sdg集現(xiàn)代電力新技術于一體,具體內(nèi)容主要有以下幾個方面。
1)配電數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡。這是一個覆蓋配電網(wǎng)中所有節(jié)點(控制中心、變電站、分段開關、用戶端口等)的ip通信網(wǎng),采用光纖、無線與載波等組網(wǎng)技術,支持各種配電終端與系統(tǒng)“上網(wǎng)”。它將徹底解決配電網(wǎng)的通信瓶頸問題,給配電網(wǎng)保護、監(jiān)控與自動化技術帶來革命性的變化,并影響一次系統(tǒng)技術的發(fā)展。
2)先進的傳感測量技術,如光學或電子互感器、架空線路與電纜溫度測量、電力設備狀態(tài)在線監(jiān)測、電能質量測量等技術。
3)先進的保護控制技術,包括廣域保護、自適應保護、配電系統(tǒng)快速模擬仿真、網(wǎng)絡重構等技術。
4)高級配電自動化。目前的配電自動化技術包括配電運行自動化(安全監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集、變電所綜合自動化、饋線自動化)、配電管理自動化(配電地理信息系統(tǒng)、設備管理、檢修管理等)以及用戶自動化這3個方面的內(nèi)容。這些內(nèi)容都屬于sdg技術的范疇。
為與目前大家熟知的配電自動化區(qū)分,美國電科院提出了高級配電自動化(advanceddistri2butionautomation,ada)的概念。ada是傳統(tǒng)配電自動化(da)的發(fā)展,也可認為是sdg中的配電自動化。ada的新內(nèi)容主要支持der的“即插即用”,它采用ip技術,強調(diào)系統(tǒng)接口、數(shù)據(jù)模型與通信服務的標準化與開放性。
為使sdg技術概念更有針對性,筆者建議ada僅包括配電運行自動化與配電管理自動化,將用戶自動化內(nèi)容列入下面介紹的高級量測體系。
5)高級量測體系(advancedmeteringarchitecture,ama)是一個使用智能電表通過多種通信介質,按需或以設定的方式測量、收集并分析用戶用電數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。ama是支持用戶互動的關鍵技術,是傳統(tǒng)amr技術的新發(fā)展,屬于用戶自動化的內(nèi)容。
6)der并網(wǎng)技術,包括der在配電網(wǎng)的“即插即用”以及微網(wǎng)(microgrid)兩部分技術內(nèi)容。der的“即插即用”包括der高度滲透的配電網(wǎng)的規(guī)劃建設、der并網(wǎng)保護控制與調(diào)度管理、系統(tǒng)與設備接口的標準化等。微網(wǎng)是指接有分布式電源的配電子系統(tǒng),它可在主網(wǎng)停電時孤立運行。
der并網(wǎng)研究內(nèi)容還包括有源網(wǎng)絡(activenetwork)技術。有源網(wǎng)絡指分布式電源大量應用、深度滲透,潮流雙向流動的網(wǎng)絡。
7)dfacts是柔性交流輸電(facts)技術在配電網(wǎng)的延伸,包括電能質量與動態(tài)潮流控制兩部分內(nèi)容。dfacts設備包括靜止無功發(fā)生器(svc)、靜止同步補償器(statcom)、有源電力濾波器(apf)、動態(tài)不停電電源(ups)、動態(tài)電壓恢復器(dvr)與固態(tài)斷路器(sscb)、統(tǒng)一潮流控制器(upfc)等。
8)故障電流限制技術,指利用電力電子、高溫超導技術限制短路電流的技術。
綜上所述,sdg技術包含一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)兩方面的內(nèi)容。一個具體的sdg功能的實現(xiàn),往往涉及多項技術的綜合應用。以自愈功能為例,首先一次網(wǎng)架的設計應該更加靈活、合理,并應用快速斷路器、故障電流限制器等新設備;在二次系統(tǒng)中,應用廣域保護、就地快速故障隔離等新技術,以及時檢測出故障并進行快速自愈操作。4建設智能配電網(wǎng)的作用與意義
電力系統(tǒng)已誕生一百多年了,盡管其電壓等級與規(guī)模與當年相比已有天壤之別,但系統(tǒng)的結構與運行原理并沒有很大的變化。進入21世紀,面對當今社會與經(jīng)濟發(fā)展對電力系統(tǒng)提出的新要求和計算機、電力電子等新技術的廣泛應用,有必要重新審視過去電網(wǎng)建設的模式,探討未來電網(wǎng)的發(fā)展新方向,而智能電網(wǎng)正是人們對這一問題思考、研究的結果。智能電網(wǎng)技術的發(fā)展正在給電力系統(tǒng)帶來一場深刻的變革。
配電網(wǎng)直接面向用戶,是保證供電質量、提高電網(wǎng)運行效率、創(chuàng)新用戶服務的關鍵環(huán)節(jié)。在我國,由于歷史的原因,配電網(wǎng)投資相對不足,自動化程度比較低,在供電質量方面與國際先進水平還有一定的差距。目前電力用戶遭受的停電時間,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);分布式電源接入對電網(wǎng)的影響主要是對配電網(wǎng)的影響;與用戶互動、進行需求側管理的著眼點也在配電網(wǎng)。因此,建設智能電網(wǎng),必須給予配電網(wǎng)足夠的關注。結合我國配電網(wǎng)實際,積極研發(fā)應用sdg技術,對于推動我國配電網(wǎng)的技術革命具有十分重要的意義。
sdg將使配電網(wǎng)從傳統(tǒng)的供方主導、單向供電、基本依賴人工管理的運營模式向用戶參與、潮流雙向流動、高度自動化的方向轉變。隨著我國sdg建設的進展,將產(chǎn)生越來越明顯的經(jīng)濟效益與社會效益,主要以下3個方面。
1)實現(xiàn)配電網(wǎng)的最優(yōu)運行,達到經(jīng)濟高效。sdg應用先進的監(jiān)控技術,對運行狀況進行實時監(jiān)控并優(yōu)化管理,降低系統(tǒng)容載比并提高其負荷率,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)一次設備的投資,產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。
2)提供優(yōu)質可靠電能,保障現(xiàn)代社會經(jīng)濟的發(fā)展。sdg在保證供電可靠性的同時,還能夠為用戶提供滿足其特定需求的電能質量;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,為各種高科技設備的正常運行、為現(xiàn)代社會與經(jīng)濟的發(fā)展提供可靠優(yōu)質的電力保障。
3)推動新能源革命,促進環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展。傳統(tǒng)的配電網(wǎng)的規(guī)劃設計、保護控制與運行管理方式基本上不考慮ser的接入,而且為不影響配電網(wǎng)的正常運行,現(xiàn)有的標準或運行導則對接入的der的容量及其并網(wǎng)點的選擇都做出了嚴格的限制,制約了分布式發(fā)電的推廣應用。sdg具有很好地適應性,能夠大量地接入der并減少并網(wǎng)成本,極大地推動可再生能源發(fā)電的發(fā)展,大大降低化石燃料使用和碳排放量,在促進環(huán)保的同時,實現(xiàn)電力生產(chǎn)方式與能源結構的轉變。