智能電網(wǎng)與配網(wǎng)自動(dòng)化工程建設(shè)

　　智能電網(wǎng)是一項(xiàng)集計(jì)算機(jī)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(chēng)為電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)。智能電網(wǎng)建設(shè)的主要任務(wù)是重點(diǎn)推進(jìn)智能化電氣設(shè)備裝備推廣應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)管理過(guò)程自動(dòng)化、智能化，帶動(dòng)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)

　?。?）智能裝備是將機(jī)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(rèn)知能力和行動(dòng)能力。

　?。?）智能裝備是對(duì)工業(yè)數(shù)據(jù)的全面深度感知，對(duì)動(dòng)態(tài)傳輸與高級(jí)建模分析有更快的認(rèn)知能力，從而形成智能決策與控制，驅(qū)動(dòng)智能裝備制造業(yè)的向全面智能化發(fā)展。

　?。?）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(jìn)行全方位的整合集成，并從“數(shù)據(jù)的采集和處理”、“人-機(jī)、機(jī)-機(jī)通訊”、“從數(shù)據(jù)、信息到?jīng)Q策”、“邁向預(yù)測(cè)型智能制造”四個(gè)層面進(jìn)行實(shí)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(guò)先進(jìn)的傳感器和測(cè)量技術(shù)把電氣設(shè)備終端節(jié)點(diǎn)上的各種信息采集回來(lái)，也就是把電網(wǎng)線路分段的運(yùn)行狀態(tài)，反映到電腦顯示屏上面，再運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的安全、可靠、高效、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)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(hù)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(chēng)為網(wǎng)絡(luò)鏈路的端點(diǎn)或網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)（二條或多條鏈路的公共結(jié)合點(diǎn)），在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行中是可以隨時(shí)改變結(jié)構(gòu)的，鏈路會(huì)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(yùn)用人工智能技術(shù)而發(fā)生的改變，稱(chēng)網(wǎng)絡(luò)為智能化網(wǎng)絡(luò)。在計(jì)算機(jī)上對(duì)電網(wǎng)管理也就是對(duì)控制節(jié)點(diǎn)的管理，網(wǎng)絡(luò)上的控制節(jié)點(diǎn)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(jì)算機(jī)管理都離不開(kāi)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)形態(tài)。在人工管理時(shí)只需要有線路結(jié)線圖就可以，但是計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)來(lái)計(jì)算。規(guī)定由節(jié)點(diǎn)流出的電流為正，流入節(jié)點(diǎn)的電流為負(fù);選定回路的繞行方向，在回路的繞行方向上，電勢(shì)降為正值，電勢(shì)升為負(fù)值;

　　數(shù)字化電網(wǎng)系統(tǒng);是指把二次系統(tǒng)測(cè)量到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并且以數(shù)字1、0的形式在計(jì)算機(jī)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(lái)需要大量人工的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和現(xiàn)場(chǎng)操作直接在控制室的計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。

　　電力系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，在電源電勢(shì)激勵(lì)作用下，電流或功率從電源通過(guò)系統(tǒng)各元件流入負(fù)荷，分布于電力網(wǎng)絡(luò)線路的各個(gè)負(fù)荷點(diǎn)，稱(chēng)為電力潮流方向，電流流入為負(fù)，電流流程為正。用標(biāo)準(zhǔn)模型和參數(shù)對(duì)照評(píng)價(jià)線路的優(yōu)劣性的設(shè)計(jì)方法。評(píng)價(jià)目前系統(tǒng)的負(fù)荷量、損失、電壓降等，重新調(diào)整常時(shí)開(kāi)放點(diǎn)的開(kāi)關(guān)位置，以達(dá)到電量損失最小化和線路負(fù)荷承載率平均化。分布式結(jié)構(gòu)的每一個(gè)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)管理都有各自的獨(dú)立功能?？梢苑謩e執(zhí)行多種任務(wù)，監(jiān)管功能也是分布的。通過(guò)任何網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)都能獲得所有的網(wǎng)絡(luò)信息、警報(bào)和事件。

　　分布式網(wǎng)絡(luò)：其特點(diǎn)是任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)都至少跟其他兩個(gè)節(jié)點(diǎn)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(hào)傳遞，而且能夠在液晶屏幕上顯示出線路結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)。標(biāo)準(zhǔn)化配網(wǎng)線路的模塊化設(shè)計(jì)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(shí)，對(duì)其他線路造成的影響程度。用標(biāo)準(zhǔn)模型和參數(shù)對(duì)照評(píng)價(jià)線路的優(yōu)劣性的設(shè)計(jì)方法。評(píng)價(jià)目前系統(tǒng)的負(fù)荷量、損失、電壓降等，重新調(diào)整常時(shí)開(kāi)放點(diǎn)的開(kāi)關(guān)位置，以達(dá)到電量損失最小化和線路負(fù)荷承載率平均化。

　　集中式網(wǎng)絡(luò)：利用線路和節(jié)點(diǎn)設(shè)備將分散的并獨(dú)立存在網(wǎng)絡(luò)，利用系統(tǒng)的功能相互連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)資源共享。將分布在不同地方的多臺(tái)設(shè)備連接形成一個(gè)集合。

　　4、配網(wǎng)自動(dòng)化就是供電線路結(jié)構(gòu)變化實(shí)現(xiàn)智能化和自動(dòng)化

　　配電網(wǎng)自動(dòng)化是以一次供電線路網(wǎng)架和和現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)設(shè)備為基礎(chǔ)，以配電網(wǎng)自動(dòng)化軟件系統(tǒng)為中心，綜合利用通信方式，通過(guò)二次終端設(shè)備的應(yīng)用系統(tǒng)集成開(kāi)關(guān)柜信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測(cè)與控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)供電故障的快速反應(yīng)，迅速處理故障，及時(shí)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(gè)用戶(hù)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(shí)的恢復(fù)供電。評(píng)價(jià)線路可靠性時(shí)經(jīng)常采用通用的標(biāo)準(zhǔn)，也就是“N-1””N-2””N-3”標(biāo)準(zhǔn)。許多技術(shù)人員一提到配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，首先就要簡(jiǎn)化供電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。實(shí)際上是要按照實(shí)際線路情況，通過(guò)自動(dòng)化建設(shè)來(lái)適應(yīng)目前的結(jié)構(gòu)。自動(dòng)化遠(yuǎn)程操作只有在單線圖上操作不出問(wèn)題，供電線路一旦敷設(shè)后，線路連接的絕對(duì)位置不會(huì)改變了，但是通過(guò)開(kāi)關(guān)柜不同的間隔分合會(huì)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(dòng)配電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施升級(jí)，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(wàn)戶(hù)的電器上。提高電網(wǎng)供電線路運(yùn)行的安全可靠性，降低電網(wǎng)線路損耗，提高用戶(hù)終端的供電質(zhì)量是智能電網(wǎng)建設(shè)的基本目標(biāo)。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(jiǎn)單的線路結(jié)構(gòu)管理越容易。

　　5、配網(wǎng)自動(dòng)化工程建設(shè)

　　實(shí)施智能電網(wǎng)建設(shè)和配電網(wǎng)自動(dòng)化工程之前，做好供電網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作，按照標(biāo)準(zhǔn)化模型規(guī)劃設(shè)計(jì)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(duì)每一條線路的實(shí)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(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)錯(cuò)位，影響系統(tǒng)建設(shè)質(zhì)量，造成項(xiàng)目投資極大的浪費(fèi)?，F(xiàn)階段配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)主要有三種：

　?。?）放射型線路結(jié)構(gòu)，供電線路從變電站饋出直接到用戶(hù)端，線路上還要串接出很多的中間用戶(hù)，這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單線路故障點(diǎn)也容易查找。放射性線路上的開(kāi)關(guān)以斷路器為主，進(jìn)行分?jǐn)啾Ｗo(hù)，一家用戶(hù)故障時(shí)就跳開(kāi)開(kāi)關(guān)，不至于造成全線路停電。

　?。?）“手拉手”型簡(jiǎn)單環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，就是在兩條饋線中間增加一臺(tái)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，故障時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)供。

　?。?）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(gè)聯(lián)絡(luò)點(diǎn)，當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)故障時(shí)，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(fù)荷開(kāi)關(guān)和聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，盡量不采用斷路器開(kāi)關(guān)。

　　通過(guò)配電網(wǎng)線路及開(kāi)關(guān)設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以將負(fù)荷從重負(fù)載甚至是過(guò)負(fù)載線路轉(zhuǎn)移到輕負(fù)載饋線上，這種轉(zhuǎn)移提高了饋線的平均負(fù)荷率，增強(qiáng)了配電網(wǎng)的供電能力;在配電網(wǎng)受到小的擾動(dòng)時(shí)，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(shí)間，減少停電面積，提高供電可靠性。在正常運(yùn)行情況下，通過(guò)監(jiān)視配網(wǎng)運(yùn)行工況，優(yōu)化配網(wǎng)運(yùn)行方式;并在配電網(wǎng)受到災(zāi)害性影響時(shí)（如失去主力電源，失去進(jìn)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(fù)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(yùn)行數(shù)據(jù)合理控制潮流分布、無(wú)功負(fù)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(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行目的;

　　6、配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)主要內(nèi)容

　?。?）配電網(wǎng)線路結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

　?。?）開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)升級(jí)為電動(dòng)操作

　　（3）開(kāi)關(guān)柜升級(jí)改造

　?。?）采用自動(dòng)化成套開(kāi)關(guān)設(shè)備

　　（5）配網(wǎng)自動(dòng)化信息系統(tǒng)建設(shè)