二、農網智能化概述
(一)農網特點及需求
我國農網特點為分布廣泛、負荷分散;電壓等級多、運行環境復雜、發展不平衡管理體制多元化。發展需求為新農村建設和城鄉社會經濟一體化發展需求分散式新型可再生能源/微網的接入需求電源/用戶供用電信息互動化需求。
(二)農網與智能電網目標差距 (三)農網智能化建設目標農網智能化建設目標
緊密圍繞堅強智能電網發展總體目標,一新型農網建設為載體;加快建設堅強農網,不斷完善信息化、自動化、互動化功能,提高智能化水平;增強電網與用戶、與各類新型能源的互動功能。
(四)農網智能化建設路線
農網智能化建設路線分為三階段。*階段為智能配電臺區;配電自動化;用電信息采集系統;農網數據統一采集與監控;試點工程,典型模式。第二階段為智能化變電站;農網用電互動化;農村分布式清潔能源接入;智能用電服務體系;綜合示范工程。第三階段為農網智能經濟調度;運用需求側響應技術引導用戶有序用電;建設堅強智能新型農網。
(五)農網智能化主要建設內容
1、用電信息采集
建設內容為涵蓋公變、專變采集;單、三相居民用戶采集;提供多種繳費方式。建設目標位實現用電信息采集的自動化和互動化,實現用電信息實時監測、預警及多種自助繳費方式。建設模式為采集終端通過光纖、微功率無線、載波等方式將采集信息傳送到臺區智能配電終端(集中器),在通過光纖、載波、無線公網、無線專網等方式傳送到農網同意數據采集與集中監控平臺。
2、智能臺區
臺區裝設智能配電箱或只能配變終端,將用戶用電信息采集信息和臺區信息通過光纖、無線公網、無線公網、無線專網等通信方式上傳到統一數據采集與集中監控平臺。實現配電臺區設備(變壓器、開關)狀態參數監測、無功補償本地/遠程控制投切、漏電保護監測管理、諧波監測、三相不平衡監測、用電信息采集、遠程通信、互動等功能與一體;實現農村配電網的電能質量問題(包括無功補償、諧波治理和三相不平衡治理等)綜合治理,降低電網損耗;實現智能配電區建設模式的規范化。
3、配電自動化
實現配電網的運行監視和控制的自動化系統,具備配電SCADA、饋線自動化、電網分析應用及與相關應用系統互連等功能,主要由配電主站、終端、配電子站和通信通道等部分組成。有簡易、實用、標準、集成、智能型之分。配電SCADA指通過人機交互,實現配電網的運行監視和遠方控制,為配電網運行和調度提供服務。配電主站指配電主站是配電自動化系統的核心部分,主要實現配電網數據采集與監控等基本功能和電網分析應用等擴展功能。配電終端指安裝于中壓配電網現場的各種遠方監測、控制單元的總稱,主要包括配電開關監控終端即FTU、配電變壓器監測終端TTU、開關站和公用及用戶配電所的監控終端DTU等。饋線自動化指利用自動化裝置或系統,監視配電線路的運行狀況,及時發現配電線路故障,迅速診斷出故障區間并將故障區間隔離,快速恢復對非故障區間的供電。分為全自動、半自動、智能分布、重合器四種方式。
建設內容在環網柜、開閉站、柱上開關裝設DTU、FTU配電自動化終端,將開關狀態信息和故障信息通過光纖、無線專網等通信方式上傳到主站系統。
通過建立不同電網模式下的智能控制通信網絡和配網自動化建設模式,建設故障線路在線檢測數據網,實現配電線路故障隔離、網絡重構、自愈控制等功能,達到快速恢復供電、提高供電可靠性的目的。
4、農網營配調一體化管理模式優化 三、智能電網配電關鍵設備研制規劃
(一)《研制規劃》簡介
2009年國網公司編制完成了《智能電網關鍵設備(系統)研制規劃》,包含135項關鍵設備的研制。截至2010年底,已有59項關鍵設備研制成功。2011年,國網公司智能電網建設從規劃試點順利“轉段”進入全面建設。
2010年6月修編完成了國家電網公司《智能電網關鍵設備(系統)研制規劃(2011年修訂版)》。包括7個技術領域、28個技術專題和151項關鍵設備的研制規劃,每個技術領域中包含了現狀及發展趨勢、研制思路、研制內容及預期目標、研制計劃進度四方面的內容。研制規劃》是《國家電網智能化規劃》的子規劃之一,是關鍵設備研制工作的行動綱領,可作為科研、制造企業的設備研制指南,同時也可作為制定相關產業化發展規劃的指導依據。
(二)智能配電環節簡述
智能配電環節其特點是設備數量多、分布范圍廣、網架結構復雜。存在網架薄弱、供電能力不足、線路設備功能分散且可靠性較差、配電節能降損潛力巨大、通信難以覆蓋等問題。其發展是可能大量接入分布式電源、微網、電動汽車、儲能裝置等,應滿足自愈、互動、兼容、即插即用等系統運行需求。采取的措施是研制新型、、環保的智能化設備,提高供電可靠性、運行效率和設備利用率,提高供電能力和改善供電質量,提升配電網安全預警及應急
供電能力。智能配電分為智能配電設備、配電自動化與配網規劃、分布式電源接入與微網運行控制等環節。
(三)智能配電環節發展趨勢
1、智能配電設備發展趨勢
開關及成套設備的趨勢是向高可靠性、模塊化、智能化、操作方便、與環境協調、低成本、少維護的方向發展。需要研究滿足環保要求的絕緣技術;研究一次開關與二次終端集成技術。配電網測控保護的趨勢是向廣域信息、自適應、可邏輯重組、支持動態在線整定的方向發展,各種保護、控制技術將進一步與配電一次設備相互滲透、融合,發展為一體化智能設備。電能質量綜合治理的趨勢是不僅要保證了敏感負荷免受電能質量影響,且要消除治理本身造成的新的電能質量問題。
2、配電自動化與配網規劃發展趨勢
配電自動化的趨勢是向全面滿足智能配電網的要求發展,即以堅強配電網架為基礎,全面遵循IEC61970/61968,覆蓋全部配網設備,涵蓋整個配網調度和生產指揮的全部業務流程;在完整圖模管理基礎上,實現配電監測控制和饋線自動化功能,實現配電網信息的集成整合與共享,滿足智能配電調控一體化的要求;具備擴展支持新能源接入、配電網自愈、可視化調度操作、與用戶互動等功能。配網規劃的趨勢是計算機輔助決策支持系統向在線規劃、多約束條件優化等方向發展,將進一步滿足實際配電網規劃需要,規劃結果更具實用性。
3、分布式電源接入、微網控制及保護發展趨勢
國內分布式發電技術多應用在城市光伏發電系統、光伏-建筑一體化技術和儲能系統上,分布式電源的即插即用技術研究還處于起步階段,有待進一步深化。對分布式電源接入系統的穩定性分析、安全與自動保護措施、獨立運行機制、多電源運行機制等方面還需要系統性的研究。分布式儲能技術還在發展中,有待實現大規模產業化。鈉硫電池具有大容量、率、結構緊湊易擴展、對環境影響小等優點,技術成熟后可用于城市電網和可再生能源發電補償;超級電容容量大、壽命長、環保,目前已有市場化應用;飛輪儲能效率高、壽命長,尚在研制中。超導儲能效率高、響應快,目前已在風力發電系統中應用。