廣域測(cè)控體系DMACI,包括IP通信網(wǎng)絡(luò)與主站、現(xiàn)場(chǎng)終端中的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、通信等技術(shù)內(nèi)容,可為主站、DIC與終端中的ADA應(yīng)用軟件提供配電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸與管理服務(wù)。它具有以下特點(diǎn)：107PPT課件（1）支持分布式智能廣域控制,包括支持DIC的應(yīng)用、終端間對(duì)等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換、事件信息與控制命令的快速傳輸?shù)取＃?）支持同步相量測(cè)量。同步相量測(cè)量用于完成環(huán)網(wǎng)合環(huán)電流計(jì)算、廣域保護(hù)、故障定位、電壓控制等功能。（3）支持配電設(shè)備在線監(jiān)測(cè),能夠記錄、傳輸故障與電能質(zhì)量擾動(dòng)數(shù)據(jù)。（4）具有良好的開(kāi)放性,支持絡(luò)端設(shè)備與應(yīng)用軟件的“即插即用”。做到這一點(diǎn)的關(guān)鍵是通信協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化。（5）具有網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)管理功能,能夠收集網(wǎng)絡(luò)管理信息,向網(wǎng)絡(luò)管理工作站報(bào)告網(wǎng)絡(luò)與終端設(shè)備的錯(cuò)誤信息。（6）能夠提供安全訪問(wèn)控制,使系統(tǒng)免受非法訪問(wèn)與惡意攻擊的損害。108PPT課件三.新型傳感與測(cè)量技術(shù)傳感和測(cè)量技術(shù)對(duì)ADA技術(shù)的發(fā)展也至關(guān)重要。研發(fā)應(yīng)用新型的傳感與測(cè)量器件,如小型電壓與電流傳感器(小信號(hào)輸出)、電子式互感器、光學(xué)互感器等。此外,需要開(kāi)發(fā)新型氣體、溫度、局部放電等傳感器件,滿足配電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)的應(yīng)用。現(xiàn)有DA系統(tǒng)一般采用電磁式互感器(電壓互感器、電流互感器)測(cè)量電壓、電流信號(hào),成本高,安裝不方便一些站點(diǎn)(主要是環(huán)網(wǎng)柜)往往因?yàn)闆](méi)有合適的空間安裝互感器,而不得不放棄對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控。109PPT課件四.故障定位技術(shù)配電網(wǎng)接入大量的DER、DFACTS設(shè)備,使故障電流不再是由系統(tǒng)側(cè)單向流人故障點(diǎn),其分布規(guī)律與傳統(tǒng)配電網(wǎng)有很大的不同,需要研究新的故障檢測(cè)和定位方法。其中二個(gè)解決方案是比較故障電流的方向來(lái)檢測(cè)故障區(qū)段(故障區(qū)段饋線電流同方向),故障電流方向通過(guò)比較電壓和電流相位檢測(cè)另一個(gè)方案是比較故障電流的相位故障區(qū)段饋線電流同相位判斷故障區(qū)段。相位法不需要測(cè)量電壓,但需解決采樣時(shí)間的同步問(wèn)題。此外,DFACTS設(shè)備的大量應(yīng)用也會(huì)影響故障電流波形、頻率及其分布,需要加以解決。110PPT課件

對(duì)于中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)的單相接地(小電流接地系統(tǒng)故障),目前的故障定位方法有利用故障暫態(tài)信號(hào)的方法(暫態(tài)法)、中性點(diǎn)投人電阻法與注入信號(hào)尋跡法。對(duì)于電阻法與信號(hào)注入法,在SDG中也會(huì)遇到與上述短路故障檢測(cè)類似的問(wèn)題而對(duì)于暫態(tài)法來(lái)說(shuō),可通過(guò)比較故障點(diǎn)兩側(cè)暫態(tài)零序電流波形的極性或相似性實(shí)現(xiàn)定位。111PPT課件五.快速仿真與模擬技術(shù)配電網(wǎng)快速仿真與模擬D-FSM技術(shù)提供實(shí)時(shí)計(jì)算工具,分析預(yù)測(cè)配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)變化趨勢(shì),可對(duì)配電網(wǎng)操作進(jìn)行仿真并進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,并向運(yùn)行人員推薦調(diào)度決策方案。

D-FSM是保證SDG安全可靠、高效優(yōu)化運(yùn)行的重要技術(shù)手段。配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)眾多、網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜,三相負(fù)荷不平衡現(xiàn)象嚴(yán)重、數(shù)據(jù)不健全,使得對(duì)其進(jìn)行的計(jì)算分析不同于輸電網(wǎng),考慮DER、DFACTS設(shè)備的大量應(yīng)用,更使其難度與復(fù)雜程度大為增加,因此還有大量的研究工作要做。

返回第五章目錄112PPT課件第六章柔性配電與故障電流限制技術(shù)第一節(jié)柔性配電技術(shù)第二節(jié)柔性配電技術(shù)主要設(shè)備第三節(jié)故障電流限制技術(shù)

113PPT課件

由變壓器、機(jī)械開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線組成的傳統(tǒng)配電系統(tǒng)存在一些難以克服的技術(shù)問(wèn)題,如短路引起的過(guò)電流與電壓驟降危害、重合閘或倒閘操作引起的供電短時(shí)中斷、電壓與功率不能連續(xù)調(diào)節(jié)等,而柔性配電技術(shù)、故障電流限制技術(shù)的發(fā)展則為解決這些問(wèn)題提供了技術(shù)手段,將使配電系統(tǒng)的構(gòu)成與運(yùn)行方式發(fā)生革命性的變化。這兩項(xiàng)技術(shù)對(duì)提高供電質(zhì)量與配電網(wǎng)運(yùn)行效率至關(guān)重要,也是智能配電網(wǎng)的重要技術(shù)內(nèi)容。114PPT課件第一節(jié)柔性配電技術(shù)

柔性配電技術(shù)是柔性交流輸電(FlexibleACTransmissionSystem,FACTS)技術(shù)在配電網(wǎng)的延伸,簡(jiǎn)稱為DFACTS(DistributionFACTS)。FACTS是利用電力電子技術(shù)和控制技術(shù)對(duì)交流輸電系統(tǒng)的阻抗、電壓、相位等基本參數(shù)進(jìn)行靈活快速地調(diào)節(jié),進(jìn)而對(duì)系統(tǒng)的有功和無(wú)功潮流進(jìn)行靈活地控制,以提高輸電系統(tǒng)的輸送能力與穩(wěn)定水平。作為提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定水平與運(yùn)行效率的重要技術(shù)手段,FACTS技術(shù)已在電力系統(tǒng)中獲得廣泛應(yīng)用。115PPT課件

智能配電網(wǎng)的一個(gè)重要特征是具有很高的電能質(zhì)量,能夠?yàn)橛脩籼峁┒ㄖ齐娏?CustomPower)技術(shù)或定質(zhì)電力。所謂定制，是指用戶根據(jù)其負(fù)荷運(yùn)行需要向供電企業(yè)提出的對(duì)供電質(zhì)量的特殊要求,如要求供電一刻都不能中斷,沒(méi)有電壓驟降、諧波、電壓波動(dòng)的影響等。而依賴傳統(tǒng)的供電技術(shù)難以滿足用戶的這些特殊要求,這就需要應(yīng)用DFACTS技術(shù)對(duì)各種電能質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行有效地控制。電能質(zhì)量控制是DFACTS技術(shù)的一種主要的應(yīng)用領(lǐng)域,鑒于此,有人將其稱為定制電力技術(shù)。116PPT課件DFACTS技術(shù)在智能配電網(wǎng)中的另一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域是解決分布式電源(DER)并網(wǎng)問(wèn)題。一是提供動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償,克服風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電功率輸出間歇性的影響,使配電網(wǎng)在最大程度地接納風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電功率的同時(shí),保證電壓質(zhì)量與穩(wěn)定性;二是對(duì)有源配電網(wǎng)的潮流進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制,優(yōu)化配電網(wǎng)潮流分布,提高配電網(wǎng)運(yùn)行可靠性,減少損耗。117PPT課件第二節(jié)柔性配電技術(shù)主要設(shè)備

（1）固態(tài)開(kāi)關(guān)。固態(tài)開(kāi)關(guān)是應(yīng)用電力電子器件構(gòu)成的開(kāi)關(guān)設(shè)備,分為固態(tài)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(SolidStateTransferSwitch,SSTS)與固態(tài)斷路器(SolidStateCircuitBreaker,SSCB)兩種。它們利用電力電子器件導(dǎo)通與截止速度快的特點(diǎn),解決傳統(tǒng)機(jī)械開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)(達(dá)數(shù)個(gè)周波)帶來(lái)的問(wèn)題。118PPT課件

（2）靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置SVC。SVC包括晶閘管控制的電抗器(ThyrisatorSwitchReactor,TSR)與晶閘管控制的電容器(ThyrisatorSwitchCapacitor,TSC)兩種裝置。實(shí)際應(yīng)用中,也可將兩者結(jié)合使用,稱為混合式SVC。SVC通過(guò)控制晶閘管的導(dǎo)通時(shí)刻來(lái)改變流過(guò)電抗器或電容器的電流,從而調(diào)節(jié)從系統(tǒng)中吸取或向系統(tǒng)注入的無(wú)功電流,可以平滑、無(wú)級(jí)地調(diào)節(jié)容性或感性無(wú)功功率,且具有較好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。而常規(guī)的無(wú)功功率補(bǔ)償裝置采用機(jī)械開(kāi)關(guān)投切電容器,響應(yīng)速度慢,且不能滿足對(duì)波動(dòng)較頻繁的無(wú)功負(fù)荷進(jìn)行連續(xù)補(bǔ)償?shù)囊蟆?19PPT課件

SVC廣泛用于抑制軋鋼機(jī)、電