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關鍵詞:質量管理 輸配電工程 總承包
中圖分類號:TU71 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2017)02(b)-0166-02
質量管理是項目管理中的關鍵環節,通過對工程建設現場質量管理、設備管理和人員管理,能夠有效地提升工程的施工質量,從而更好地建設輸配電項目,達到質量標準,提高工程效益。
1 輸配電工程質量管理概述
目前,雖然我國的輸配電事業取得了很大的進步,但是與國外發達國家相比仍然是比較落后的,基礎設施、先進技術等方面還有著很大的問題,這就使得我國的輸配電事業的長遠發展受到了阻礙。
2 肯尼亞Olkaria220 kV輸電總包項目簡介
肯尼亞Olkaria220 kV輸電總包項目,由國家電網公司南瑞集團總包承建,約80 km長線路,其中220 kV項目段70 km,132 kV段項目約10 km。
該工程項目的組織結構如圖1所示。
3 輸配電總包工程質量管理現狀與存在的主要問題
3.1 輸配電總包工程質量管理現狀
3.1.1 人員管理
在國外輸配電總包工程的人員方面,由于施工技術較為復雜,危險程度也較高,對于人員的專業化素質提出了較高的要求。但是該項目由于距離中國較遠,不可能實現大規模的人員調派,一方面是因為派遣成本較高,簽證手續周期長也較為繁瑣,只能保證專業技術人員的輸出;另一方面是分包商尤其是當地的建設單位要求為當地創造更多的就業機會,因此肯尼亞Olkaria220 kV輸電總包項目大部分的建設人員是從當地聘用的。這種人員管理方式,由于語言的不通、文化差異等原因,在人員的管理上顯得較為困難。
另外,肯尼亞Olkaria220 kV輸電總包項目在人員管理方面構建了較為合理的管理體系,并且針對人員的具體技術水平進行了崗位的劃定,同時明確人員的質量責任,加強各個崗位和部門之間的溝通與協調。通過項目人力資源的管理提高建設人員的質量意識,實現質量管理工作的參與。
3.1.2 材料、設備管理
在輸配電工程當中,材料和設備的應用種類方面是非常繁多的,同時對于一些設備的技術要求也比較高。對于肯尼亞Olkaria220 kV輸電總包項目來講,由于建設地位于非洲地區,當地經濟較為落后,在基礎設施方面非常不足,因此項目的所有設備幾乎全部靠進口。該項目大部分的材料和設備都是在中國進行采購之后再運到當地的,這也使得在進行材料和設備質量控制的時候需要進行采購的相關管理。
該項目部針對當地的實際情況以及輸配電工程的具體情況,制定了設備標準的制定,采用國際通用的標準,在投標階段考慮到其相互間的差異,在總承包合同中應對設備采用標準做出明確規定,避免因標準差異導致設備采購成本的增加。
3.1.3 施工現場管理
肯尼亞Olkaria220 kV輸電總包項目國外輸配電總包項目在進行現場質量控制中,τ詵職方進行了質量管理體系的建立,分別對分包方的機構設置、人員配備、職責分工進行確定,然后還配備了專職質量檢查員,對于管理人員的相關資質證件進行規定,要求持證上崗。
在進場材料方面,注意對材料的合格證、檢驗報告、3C認證等資料進行核實,通過現場項目部工程組簽認才可。在設備方面對于施工設備的規格、型號進行審核。對于施工組織設計、工程施工方案進行審核。
3.2 輸配電總包工程質量管理中存在的主要問題
3.2.1 人員管理
施工隊伍水平的高低直接影響著工程的施工進度、質量、安全以及成本投入的增加。在該項目當中,由于是在境外施工,不可能大范圍地進行人員的轉移,因此只是主要的技術人員由中方人員組成,大部分的現場施工人員則是在當地進行聘用。目前,該項目的施工人員素質參差不齊,施工隊伍水平低下,這給項目的質量控制管理造成了一定的影響。
3.2.2 材料、設備管理
國際工程承包中的采購是需要多專業配合、多業務交錯運作的流程,工程性質、采購物品的種類、項目所在國市場環境等都在不同程度上影響著工程質量。該項目目前雖然針對材料和設備進行了相關標準的制定,但是在實際落實的過程當中,還是存在著檢驗不嚴的問題,并且在采購上由于技術標準的不統一存在設備采購混亂的局面,個別零配件必須從國內采購,運輸、清關時間較長,一旦設備重要部件損壞,往往修復周期很長,對工期影響比較嚴重。
3.2.3 施工現場管理
施工單位在制定施工方案時,缺少日常的具體監督管理制度和措施。施工方案未結合電力工程的實際考慮不周而拖延計劃工期,沒有綜合考慮技術的實時、組織人員的管理、施工方案的制定、工藝的設計、建設經濟性等方面進行全面分析,造成大量交叉作業和立體施工問題。
4 輸配電總包工程質量管理的完善對策
4.1 提高施工與管理人員質量素質
對于工程施工人員來講,需要對其進行技術的考核和培訓,加強對于施工人員的控制,施工前要對施工人員進行一個綜合的培訓和交底工作,對施工人員從質量、安全、技術等方面進行綜合的培訓。
4.2 加強對于設備、技術的引進與監督
目前,我國的輸配電項目技術得到了不斷的發展,取得了不錯的成績,能夠進行技術的輸出。但是在實際工程當中,還是存在著一定的安全隱患,其中有一部分的隱患來源于配電設備達不到安全要求,因此在進行輸配電總包工程質量管理當中,應當選擇安全性、可靠性較高的先進設備,結合輸配電工程的實際情況,全面掌握輸配電設備對于整個工程安全性和施工工藝的影響,充分考慮工程的設計施工安全和質量方面規定,選擇適合的、高技術的輸配電設備,提高輸配電設備采購的質量。
另外,工程設計也是一個非常重要的環節,在實際工程當中可能會進行多次的修改,因此在施工過程中還應當注意對于施工圖紙進行嚴格的復核,實施嚴格的進場準入制度,對于生產的原材料取樣進行檢驗以及運輸儲存環境進行檢查,保證生產廠家生產的原材料合格,杜絕導致部分原料變質,建立生產、銷售質量認可制以及質量檢測信息機制在設備的選用、維修上安排專人對施工機械進行定期清洗、養護和維修在采購或使用設備材料時,由質量檢驗部門共同生產監造和質量監督控制驗收,嚴把質量關。
4.3 改進現場施工質量管理策略
針對施工質量所進行的控制工作在整個輸配電工程現場管理工作中占據重要地位。施工單位在對輸配電工程項目進行施工以前,一定要對輸配電工程所具有的施工質量計劃進行制定,對輸配電工程施工所具有的工序、技術以及方法等加以明確,減少質量問題的發生。
5 結語
在質量管理當中,人員、材料設備以及現場施工質量管理工作是非常重要的組成部分,只有針對這些方面出現的質量問題進行重點解決,才能有效打擊、解決工程質量管理問題,提高工程的質量管理效果。
參考文獻
[1] 徐桃紅.淺析輸配電工程現場管理技巧[J].低碳世界,2016(25):123-124.
關鍵詞 變電站;綜合自動化技術;現狀;功能;結構
中圖分類號 TM7 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)071-0163-01
上世紀末期,變電站的全數字化設備已經在世界各國得到了普遍的應用,隨著科技水平的日益提高,尤其是數字化保護設備的研制和自動化操作系統在各個領域中的使用,變電站綜合自動化技術也越來越受到推崇和使用。目前,我國變電站自動化技術在實際應用的過程中仍然存在一些需要進一步解決的問題,總體上來看還是取得了一定的成績。
1 現狀
變電站的綜合自動化技術的實施涉及的因素有很多方面,就目前的使用現狀來看,需要進一步提高的技術問題主要體現在以下幾點。
1)功能的重復率比較高,在變電站的各項計量和系統的監測中,每一環節都配置有各自的變送器,這些元件在運行的過程中增大了總的負荷量,也在一定程度上增加了成本的消耗。同時,變送器配置的數量越多,越容易造成系統所傳輸的數據之間的不一致性。變電站的遠動裝置和微機監測系統應該實現資源的共享,這樣才能及時地進行信息的溝通,如果各自服務于不同的核心元件,就有可能給整個系統的安全可靠性造成影響。
2)變電站的整體設計缺乏一種系統性和條理性,往往是進行功能的簡單拼湊,沒有將核心技術有機結合在一起,所以在運營的時候,總體效率不高,各個分系統的性能指標也未能達到標準。
3)變電站的綜合自動化技術的設計工程還缺乏行之有效的規范,例如在涉及到不同的生產廠家的產品的時候,往往由于規格的不統一造成各個系統之間的聯調時間過長,不僅影響了變電站正常的運行和操作,還影響到日后的維護與保養工作的順利展開,如果不能得到有效的解決,變電站的自動化系統的工作效率就會越來越低,所以改進技術是當務之急,在此基礎上再發揮自動化系統的綜合功能。
2 功能
變電站綜合自動化系統的主要功能體現在以下幾點。
1)保護變電站內的所有的電氣設備,如實地記錄所發生的故障,同時對多套定值進行系統地存儲、顯示和修改。如果系統出現故障,依據監控系統的指令隨時發放警報信息。
2)對自動化系統的狀態數據、模擬數據、脈沖數據進行高效地采集,為變電站的正常運行提供可靠的信息依據。狀態數據的采集主要包括斷路器運行狀態、隔離開關運行狀態、變壓器的分接頭信號、變電站的一次設備告警信號等數據信息,現階段,狀態信息的采集方式也包括利用通信手段,這就比傳統的信息采集方式更加的邊界化。對模擬數據的采集要注意的事項是各個項目的數據采集要符合SCADA系統的標準,對各段母線電壓、電流、相位、頻率等的檢測都要按照科學的步驟。脈沖數據的采集的依據主要是脈沖電度表輸出的有關信息,有時也會運用光隔離的手段和系統進行有效對接。
3)對故障進行如實的記錄和對所發生的事件進行測量與檢查,以保證所存儲的數據的真實可靠。變電站的隨波測量故障儀器在收集信息的時候,使用的錄波器主要有集中式和分散型兩種,這兩種都有各自的優勢與不足,在具體使用的時候要根據具體的情況來甄選。
4)控制和操作閉鎖功能。變電站自動化系統的管理人員可以對每一工作環節進行遠程的控制,有效避免自動化系統在出現故障時候不能進行及時操作的情況的發生。另外在對歷史數據進行記錄和處理的時候要主要根據實踐的需要進行數據的采集和整理。
3 結構
現階段,我國變電站綜合自動化系統的運行結構主要包括三個方面。
1)分布式的系統結構,這是一種較為常見的結構組成形式,在實際操作過程中的效果也極為理想。它的工作原理是根據變電站內部的監控目標的類型,或者是根據系統中所有的計算機設備的單項功能,把所有的系統設備進行網絡連接,在同一操作平臺上達到分布式處理的目的。變電站綜合自動化系統采用分布式處理的功能結構的優勢包括具有很強的拓展性、通用性、開放性。但是在看到優勢的時候也不能忽略了它本身所存在的不足之處,例如在變電站的操作過程中,采用分布式的結構功能對外界環境的要求比較高,如果運行的環境比較惡劣,它的正常功能就會減弱很多,且它的抗電磁干擾能力不強,某些情況下進行信息傳遞的可靠性得不到充分的保證,因此要依據變電站功能的實際使用需求并綜合各種因素來進行功能的配置,達到最優的解決方案。
2)集中式的系統結構,這種功能結構是將變電站系統中的所有的軟件和硬件裝備以及相關的數據信息都進行了集中化的配置,最終變電站的數據輸入與輸出工作交由前置機來完成,而將數據的具體處理和傳訊工作交由后臺機來完成。前置機與后臺機的相互配合構成了集控式的基本構架。它也存在很多的不足之處,需要將功能進一步地提高與完善。很多變電站都采用的是這種功能結構,這也是工作效率始終都處于同一水平線、未曾有突破的原因。在變電站的系統運行的過程中,會導致前置機的管理任務過多,這包括輸入輸出數據、保護控制信息、實施系統的檢測等,這也導致引線過多,不能為運行系統的整體安全性提供必要的保證,如果前置機在使用的過程中發生了故障,就有可能就會造成數據的丟失,信息的傳輸效率也會明顯地降低。這種功能結構之所以問題頻出是因為在最初的設計的時候,沒有站在宏觀的角度去考慮系統運行的整體狀況,而是將各個單元的功能進行“拼湊”,從而組合起來的,所以總體的功能指標明顯達不到實際的需求,也就不能很好地實現變電站自動化系統的運行目的。
3)分層分布式的功能結構,分層分布的主要特點是將系統的結構按照變電站系統中的具體功能層次的區別和控制對象的差異進行的層級劃分,這就有利于對變電站綜合自動化系統實行特殊化管理,只要加強對每一層級的控制和管理,就可以完成系統的總體管理。主要的劃分層次包括兩級,一是全站控制級,二是就地單元控制級,前者又被稱為站級,后者被稱為端級。站級系統又分為四個方面,依次是變電站控制系統、變電站監視系統、變電站工程師工作臺、同一調度中心的通信系統。這幾個方面是相互作用和聯系的,各自都有一套運作體系,又有機統一到全站的控制級中。通常情況下,變電站控制系統主要運行的功能包括高效的信息相應功能,迅速處理信息的功能,從而可以完成站內的信息控制等。變電站監視系統主要對系統提供故障檢測的服務,及時將擾動記錄和各種反饋信息出來,為及時有效地處理奠定良好的基礎。變電站工程師工作臺的作用主要是對運行的參數進行調試和檢測,同時可以進行遠端的系統維護。
4 總結
綜上所述,變電站的綜合自動化系統的技術要求涉及的領域比較多,在實際操作的過程中要注意與變電站的運作情況相一致,針對不同的結構功能實施相應的技術管理策略,將其功能發揮到最大限度。
參考文獻
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關鍵詞:配電網自動化;故障區段定位技術;模式;特征;研究進展
一、當前配電自動化系統中故障區段定位的主要模式
在配電自動化系統中,故障區段定位是核心內容。其主要作用是:當線路發生故障時,在最短時間內自動判斷并切除故障所在的區段,恢復對非故障區段的供電,從而盡量減少故障影響的停電范圍和停電時間。選擇科學合理的故障區段定位模式,大大提高配電自動化系統的性能價格比及對供電可靠性的改善程度。當前的配電自動化故障區段定位手段主要是有信道模式、無信道模式以及兩者相結合的混合模式三種。
(一)有信道的故障區段定位模式
有信道的故障區段定位模式是指在故障發生后,依靠各分段開關處具有通信功能的柱上開關控制器FTU(Feeder Terminal Unit,饋線終端單元)之間或FTU同配電主/子站之間通過通信設備交換故障信息,判斷故障區段位置。這種模式包括基于主/子站監控的集中(遠方)判斷方式和基于饋線差動保護原理的分散(就地)判斷模式。基于主/子站的集中判斷方式是以配電自動化監控主站/子站為核心,依靠通信實現整個監控區域內的數據采集與控制。基于饋線差動保護原理的分散判斷方式是當故障發生時,各保護開關上的FTU利用高速通信網絡同相鄰開關上的FTU交換是否過流的信息,從而實現故障的自動判斷與隔離。
(二)無信道的故障區段定位模式
無信道的故障區段定位模式是通過線路始端的重合器同線路上的分段開關的配合,就地自主完成故障定位和隔離功能,它包括重合器同過流脈沖計數型分段開關配合、重合器同電壓時間型分段開關配合以及重合器間配合等實現方式。重合器同過流脈沖計數型分段開關配合的方式:過流脈沖計數型分段器不能開斷短路電流,但能夠在一定時間內記憶重合器備開斷故障電流動作次數。重合器同電壓時間型分段開關配合的方式:故障時線路出口處的重合器跳閘,隨后沿線分段器因失壓分閘,經延時后重合器第一次重合,沿線分段器依次順序自動加壓合閘,當合閘到故障點所在區段時,引起重合器和分段器第二輪跳閘,并將與故障區段相連的分段器閉鎖在分閘位置,再經延時后重合器及其余分段器第二次重合就可以恢復健全區段供電的目的。重合器配合的方式:重合器方式延續了配電網電流保護的原理,自線路末端至線路始端逐級增加啟動電流和延時的整定值,實現逐級保護的功能。
(三)有信道集中控制與無信道就地控制相結合的混合模式
有信道集中控制與無信道就地控制相結合的混合模式是結合前面兩種模式的特點,對于以環網為主的城市配電網,當系統通信正常時,以集中判斷方式為主,當通信異常時,可以在配電終端就地控制;對于農電縣級配電網,一次網絡既有環網供電,更多的是輻射型供電方式,因此放射形網絡的故障定位選用無信道的就地判斷方式,環路網絡采用集中判斷方式。
二、目前配電自動化中故障區段定位手段的特征比較
基于有信道故障區段定位模式的配電自動化系統由于采用先進的計算機技術和通信技術,正常情況下可以實時監控饋線運行情況,實現遙信、遙測、遙控功能及平衡負荷;故障情況下可以綜合全局信息,快速完成故障的志別、隔離、負荷轉移和網絡重構,避免了出線開關多次重合對系統的影響,適用于配電網絡結構復雜、負荷密集地區的配電管理系統。但它的缺點是故障的判斷和隔離完全依賴通信手段,對通信速率和可靠性要求高,需投入資金較多;通信設備或主站任何一個環節出現問題都有可能導致故障緊急處理的全面癱瘓。
無信道的故障區段定位模式將故障處理下放到設備層自動完成,根本上消除了通信設備可靠性環節對定位功能的影響,具有原理簡單,功能獨立,封裝性好的特點,并且投資比有信道的方式少。重合器同分段開關配合方式的缺陷在于判斷故障所需的重合閘次數較多,故障產生的位置距離電源越遠,重合閘次數和故障判斷時間很長,難以達到饋線保護功能對故障處理快速性的要求;重合器配合的方式通過各開關動作參數整定配合判斷并切除故障,無需出線重合器的多次重合閘,但由于配電網存在線路短,故障電流差別不大的特點,容易引起故障時的越級跳閘;并且越靠近出線側的重合器故障后延時分閘時間很長,不符合故障處理快速性的要求。
有信道和無信道混合模式結合了兩者的優點,可以根據地區配電網的時間情況進行有效組合;但它的缺點是存在著控制實現困難、結構復雜的問題,并且不經濟。配電自動化系統中,無信道的故障區段定位模式由于減少了通信環節,在故障處理的可靠性和經濟性方面都要優于有信道的模式;但故障區段定位過程需要多次投切開關的缺點限制了它進一步提高供電可靠性的能力。
三、基于暫態保護的配電網故障區段定位方法研究進展
目前配電自動化系統所采用的故障區段定位方法延續了電力系統繼電保護中電流保護的核心理念,其構成原理建立在檢測故障前后工頻或接近工頻的穩態電壓、電流、功率方向、阻抗等電氣量的基礎上,此領域的研究工作也是圍繞著如何提高這種原理的性能展開的。實際上,由于輸電線路具有分布參數的特性,當電網發生短路故障時,線路在故障的初始時刻一般都伴隨著大量的暫態信號,故障后的初始電弧以及在電弧最終熄滅前的反復短暫熄滅和重燃會在線路上產生較寬頻帶的高頻暫態信號;行波由色散產生的頻率較集中的高頻信號發生偏移和頻率分散,會產生頻帶較寬的高頻信號。這些在故障過程中產生的暫態高頻電流電壓信號含有比工頻信號更豐富的故障信息,如故障發生的時刻、地點、方向、類型、程度等。但由于故障暫態信號具有頻帶寬,信號幅度較工頻微弱,且持續時間短的特點,受信號提取和分析手段的限制,在傳統的保護方法里被當做高頻噪聲濾除掉。但是,隨著信號提取及分析技術的快速發展,基于暫態保護原理的故障處理技術越來越受到人們的重視。
參考文獻
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[關鍵詞]智能電網;配電線路;配電自動化
中圖分類號:TM75 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)14-0206-01
引言
智能輸電電網和智能配電電網是智能電網的重要組成部分,與智能輸電電網相比較,智能配電網對供電可靠性的提高、配電網運行的優化、管理水平的提升和電能質量的提高均起到更重要的作用。然而,在實際生產過程中存在很多客觀的影響因素,大大降低了智能電網的應用效果。要想使智能電網最佳效果表現出來以及確保線路配電的可靠性與安全性,就要將最先進的科學技術應用到智能電網中,從而提高電力系統的服務水平,最終達到促進我國電力行業健康發展的目的。所以,要對智能電網的特點和具體應用進行一定的了解。
1 智能電網及輸電概述
智能電網顧名思義就是電網的智能化。在當今社會出現了雙向高速集成的通信網絡,同時科技的發展催生出的各種先進的技術、決策系統和完善的控制方法,都是促進智能網的建立和發展速度的重要影響因素。同時智能網的建立提高了電網運行的安全度、可靠度和經濟效益,使得智能電網的工作效率更高。智能電網涉及到的技術主要包括傳感技術和測量技術等,其中自愈、激勵、抵御攻擊、允許不同發現形是智能電網的基本特征,智能化是電力市場高校優化進行的最大動力。與傳統電網存在很大的不同,智能電網的支撐體系是電網技術,該技術在防御各種外界的干擾和攻擊發揮的作用更明顯,并且能夠將清潔能源和可再生能源更有效的融入其中。智能電網在實際生活中表現出的優勢是降低了停電次數和電能耗、提高了電力設備的使用效率、性能、電網運行的安全性和可靠性。而智能電網的重要組成部分是智能輸電和智能配電,即智能電網的核心體系是配電和用電兩方面。在可持續發展的社會大背景下,智能電網也應該圍繞新型能源等方面進行研究,其中電力系統配電線路中的職能輸電包括三個方面。第一方面,直流輸電和柔流技術在智能輸電過程中應用,可以充分利用已有的電網資源,進而提高配電線路的輸送能源的效率和增加了電網運行的穩定性,即電網得到了優化的同時還降低了輸電的成本;第二方面,能源輸送及配電線路監測診斷體系的建立和完善,可以保證覆蓋的范圍達到全國,從而能及時的了解和掌握電力設備運行的基本狀態以及微氣象信息;第三方面,能源輸送實現全國化,做到西電東送和南北互供的效果。
2 智能電網在配電線路中的應用分析
2.1 智能電網配電線路的監測和診斷系統
監測信息、通信網絡、線路檢測分機、國家電力總部省級電網以及地方電網是智能電網配電線路在線監測與診斷系統的重要組成部分。該系統的最大特點是將多個檢測設備的功能進行綜合,可以第一時間采集影響風偏、絕緣子污染、舞動、桿塔傾斜及防盜導線溫度等方面的信息。通過GPRS 無線網絡通訊技術將采集到的信息傳送給各個地方電網中心,接受到相應的信息后,電網的相關監測技術工作人員對這些信息進行特定的研究和分析,通過相應的計算方法進行計算,分析得出的實驗結果可以確定其具體的功能。智能電網配電線路在線監測與故障診斷系統的最大優點是可以實現全方位全過程地監控配電線路電力設備運行的狀態和微氣象信息,而該系統的監測主分機也可以刺激設備運行狀態參量微氣象信息和溫度的數據。監測副分機的部件主要是由溫度傳感器、加速度傳感器以及電路等,該部分的主要作用為采集和傳輸節點加速度和導線溫度。智能電網配電線路的線監測與診斷系統的載體是智能電網,其中GPRS無線通信技術和ZIGBEE 無線網兩部分均結合其中,這樣大大提高了配電線路在監測過程中數據傳輸的水平,從根本上解決了導線監測數據傳輸和采集這一難題,最終保證了電網中心可以及時有效的發現和解決異情。由此可見,在線監測與故障診斷系統在智能電網配電線路的應用有效的提升了我國配電線路運行的高效性、可靠性、安全性和經濟性,從而最大程度的加快了我國電網實現智能化的步伐。
2.2 配電線路多功能電能表在智能電網的應用
智能電網的配電線路多功能電能表的基礎是智能電網,其設計方案是以電能計量芯片和微處理器的方案為基準。與其他的部件相比較,配電線路多功能電能表結構組成部分更加復雜,其部件部分就分為監控與計量傳感器、電能計量芯片和RS-485 轉換器以及用戶標準計量設備等多個部分,該設備可以實現計量電能、顯示參數和計量監控等功能,如此一來,可以最大程度地提高了智能電網服務質量。此外,這些電氣參數可以在微處理器的外部設備上進行顯示和表達。而對于配電監控模塊而言,主參數采集的主要設備是RS-485,在微處理器軟件中對這些數據進行分析和比較,從而可以以最快的速度判斷出配電線路是否存在違章的現象存在。相較于傳統的方法,此種方法更加準確和客觀。由于AITT026A 的三相電能計量芯片具有精確度高、功能廣以及可以在電線路合相和分相的狀態下均可以進行精確計算的優點,從而被選用于配電線路多功能電能表中。綜述所述,配電線路多功能電能表既可以全方位的監控用戶的用電的基本情況,還可以采集和計量對中電器參數,這樣可以有效的降低不法分子偷電的現象,從而增加電力系統用電的公平性和合理性,讓人們的基本用電權益得到保護。
2.3 智能電網配電線路的配電自動化
根據實際情況分析,如果想實現智能電網配電線路的配電自動化改造,是一項非常龐大和復雜的工程。其中主子站系統的組成如下圖。
如果通過對配電線路智能自動化中關鍵系統的故障進行檢測和調試,及時的排除故障而使得系統正常運作,電力系統的各項指標就很容易達到標準。但是由于配電線路設計的范圍廣、覆蓋的面積大使得監控設備和程序復雜,進而導致實現配電線路監控非常困難,因此,要想實現配電線路智能化,需要增加中間設備,這些中間設備就是所謂的配電線路的子站系統。而子站系統的主要職能是檢測管理環網柜和設備等,如此一來,更有利于配電線路對數據的采集和監控饋線。其中自動化終端系統的最終目標是開展柱上開關、配置變壓器等,同時,該系統還有利于該系統與子站系統、主站系統進行很好的恰接。開展智能電網配電線路配電自動化的另一個優勢在于可以提高電力調度的安全性和穩定性,從而最大程度上提升電線路智能化的步伐。
2 結語
科學技術不斷發展使得社會全方面的進入了智能化的時代,而人們對供電質量的高要求迫使電網也要全方位步入智能化的時代。我國電力部門也配電線路實現智能化方面投入了大量的工作,因此在近些年,電力系統的智能化也得到了一定的成效。但是,我國電力系統仍然存在不足,仍然需要將創新的方法和技術手段應用到電網中,從而促進電力系統實現智能化。通過電網的智能化,可以滿足人們對供電的安全性、可靠性等基本要求,從而提供為人們提供最舒適的供電環境。
參考文獻
關鍵詞:智能電網建設;電力工程技術;應用
在智能電網建設不斷加劇下,促使電力工程技術得到廣泛應用,并逐漸演變為電網建設重要技術支撐,基于此,相關部門需要加大電力工程技術的完善、優化力度,確保電力工程技術得到合理應用的同時,以促進智能電網的建設,盡可能改善電力資源供不應求的現狀,從而更好實現節約資源和保證質量等目標,為電網建設提供有力保障。
1分析智能電網建設
現階段,我國在進行智能電網的建設時,其特征具體表現為:首先,綠色環保。當智能電網實際建設時,除了需要對各項資源進行合理運用,而且還應將環境污染降至最低,確保達到環境保護的目的。其次,電網結構具有一定可靠性。與傳統電網對比,智能電網在結構方面得到明顯優化,能更好適應環境、天氣變化,確保電網運行具有安全性、穩定性特點。再次,經濟性特點。在社會迅速發展下,資源問題日益嚴重,而智能電網建設,通過全方面分析和研究,以實現資源的合理化應用。最后,交互性。當進行能源供應時,在用戶和市場的基礎上,合理構建交流模式,確保能源市場得到全面發展。
2電力工程技術的淺析
目前,在智能電網建設過程中,電力工程技術的應用相對比較廣泛,而通過對其全面分析得出,電力工程技術主要包括以下幾點。第一,高壓直流輸電。當智能電網實際輸電過程中,部分設備主要是以直流輸電形式為主,因此,將該項技術應用于智能電網的建設中,一直占據重要作用,其原因為:該項技術除了具有一定技術性能,還具有經濟性特征,在電網輸電環節起到有效的積極作用。第二,能源轉換。在世界人口不斷增加的形式下,促使能源出現嚴重匱乏狀態,使其成為世界首要解決問題,在此基礎上,能源轉換技術的出現可以更好解決此類問題。另外,由于該項技術具有低污染和低耗能的優勢,可以廣泛應用于新能源開發,如太陽能和風能發電等技術,均以取得明顯進步。基于此,將該項技術運用在智能電網的建設,可以更好達到電力資源循環的目的,促使智能電網工作效率得到全面提升。第三,電能質量優化技術。對電能質量進行優化時,可以根據電能質量將其進行具體劃分,同時對電能評估進行優化,以保證供電接口得到全面分析,從而構建完善評價標準,使其具有技術性、經濟性特點。而我國相關部門,則需要科學制定相關規章制度,為評估工作提供有力保障,從而推動電能質量得到全面提升。
3智能電網建設中電力工程技術的應用
3.1應用于電源區域
為了更好符合用戶用電需求,應保證電氣元件、電子設備具有滿足不同用電需求的能力,通過電力工程技術的合理應用,以保證更好提供電源供應,如交流電源或直流電源等。例如:通常情況下,蓄電池的充電操作,則是通過直流充電技術得以完成,然而,變電站通過直流和交流充電方式的運用,或者高頻開關電源的應用等,同樣可以更好滿足該項需求。
3.2應用于發電工程
由于電力工程技術具有較高的技術含量,可以利用電子設備完成電能轉化、控制等操作,從而將機電設備和電能消耗降至最低,促使發電機、機電設備工作效率得到全面提升。除此之外,伴隨電容技術迅速發展,使功率半導體器件實際容量得到明顯擴增,同時逐漸邁向高壓發展時代。雖然電子工程技術已經研發許多高效技術,如全自動、大功率的電子器件,具體包括APF(有源濾波器)或DVR(動態電壓恢復器)等,此類設備可以更好滿足電力系統的需求,使其維持持續運作的狀態。
3.3應用于輸電過程
在電力工程技術持續發展、智能電網逐漸完善下,促使部分新型裝置逐漸受到廣泛應用,如果輸電工程具有較大的輸電容量,且電路相對較長,則可以采取直流輸電的方式,將晶閘管交流設備作為送電和受電的逆變裝置,該裝置的應用,除了可以提高電網的輸送容量,還能保證輸電系統在惡劣天氣條件下,可以保證系統更具安全性、穩定性,如智能調度技術的應用,能對資源進行全面優化和配置,盡最大可能避免出現大面積故障情況,以達到智能調度的目的。
3.4應用措施
為了將電力工程技術合理運用在智能電網的建設,其應用措施主要表現以下幾點:首先,實現配電網自動化的目的。當智能電網實際運行中,配電網自動化一直占據重要地位,同時也是智能電網穩定運行的關鍵,因此,在進行智能電網的建設時,應積極引入自動化技術,以建立配電網自動化系統,并保證通信系統具有開放性的特點,從而更好對工作系統進行有效控制。其次,提高智能電網靈活性的特點。若要實現智能電網的高效運轉,則應保證電網結構具有靈活性的特點。然而,當前電能分配過程中,仍然存在較多問題,只有對此類問題進行及時處理和解決,才能確保高壓電網更具靈活性和堅固性,促使智能電網建設工作的順利進行。最后,高效電力設備的積極引入,除了可以向客戶提供更加優質的電能,還能更好參與電網建設工作,為電力使用性能的提升起到有效促進作用,進而實現智能電網的穩定運行。
4結束語
總之,在國民經濟持續發展下,促使人們生活水平得到明顯改善,為了更好推動智能電網的建設,需要對電力工程技術給予全面分析,使其應用效率得到有效提高。本文通過分析智能電網建設發現,電力工程技術在智能電網建設中的應用,具有良好應用前景,在對其進行合理應用后,以實現輸電質量、工作效率的全面提升。
參考文獻
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關鍵詞:電力體制改革 輸電網 擴展 優化
中圖分類號:TM715 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2013)005-047-02
1 引言
近年來,隨著電力行業的市場化進程推進以及電力體制改革的深入,我國電力行業在發電、輸電、配電、供電等各個環節都發生著劇烈的變化,面臨著新的機遇和挑戰。作為天然壟斷性行業,電力行業面對著有效打破壟斷、融入加入WTO后的開放性市場、引入競爭機制等革新任務。
輸電環節是電力市場發展的重要一環,隨著智能電網建設進程的不斷推進,國家將加大對輸配電網絡的投入和改造,電力市場環境下的輸電網的規劃與擴展也面臨新的課題。傳統計劃經濟體制下的投資擴展和運行管理等方法已經不再適用,輸電網與發電側和用戶側的關系也需要重新定義。
傳統的輸電網管理環境帶有管制性質,政企不分家,形成壟斷地位。而市場經濟環境下,輸電網的規劃與建設雖然仍然接收相關政府機構的監督和監管,但是正逐步朝著放松管制、形成自由競爭的方向發展,所以,傳統的輸電網規劃思路在新的環境下,需要重新定義與擴充,體現出市場經濟的特征。
下文將結合電力行業的市場化給輸電網帶來的沖擊,分析了輸電網面臨的機遇與挑戰,并結合筆者自身經驗,展開研究,對電力市場經濟環境下的輸電網擴展與優化提出了自己的看法。
2 電力行業的市場化給輸電網帶來的新挑戰
2.1 不確定信息增多
市場化的條件下,輸電網市場逐步放開,更多的企業可以參與其中,對輸電網建設的成本、人力、技術等各方面都帶來了更多的模糊性難預估的不確定信息,筆者將其總結為以下幾個方面:
(1)與發電環節相關的不確定性。
在國務院2002年下發的國發[2002]5號文件《關于電力體制改革方案的通知》中,廠網分開、主輔分離是其中的重要內容,發電與輸電環節將相互獨立,同時,發電市場將全面放開。這使得新形勢下,發電側與輸電側聯系大大減弱,各種具備實力的發電企業可以根據自身情況,自主決定范圍內的發電電源運行情況,包括電廠選址、裝機容量、營運時間等。
另外,由于多主體的發電企業加入競爭的原因,傳統計劃經濟體制下的根據規劃方案來執行,并有政策定價的情況一去不復返,市場經濟環境下,各企業競價上網,這給輸電網相關的環節報價具有了多種不確定因素,在進行輸電網的規劃時,需要考慮和處理的電源信息增多。
(2)與用戶側相關的不確定性。
在新的市場經濟體制下,電力用戶有了更多的選擇。可以自主在眾多的發電企業中選擇電能質量最優、電價最低的一方,這中競價上網的政策一方面促進了發電企業的運行管理技術改進和相關政策改革,另一方面也使得用戶市場的爭奪激烈,電價波動頻繁,這些都給輸電網的運行帶來不確定因素。
(3)潮流計算和負荷預測的不確定性。
市場競爭體制的引入使輸電網的運行更加靈活多變,用戶可以自主選擇供電商,供電商也會結合對市場環境的判斷來不斷調整運行策略,這種用戶與市場之間雙向的供求關系變化情況下,系統運行的情況頻繁改變,給潮流計算和負荷預測帶來各種不確定性。
另外,市場環境下,大功率客戶可以跨區域選擇電力供應企業,進行大規模、遠距離的電網交易,帶來電網的中轉功率,使得在輸電網規劃中,對輸電容量和輸送能力的評估日漸重要。
(4)輸電網投資的不確定性。
在傳統的計劃經濟體制下,電力行業具有高度壟斷性,電網企業的利潤空間巨大,幾乎不用考慮投資與回報的問題。但是,新的市場經濟環境下,形成了獨立自由的輸配電價,這些電價真實的反映出電網建設和運行的成本,同時,各類民間資本的介入、多家市場購電主體的培育等,輸電設備的投入是否能夠全部收回成本并盈利,都與定價方式、政策導向、市場定位等有密切關系。
綜上可見,在新的市場經濟環境下,輸電網的擴展優化必須考慮上述相關的不確定因素,電網規劃的數學描述方法、電網規劃模型等都必須隨之變化。
3 電力市場環境下輸電網擴展優化規劃綜述
3.1 輸電網擴展優化的數學描述方法
考慮到新環境下,輸電網面對的一系列包括發電側、用戶側、潮流計算、負荷預測等方面的不確定因素增多,所以市場經濟環境下的擴展方法也應該考慮模糊因素和算法,建立架構于不確定數學描述方法上的模型,并有效的規劃模型基于不確定性的求解算法。
3.2 輸電網系統的可靠性指標
在傳統的輸電網規劃中,衡量可靠性的指標主要有如下幾種:
(1)頻率指標,如系統平均停電頻率、切負荷頻率等。
(2)持續時間指標,如系統平均停電持續時間、切負荷持續時間等。
(3)能量指標,例如:電量不足期望值等。
在上述指標中,能量指標更加便于向經濟性指標轉化,因而,在系統規劃的可靠性評估中具有重要的作用。
3.3 對輸電投資收益的考慮
在傳統管制環境下,輸電網的投資與成本收益等均由政府管控。而在開放的電力市場下,雖然政府和電力監管部門仍然發揮重要作用,但是,多方投資效益的作用也日漸凸顯,投資者能夠根據對輸電項目的評估,來進行投資決策。
因此,在輸電網的規劃中,確保投資者的利益和公眾利益相平衡,就成為一個重要問題。
3.4 輸電網規劃的目標和準則
在傳統管制環境下的輸電網運營體系中,電網的主要任務是以一定的供電可靠性滿足系統負荷要求,電網規劃模型的目標一般設定為在滿足一定可靠性要求的前提下,電網的建設成本最小。
在放松管制的環境下,輸電網擴展規劃主要應以消除明顯影響市場運營效率或降低系統運行可靠性的主要約束以及容納新的發電項目的能力為目的。
3.5 輸電網規劃對具體可靠性指標的考慮
下文中,將結合筆者自身經驗,給出集中既能夠反映市場參與者的期望值,又能夠系統市場要求的可靠性指標,并結合作者自身實踐給出參考。
(1)線路過負荷和阻塞。
在電網連接薄弱的環節,可能出現線路輸送容量無法滿足功率傳送要求,并導致線路過負荷的現象,稱為阻塞。這種現象會對電力市場形成分隔效應,提高電網運行成本,提升某些局部發電商的市場力,削弱市場運行效率。
(2)輸電線路損耗和輸電容量。
在市場環境下,控制和降低輸電線路損耗是提高輸電網經濟運行水平的有效辦法,市場環境下的輸電定價研究中,也涉及到網損費用分攤的問題,所以,采用新技術和新方法來降低輸電線路損耗,是進行輸電網規劃和優化的重要環節。
輸電容量是電網輸送電力的能力,在一定程度上可以表征電力系統的靈活度。市場環境下頻繁的雙邊交易使得電力系統的運行方式和潮流在大范圍內發生變化,因此對電網的傳輸能力提出了較傳統體制下更高的要求。
(3)電源規劃與總體輸電規劃相協調。
發電環節與輸電環節的分離是電力體制改革的重要內容,并從根本上改變輸電規劃的理念,如何協調處理市場環境下輸電規劃與電源規劃的關系,是新環境下輸電規劃所面臨的主要挑戰之一。
在解除了計劃經濟對輸電網和電源規劃的管制后,發電公司和投資者在制定新增電源的位置、裝機容量、建設周期和投運時間等問題的決策時,將主要依據對未來電價狀況、供求關系變化和相應監管政策。
在市場環境下,處理輸電規劃與電源關系主要有兩種方法:一種是將電源信息作為一種不確定性信息,采用相應不確定性信息處理方法進行處理;另一種方法考慮進行電源與輸電網的聯合規劃,將電源信息與輸電網規劃再次統一起來,避免不確定性的電源信息對輸電規劃的影響。
4 結語
隨著我國又一輪電力體制改革的不斷深入,電力行業的入網壁壘和壟斷體制被進一步打破,發電、輸電、配電環節相互獨立,這些都給傳統的輸電網擴展與優化帶來了從觀念到實踐的巨大沖擊。本文從對電力行業的市場化給輸電網帶來的新挑戰分析入手,從輸電網的模型描述、可靠性和投資回報考慮、電源的規劃等方面進行了研究。
參考文獻:
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【關鍵詞】:微電網;結構;控制
1、微網結構
微網中的分布式電源分為旋轉電機型微源和逆變型微源,以后者為主。逆變型微源經過逆變器變換為交流后經饋線與微網交流母線相連,再經靜態開關單點與大電網相連。因此,微網可以實現并網、孤網兩種模式運行,提高系統的供電可靠性。
2、微電網的特征
2.1微型化
微型化是微網的首要特征,主要體現在電壓等級低,在我國應以380V為主;系統規模小,一般在兆瓦級以下;與終端用戶相連,電能就地利用。
2.2自平衡
微網經過歸納調理分布式發電、儲能和負荷完成微網內部電量的自平衡,與外部電網電力交流很少。并網運行時,微網內的負荷是其主要電力用戶,微網產生的電能應滿意就地消納的準則。離網運行時,經過調理分布式發電和儲能系統,保證悉數或部分負荷的供電需要,完成離網狀態下微網電量的自平衡。
2.3清潔高效
微網內的分布式電源應以風力發電、光伏發電等清潔動力為主,或者是以動力歸納使用為方針的發電方式,如冷、熱、電聯供體系,余熱余壓發電體系等。微網對化石動力的使用應體現出“高效”的特色,動力歸納使用率通常應到達70%以上。一起,微網應配置高效的能量管理體系,使得全部體系運行在經濟、節能、環保的狀況。
3、微電網的適用范圍
3.1滿足高滲透率分布式可再生能源的接入和消納
微網技能的根本意圖就是處理分布式可再生能源的大規模接入的問題。分布式電源的接入改變了配電網原先單一、輻射狀的網絡結構,其大規模使用將對電網計劃、操控維護、供電安全、電能質量、調度辦理等方面帶來許多影響。微網使用儲能、和諧操控將多個渙散、不可控的分布式發電和負荷構成一個可控的單一全體,大大降低了分布式發電大規模接入對大電網的沖擊。
目前,我國分布式發電在電力系統電源中的比例還很小,對電網的影響甚微,直接接入配電網現階段仍然是分布式開發可再生能源最經濟的發展方式。當局部地區的分布式發電規模較大,已經對配電網運行控制造成較大影響時,則可以考慮采用微網等先進技術手段,消除高滲透率分布式可再生能源接入帶來的負面影響。
3.2與大電網聯系薄弱,供電能力不足的偏遠地區
我國幅員遼闊、對于經濟欠發達的農牧地區、偏遠山區以及海島等地區,與大電網聯系薄弱,大電網供電投資規模大、供電能力不足且可靠性較低,部分地區甚至大電網難以覆蓋,要形成一定規模的、強大的集中式供配電網需要巨額的投資,且因電量較小,整體很不經濟。而在這些地區,因地制宜發展小風力發電、太陽能發電、小水電等分布式可再生能源,應用微網技術,則可彌補大電網集中式供電的局限性,解決這些地區的缺電和無電問題。
3.3對電能質量和供電可靠性有特殊要求的電力用戶
配電網中的要害用戶或靈敏用戶如工廠、醫院、軍事基地等,對電能質量和供電可靠性的請求較高,不只要供給滿意其特定設備請求的電能質量,還要可以避免暫時性的停電,滿意對主要負荷的不間斷供電需要。
一方面,微網能夠滿足特定用戶的電能質量需求。隨著當前用電設備數字化程度的提高,其對電能質量也越來越敏感,電能質量問題可以導致終端系統的故障甚至癱瘓,對社會經濟發展帶來重大損失。另一方面,微網能夠實時監測主電網的運行狀態,在主電網故障時迅速從公共連接點解列平滑切換到離網運行狀態,從而保證內部重要負荷的供電不受影響。
4、前景瞻望
4.1微電網在電力市場的發展趨勢
先期間國網也在全部推進分布式電源的使用,鼓舞用戶“自發自用、余電上網”,雖然分布式電源雖然優勢顯著,但也存在一些問題。特別是相對于大電網而言是一個不可控電源,其浸透率提高會損害電力系統的穩定性,所以會依據分布式電源用戶所在公變臺區和線路的線路負載和容量狀況有約束,著也必定程度上影響分布式電源的全部發展。
為了最大限度利用分布式電源的效益,同時協調與大電網的矛盾,所以提出了微網的概念,微網是一個用戶側的電網,它通過一個公共連接點與大電網連接。微網整合了分布式發電的優勢,實現了主動式配電,是對智能電網安全性、可靠性、自愈性和生存性重要保障。微網運行將是電力系統發展的必然趨勢。
4.2微電網與智能電網
微電網是智能電網的有機組成部分,是對智能電網的有力彌補。微電網建設有利于提高了電力系統面對突發災難時的抗災才能。大電網中超大型電站與微電網中渙散微型電站的結合,能夠削減電力輸送距離、下降輸電線路的出資和電力系統的運營本錢,保證電力系統的運轉更安全和更經濟。
4.3微電網與新能源
隨著傳統能源儲量減少、發電成本上升及新能源發電技術水平越趨成熟,而且由于新能源的高效、無污染特點,都將標志著新能源發電將會被市場所接收。微電網以新能源發電為核心,也必然會被市場所慢慢接收。
結束語
總之,作為電力系統的新典范,微電網與傳統電力系統比較具有較多優勢。在公共電網遭到擾動過程中,微電網有才能從公共電網中無縫地斷開以減小對自身的負荷,進步供電可靠性。在頂峰負荷期間,微電網能夠承當電網的負荷來進步電網運轉可靠性。微電網能夠運用低或零排放發電機組來增強環境效益。有些微源可完成熱電聯產機制,以給用戶減輕電力本錢。因為對微電網缺少深化的研討和一些晦氣的方針條件,使微電網技能的發展變成妨礙。但隨著電力電子技能和先進控制技能的不斷發展,微電網必將在電力系統中得到廣泛的使用。
【參考文獻】:
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關鍵詞:通信網絡;電力系統;連鎖故障
中圖分類號:TM711
隨著電力系統在通信網絡當中的應用與普及,電力系統越來越復雜,系統運行時的不穩定性也隨之增加。因此,通信網絡中的復雜電力系統出現故障將會給人們日常生產和生活帶來諸多不便,不僅存在著潛在的危險,也容易引發事故。基于上述原因,對通信網絡環境下的復雜電力系統連鎖故障進行探究,從而保證通信網絡中的電力系統的正常平穩運行,對于保障我國居民、企業和國家機關等的正常通信、保障社會公共安全和利益、促進社會平穩快速發展等方面有著重要意義。
1通信網絡環境下的電力系統概述
1.1通信網絡中的電力系統概念
電力系統是指由發電、輸電、變電、配電以及用電等環節組成的電能生產與消費系統,將自然界的一次能源通過發電動力裝置轉化成電能,再經輸電、變電系統和配電系統將電能供應到各用戶手中[1]。將這種電力系統與通信網絡相結合,實現為滿足用戶對信息數據的接收與傳達目的而運行的電力系統,稱為電力通信系統。
1.2現狀分析
目前,電力通信系統的發展較為迅速,為了保障電力系統的順暢穩定的運行,就必須保證電力通信網絡的正常運作,因為越來越多的電力系統信息業務需要通過電力通信網絡來完成傳遞和交換,由此可見電力通信網絡是保證電力系統正常、可靠、穩定、安全運行的必要條件。為了使電力系統能夠正常的發電、供電以及科學地分配電能,保障電能的質量,能夠對系統的故障進行充足的預防和及時的處理,因此,建立一個同步管理調度并相互適應的通信系統是解決以上問題的關鍵所在。由此可見,電力系統在通信網絡中的應用是電力通信系統發展的必然結果,對電力通信系統連鎖故障進行預防和處理是電力通信網絡實現調度自動化和管理現代化的基礎,是確保電網安全、經濟調度的有力措施。
1.3特點
電能的產生、輸送與分配等過程在我國由專門設立的電力企業進行供應,然而電能在人們的經濟活動與日常生活中是以商品的形式存在的,是可以進行市場交易的,又由于其是不具有具體形態的隱形商品,因此其特點主要體現在下述幾點:(1)發電、輸電、供電、配電以及用電是大約同步的過程,發電設備所產生的電能必須與用戶所消耗的電能隨時保持持平;(2)人們的經濟活動以及國家的經濟水平與電能息息相關,因此電力系統具有復雜、高效等特點,對于輸電與供電方面一般能夠滿足跨省或跨區域的遠距離送電且輸電容量大、電壓高、電網覆蓋面積廣;(3)電力系統的暫態過程非常短暫,運行管理基本上實現自動化;(4)電力系統所發生故障一般較為復雜,且對用戶造成的不便與損失也相對較大。
2連鎖故障分析
2.1發生原因
電力系統招收一定程度的干擾時可能導致系統發生連鎖故障,從電力系統事故發生的原因而言,主要包括外部因素和內部因素兩種[2]。可分為如下幾方面:(1)環境原因:包括電力系統所處的外部環境、自然氣候環境等,惡劣的地理位置可能會導致電氣環境的惡化從而使得系統故障開始集中出現。另一方面,自然因素如雨雪、冰雹、地震、海嘯等自然災害等可能會造成電力系統供電、輸電等環節出現問題而造成大規模的停電發生。(2)設備原因:電力設備由于老化、檢修不徹底等原因在平時運行中不影響正常工作,然而在出現故障時,平日所積累的小故障集中出現而造成大故障的出現,對電力系統的運行操作造成阻礙。(3)人力原因:雖然電力系統已基本普及電氣自動化,但是人為失誤造成的影響仍然不可忽視,如人為引起的設備誤動或拒動等,以及檢修和維護不正確等。(4)配置原因:電網的配置不合理,如電磁環網過多或不足等。此外,對配置的保護措施開展力度不夠或保護不合理等也會造成電網系統的連鎖故障的發生。
2.2電力通信網絡系統連鎖故障模型
(1)小世界模型和無標度模型。在小世界模型提出前,基于復雜網絡理論連鎖故障模型一直停留在隨即圖理論的水平,直到上世紀九十年代末期,小世界模型和無標度模型的誕生使整個復雜網絡連鎖故障模型研究發生了根本性的轉變。小世界模型具有類似的特征路徑長度以及很大的聚類系數,并廣泛應用于社會的復雜網絡中,然而許多大型復雜網絡都呈現無標度的特點,隨著無標度模型的提出,大量研究發現增長和擇優連接是無標度網絡的兩個重要環節[3]。通過對聚類系數、平均路徑長度、度分布等的提取,使人們對多節點的復雜網絡的探索成為可能。(2)Motter-Lai模型。該模型采用某節點最短路徑的總數來決定節點負荷的模式,對結電容量與初始負荷的關系最初正相關的設想,并根據相應的比例進行提升。此外,該模型各個節點的容量都互不相同,當節點發生故障時可將該節點從整個網絡中摘除,連鎖故障發生時間遠不及網絡生長的過程。(3)OPA模型。該模型最早是由美國多所實驗室與研究中心的多位業界精英聯合研究而出的,包括傳輸線路、負荷以及發電機的直流潮流模型,該模型旨在研究負荷的動態發展以及大規模斷電的全局動力學行為特點,當中所涵括的內容也相對廣泛,包括了動態與靜態兩個變量。其缺陷主要有網絡節點數過少、各部分元件特性相似、對電網頻率及電壓無功特性的體現不足等幾個方面。
3防范措施探討
3.1提高電力裝置的質量
電力裝置是整個電力系統的根本載體,其決定著整個電力系統的安全可靠性,因此必須要嚴格電力裝置的質量要求。在電力裝置的選擇上,一定要遵循安全穩定,實用可靠的原則,選擇高質量的產品,從而保證電力系統的長期穩定運行。同時,要保證裝置與裝置之間的相容性,使裝置在發揮測算、保護、遠程調控時可以協調配合,共同維護電力系統的安全穩定,電力裝置質量如果比較好,在電力企業進行擴建改造時也比較容易進行設計,當然,在使用時,旁邊應當由監管人員,以防止裝置失靈或發出錯誤信號時可以及時進行維修和調整。
3.2嚴格分析面臨的風險
要嚴格分析電力系統自動化安全所面臨的風險,以保證在遇到危險時能采取正確的方式進行處理,使損失降到最低。首先要根據現實情況和操作者的經驗收集風險事故的類型,然后確定各種類型風險發生的可能性和風險一旦發生可能造成的危害結果,從而根據一定的公式計算出風險指數,如果風險在可控的范圍內,可以忽略不計,如果風險在限度之外,就需要進一步優化,采取措施加以防范,從而保證電力系統自動化的安全運行。
3.3大停電的預防
大停電對整個電力系統帶來的損失較大,通常會造成大面積供電癱瘓。預防大停電可從降低初始擾動概率、及時阻斷連鎖故障的發展、釋放系統壓力等幾方面來采取措施。
4結束語
綜上所述,通過對電力系統的概念及現狀的簡單介紹,對通信網絡環境下電力系統的特點、常見的連鎖故障及其發生原因的闡述,并提出相關應對策略,對于提高我國電力通信水平有著重要作用。
參考文獻:
[1]曹一家,張宇棟,包哲靜.電力系統和通信網絡交互影響下的連鎖故障分析[J].電力自動化設備,2013(01).
關鍵詞:低壓直流;配電技術;電力系統;電力電子技術;換流器;濾波器 文獻標識碼:A
中圖分類號:TM721 文章編號:1009-2374(2016)33-0127-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.33.062
1 概述
近年來,人們對電力系統的要求越來越高,電力電子技術的發展相對成熟,更多先進的、滿足人們不同需求的電力技術被應用到電力系統中。比如,相對高壓直流配電技術的廣泛運用,低壓直流配電(簡稱LVDC)也逐漸得到了國內外學者的關注和電力系統中的運用。雖然早期配電系統中的直流配電技術存在電壓過低、容量小和輸送距離短等不足,并且一度被交流技術所取代,但是隨著電力系統不斷完善和改進,直流配電技術在元器件上的改進,如降低換流器的造價成本和耐壓值、提高電流輸送量等,使本技術重新得到了廣大的關注。
從早期的研發到后期的改進,重新得到重視,可以看出低壓直流配電技術一直是人們研究的熱點,比如LDVC技術分析和問題研究等。研究的重點主要是圍繞如何提高電力系統的傳輸能力和如何最大程度降低傳輸過程中造成的損耗等。相對交流電來說,后期得到廣泛應用的直流配電擁有的優勢包括:(1)直流電流不受輸電線路電感的影響,從而提高電能輸送;(2)直流配電電壓要比交流電配電電壓高,從而延長了電能的輸送距離,保證了電能的輸送質量。
本文詳細介紹了低壓直流配電技術,包括低壓直流配電技術的類型、主要元器件和理論基礎等,并對此技術中存在的問題加以分析研究。低壓直流配電技術一直都是電力領域討論的重點,在其取得可觀成績的同時,也存在著諸多嚴重的不足,如輸電電壓、電容量和輸電距離等。隨著電力電子技術的逐漸成熟,研究人員只有不斷對低壓直流配電技術的研究和改進,才能保證電力系統的可靠度和高效運行,滿足現代人對電力系統更高的要求。
2 低壓直流配電技術的綜述
電力系統中,隨著高壓直流輸電技術的不斷成熟,其應用范圍不斷擴大。2009年12月,世界第一個達到±800kV特高壓的直流輸電工程建成,其起始點是云南,終點為廣東,此直流輸電線路電壓從0kV成功升至800kV。直流配電從此以后便成為在更換線路成本較高時首要的替代選擇。相較高壓直流配電技術,低壓直流配電技術在電力系統的運用較晚,究其原因,低壓直流配電技術有其自身的不足,同時人們對這些問題的研究還不夠深入,尚未妥善解決,這跟低壓直流配電系統分類復雜有一定的關系。因此,相關研究人員有必要進行更深層次的鉆研并且解決相應問題是推動整個電力系統安全高效運行的基礎。本文在此對低壓直流配電技術的分類、主要組成元器件、特點及基本原理做了詳細的介紹。
2.1 低壓直流配電技術的分類
2.1.1 按拓撲分類。(1)高壓輸電型。此類型的配電技術系統中的兩個交流系統通過連接一條直流線路而相通。用電用戶可以與直流系統連接,并且多個用戶可從一個變流器中獲取電能;(2)輻射型。此類型的低壓直流輸電系統中與高壓輸電型有明顯不同的是,本系統中的用戶與直流系統不直接相連,并且每一個用戶對應唯一的變流器。
2.1.2 按直流輸電系統中連接方式分類。(1)單極型。單極型的低壓直流配電系統是利用一條導線來連接,通常情況以大地或水作為返回回路,顯示負極特性。但是,在強的干擾情況下,如電阻率太高或者其他金融結構性干擾等,用金屬代替大地作為返回回路,并且使金屬回路在低電壓下運行。更特別的是,必須用額定電壓器來測量每端的直流電源,兩級結構的運行可獨立開來。(2)雙極型。顧名思義,雙極型的低壓直流配電系統是用正負兩條導線連接的,是比較常見的配電系統類型。系統兩端在直流側串接兩個換流器,這兩個換流器額定電壓相同,同樣兩極運行可獨立。需要特別注意的是,接地電流對附近的煤氣或天然氣管道可產生局部影響,由于管道可作為導體,從而有可能對金屬造成腐蝕,因此用大地作為回路時需要妥善解決此類問題。
2.2 低壓直流配電系統的組成元件
2.2.1 換流器。換流器是完成交流/直流(AC/DC)和直流/交流(DC/AC)之間變換的元件,由閥橋和帶負載調分接頭的變壓器組成,其中閥橋是由電力電子元件的六脈或十二脈電路組成。
2.2.2 平波電抗器。平波電抗器串聯在換流器的每個極上,其規模和規模相對都較大,用途是減小直流線路內的諧波電壓和電流、保證輕載電流的連續、防止逆變器的性能降低和一旦發生短路時能夠限制整流器的峰值電流等。
2.2.3 濾波器。濾波器就是一個過濾掉交流電與直流電運行中產生的諧波形式的元件,從而避免或降低干擾因素對電力電子元件的影響。
2.2.4 無功源。換流器在工作過程中離不開無功功率,因此換流器周圍需要安裝無功功率裝備,同時交流濾波器在運行過程中也會產生部分無功功率。
2.2.5 接地。通常情況下,直流系統以大地為接地;特殊情況下,如大地電流過大或電阻率過高時需要特別安裝接地極。
2.2.6 直流線路。架空線或電纜可以用來做直流線路。
2.3 直流配電技術特點
直流配電技術主要采用直流形式進行電能輸送,其相對交流配電技術有一定的優勢。
2.3.1 可靠性高。直流配電線路中需要兩根導線,其線路可靠度相對同電壓等級的交流線路要高。當其中一條線路出現故障時,另一條線路與大地構成回路,繼續輸送功率,對于處理不完全故障的反應速度相比,直流配電技術更快,修復時間更短,甚至可以通過其他手段來自動排除故障、恢復線路正常運行等。
2.3.2 效率更高。在直流配電系統中產生的損耗很小,比如相對交流電產生的損耗,直流電中除了電力電子變換器損耗外,幾乎沒有無功功率的網絡損耗和集膚效應損耗。隨著科技的不斷完善,變換器的效率也在快速提高。
2.4 換流器理論
由上述對低壓直流配電系統主要組成元件的敘述和特點的分析,本段對其中換流器理論加以分析。對換流器理論的研究就要從換流器的電路、交流電流跟相位的關系以及逆變器的工作原理等方面進行。
2.4.1 換流器電路。換流器電路主要是三相全波橋式電路形式,三相全波橋式電路形式相較其他接線模式有更高的電壓器利用率。換流變換器通常在交流側具有帶負載調分接頭用來控制電壓,通常用中性點接地的星形接線或者三角形接線。系統內部恒定電壓和頻率,是直流電流在恒定狀態下將電子器件作為安全可靠的開關。接通電源時,電阻為零;在斷開狀態下電阻無限增大。
2.4.2 交流電流和相位的關系。交流電流和相位關系的判定可通過變量和常量設置來確定。無論是整流還是逆變狀態,換流器都需要吸收無功功率來進行正常運行。在各常量達到標準時便可實現無功補償。
2.4.3 逆變器。與HVDC系統逆變側的交流輸出不同的是,低壓直流配電的交流輸出可以是單相。因為低壓配電網的形式主要是輻射型,線路多數連接用戶和電源。由于用戶一般情況下只使用單相交流電,因此逆變單元可只利用單相逆變或者三相逆變。
3 低壓直流配電存在的問題
3.1 諧波
大量電力電子器件的廣泛運用產生了諧波。低壓直流配電系統中的變流器主要由電力電子電路組成,本節主要分析了變電器中諧波的特性,并對濾波器設計做簡要說明。
3.1.1 低壓直流配電系統交流側的諧波。低壓直流配電系統交流側產生的諧波,其波形并未有換相重疊或沒有脈動現象,可以采用設定或假定的方式對正弦換相的電壓和換流器的間隔程度加以計算等。
3.1.2 濾波器。憑借當前的研究水平,研究諧波的方法目前有兩種:設置濾波器和改造諧波源。通過改變濾波器電容來提高整流裝置相數和無功補償部分功能,這樣能同時減輕無功補償裝置負擔和降低設備運行成本。
3.2 諧波與無功補償
低壓直流配電系統主要通過無功功率來控制電壓,且低壓直流配電系統的無功功率損耗較大,因此無功補償技術在低壓直流配電系統運行中尤為重要。要實現更好地控制無功功率,可通過電容器并聯方法,將電容器并聯既節約成本、操作簡單,又方便靈活,成為控制無功功率的主要方式。
3.2.1 諧波對并聯電容器影響。諧波電流在電容器基波上的疊加使電容器的電流增加了利用價值,溫度的升高容易降低電容器的壽命。
3.2.2 電容器并聯對諧波影響。電容器并聯后參與到低壓直流配電系統的運行,造成系統諧波阻抗感性或者容性的變化。另外,針對特定的諧波來說,電容器并聯可能還會與低壓直流配電系統發生并聯諧振等現象。
3.3 電力電子元件可靠性
變流器被運用到低壓直流配電系統中是影響電力電子元器件壽命、干擾系統電路可靠度和引發電力電子元件故障的因素。壽命問題繼而影響到了元件的維護成本和整個系統中換流器的運行成本。
3.4 低壓直流配電的電能質量標準
低壓直流配電系統連接了用戶和電力系統,用戶側交流用電系統和整流變壓器一側電能質量的評價考核應與交流系統的要求一致。低壓直流配電系統的完善是為了更加高效地進行電能輸送,因此保證換流器的效率、線路的可靠性和電力電子元件的壽命是電力系統正常、高效運行的基礎。
參考文獻
[1] 林立功,高永樂.低壓直流配電技術分析和存在的問 題[J].電工電氣,2013,3(9).