智能配電網(wǎng)保護控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究_第1頁
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文檔簡介

1、<p>  智能配電網(wǎng)保護控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究</p><p>  摘要:隨著需求的增加配電網(wǎng)的供電需求,分銷網(wǎng)絡(luò)智能是電力系統(tǒng)研究和發(fā)展的必然選擇。智能配電網(wǎng)的部門系統(tǒng)保護與控制能力,能及時有效的解決間歇性電源的影響,電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究項目是必要的。本文主要是對智能配電網(wǎng)保護控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究進(jìn)行討論。 </p><p>  關(guān)鍵詞: 智能配電網(wǎng);低壓配電;特點 </p&

2、gt;<p>  中圖分類號: TU9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A </p><p>  智能配電網(wǎng)的發(fā)展迅速發(fā)展。智能配電網(wǎng)不僅可以實現(xiàn)分銷網(wǎng)絡(luò)運營質(zhì)量和合理的水平,同時也可以與我國現(xiàn)階段與清潔能源發(fā)展的目標(biāo),在促進(jìn)整個電網(wǎng)的升級操作系統(tǒng)開發(fā)具有重要的意義。大量的實踐結(jié)果表明,智能配電網(wǎng)的應(yīng)用呈現(xiàn)極顯著的交互和自我修復(fù)的特點。與此同時,在分布式電源接入技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和智能技術(shù)的應(yīng)用,如微操作技術(shù),傳統(tǒng)意義上的保

3、護和控制方式?jīng)]有明顯的適應(yīng)性。從這一點上來看,研究保護和控制方法在智能配電網(wǎng)絡(luò),保護方式的合理選擇,確定保護判據(jù)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)對實際工作指導(dǎo),已成為一個研究熱點領(lǐng)域的電網(wǎng)建設(shè)行業(yè)。本文將做一個詳細(xì)的分析和解釋。 </p><p>  一、智能配電網(wǎng)的特點 </p><p>  1、提供優(yōu)質(zhì)的電能 </p><p>  智能配電網(wǎng)利用先進(jìn)的技術(shù)通過對電能質(zhì)量的監(jiān)控,實現(xiàn)

4、對電壓的嚴(yán)格控制,保證電壓在標(biāo)準(zhǔn)要求內(nèi)穩(wěn)定輸送。 通過提高設(shè)備的敏感性,使供電能夠持續(xù)高質(zhì)量的進(jìn)行。 </p><p><b>  2、供電更為可靠 </b></p><p>  與傳統(tǒng)的配電網(wǎng)相比較,智能配電的供電更為穩(wěn)定可靠。通過對故障的智能處理,智能配電網(wǎng)對自然災(zāi)害和人為的破壞具有一定的抵御能力,極大程度的較小了電網(wǎng)故障對用戶正常用電的影響。依靠多網(wǎng)發(fā)電,在主網(wǎng)

5、停電時迅速的使用微網(wǎng)系統(tǒng)保證正常供電,實現(xiàn)智能配電網(wǎng)真正的自愈。 </p><p><b>  3、兼容性更好 </b></p><p>  智能配電網(wǎng)具有較高的能源兼容性,能使大量的分布式發(fā)電網(wǎng)絡(luò)無縫隙的連接在一起,提高了配電網(wǎng)絡(luò)工作的靈活性,有效的增加了對供電的穩(wěn)定性。 </p><p>  4、提高電網(wǎng)資產(chǎn)利用率 </p>

6、<p>  實行對主要供電設(shè)備的實時監(jiān)控,了解設(shè)備的運行狀態(tài),對不能正常使用的設(shè)備進(jìn)行維修或更換,延長使用壽命,合理的減少供電系統(tǒng)的投資,降低輸出電力的成本,提高電力系統(tǒng)的效益。 </p><p><b>  5、互動能力極強 </b></p><p>  通過用戶對需求響應(yīng)程度的不同, 創(chuàng)造合適的分布式發(fā)電的條件,使用戶在用電高峰期的用電正常進(jìn)行,根據(jù)不同

7、的需求提供更多的附加服務(wù),實現(xiàn)以用戶為中心的服務(wù)理念,增強智能配電網(wǎng)的實用性和與用戶的互動能力。 </p><p>  二、智能配電網(wǎng)繼電保護方式的選取分析 </p><p>  輸電網(wǎng)的應(yīng)用電流差動保護非常頻繁。這是因為:在目前的技術(shù)條件下,電流差動保護方法證實的可靠性、穩(wěn)定性、響應(yīng)速度,防止電網(wǎng)繼電保護運行在電力系統(tǒng)振蕩的影響。更關(guān)鍵的是,作為現(xiàn)代意義上的光纖化分銷網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)和建設(shè)和應(yīng)

8、用的智能轉(zhuǎn)換、智能配電系統(tǒng)繼電保護方案的選擇與電流差動保護為主。 </p><p>  不容忽視的問題是:傳統(tǒng)意義上的電流差動保護,以確保其優(yōu)勢相對于智能配電網(wǎng)的繼電保護可以穩(wěn)定,要求雙方在每一個時期的位置配備了獨立的電流互感器、斷路器操作設(shè)備,測量也很大程度上導(dǎo)致顯著增加整個智能配電網(wǎng)的成本。從這一點來看,智能配電網(wǎng)的保護和控制現(xiàn)階段工作應(yīng)該研究和實踐的重點在傳統(tǒng)的電流差動保護的基礎(chǔ)上合理的改進(jìn)。同時,考慮到相

9、對于高阻接地故障狀態(tài),智能配電網(wǎng)的差動保護性能可能出現(xiàn)嚴(yán)重的阻塞,造成拒絕行動是非常明顯的。 </p><p>  與此同時,在電流差動保護的過程智能配電網(wǎng)繼電保護方式,保護數(shù)據(jù)的傳輸通道和信息傳輸困難也顯著增加。尤其是長一段鋼絲繩在智能配電網(wǎng)絡(luò),即使當(dāng)前瞬時故障響應(yīng)速度最高水平的保護操作,仍然不能完全解決延遲引起的網(wǎng)絡(luò)流的保護因素?;谏鲜龇治?建議過程中智能配電系統(tǒng)的保護和控制,實現(xiàn)電流差動保護模式和電流瞬時

10、故障保護充分融合和應(yīng)用工作。上述兩種保護模式作為主要保護配置,同時智能配電網(wǎng)將傳統(tǒng)意義上的電流差動保護模式作為智能配電網(wǎng)的后備保護。在這種保護模式功能,電流差動保護和故障保護,輸出操作同時,電力流根據(jù)這種方式,同時保護輸出值,以便最大化安全智能配電網(wǎng)絡(luò)運行的安全與穩(wěn)定。 </p><p>  三、低壓配電系統(tǒng)的接線方式 </p><p>  低壓配電系統(tǒng)是智能配電網(wǎng)絡(luò)中的一個典型, 它由電

11、源、低壓配電裝置、低壓線路和用戶低壓配電裝置組成,主要用于低壓系統(tǒng)的實時監(jiān)測、開關(guān)分合閘的控制和各種數(shù)據(jù)的整理分析,完成供電公司與客戶的互動任務(wù)。 低壓配電系統(tǒng)的接線方式分為以下四種: </p><p><b>  1、放射式 </b></p><p>  使用放射式接線法完成低壓系統(tǒng)的各部分電線路的相互獨立,不因某一處的線路故障影響到其他配電線路,具有較高的可靠性。

12、 然而放射式配電接線方式所需使用的開關(guān)等材料較多, 不適合廣泛的使用,一般用于對供電設(shè)備有較高要求的場所。 </p><p><b>  2、樹干式 </b></p><p>  低壓配電系統(tǒng)的樹干式接線方式與放射式相反,在耗用較少的有色金屬材料的同時,提高了系統(tǒng)的靈活性,降低了實用成本。通過配電裝置引出的一條線路就可以向很多設(shè)備同時供電,經(jīng)濟價值高。但在通電過程中,

13、若干線出現(xiàn)故障則會造成大范圍的影響,不具有較高的可靠性,僅適合容量不大、用電設(shè)備分布均勻的場合,實用性較低。 </p><p><b>  3、混合式 </b></p><p>  混合接線式是把放射式與樹干式兩種方式相結(jié)合,以放射式引出多條干線,局部采用樹干式,將低壓電源引出后依靠放射式的穩(wěn)定運行將電流輸送到有靈活的樹干式組成的電路中,使使配電網(wǎng)絡(luò)能夠安全、經(jīng)濟的運

14、行。 </p><p>  4、具有備用電源的配電方式 </p><p>  為增加供電系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性, 在很多建筑物內(nèi)都備有應(yīng)急電源,主電源發(fā)生故障時,系統(tǒng)自動切換,啟動備用電源,由備用電源向用戶供電,直到修復(fù)完成后再切換回主電源,保證電量的正常使用。 </p><p>  四、智能配電網(wǎng)保護控制系統(tǒng)的設(shè)計 </p><p>  基于智能

15、配電網(wǎng)的運行目標(biāo)和結(jié)構(gòu)特點,保護控制系統(tǒng)應(yīng)具有的一個重要特點就是自愈能力,也就是自我預(yù)防和自我恢復(fù)能力。自愈能力表現(xiàn)在兩個方面,第一是系統(tǒng)的運行要以預(yù)防控制為主,及時的發(fā)現(xiàn)和消除故障,第二是在出現(xiàn)故障的情況下要具有維持系統(tǒng)繼續(xù)運行的能力,不影響配電網(wǎng)的損失,并通過自動修復(fù)盡可能的在有故障的情況下恢復(fù)供電。 因此,智能配電網(wǎng)的自愈能力是只能配電網(wǎng)保護系統(tǒng)的核心,而自愈能力必須要依靠可靠的,合理的保護控制方案來實現(xiàn)。電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)包括與配電網(wǎng)直

16、接相連的微電網(wǎng)系統(tǒng)和面向商業(yè)或者居民用電的小型微電網(wǎng)系統(tǒng)。 </p><p>  在智能配電網(wǎng)系統(tǒng)里面各個分布式電源都有各自獨立的控制器,尤其是逆變型電源,其電子接口可以使各分布式電源的運行更為智能化,這種電源的控制途徑是利用本地信息對輸出的電壓和頻率進(jìn)行控制,這種控制方法對提高微電網(wǎng)的供電質(zhì)量和穩(wěn)定性提供了重要的作用。對于微電網(wǎng)來說,對各個分布式電源的監(jiān)測同樣需要通過保護系統(tǒng)來實現(xiàn),并需要對分布式電源與負(fù)荷進(jìn)行

17、投切控制,從使微電網(wǎng)與配電網(wǎng)的并網(wǎng)運行或者孤島運行成功進(jìn)行。 其中,還包括孤島運行方式下的微電網(wǎng)與配電網(wǎng)同步運行。 </p><p>  五、智能配電網(wǎng)保護與控制的判據(jù)方式分析 </p><p>  傳統(tǒng)意義上的電流差動保護確定母線指向線路的方向參照電流正向延伸方向。具體的判據(jù)方式如下所示: </p><p>  1、|M節(jié)點電流向量+N節(jié)點電流向量|-制動系數(shù)|M

18、節(jié)點電流向量-N節(jié)點電流向量|≥差動門檻定值 </p><p>  2、|M節(jié)點電流向量+N節(jié)點電流向量|≥差動門檻定值 </p><p>  上述判據(jù)方式中有關(guān)差動門檻定值的確定參照:避讓節(jié)點M→N線路電容電流與不平衡電流的整合參數(shù)。 </p><p>  對于改善后電流差動保護,指定的向前擴展方向決定參考當(dāng)前權(quán)力指向的盡頭來確定整個系統(tǒng)。根據(jù)當(dāng)前的擴展方向,并且

19、系統(tǒng)可以被權(quán)力距離短的定義是上游開關(guān),同時將不再開關(guān)與系統(tǒng)權(quán)力距離被定義為下游開關(guān)。特別需要注意的是:在這個角色的分歧,還有一個下游切換開關(guān)的一部分,沒有它的邊界定義開關(guān)。在整個分銷網(wǎng)絡(luò)保護的過程控制需要關(guān)注的一個問題。具體來說,針對邊界和上游或下游開關(guān)、保護標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)采用方法的過程中有一定的差異。 </p><p>  3、選擇邊界位置開關(guān),繼電器保護電流瞬時故障保護模式,具體的標(biāo)準(zhǔn)是:一個實際的短路電流保護或起動

20、電流=保護安全系數(shù)x最低運行狀態(tài),保護電路終端位置兩相短路故障短路電流(保護安全系數(shù)值是1.2)。 </p><p>  4、繼電保護的上游或下游開關(guān)位置選擇當(dāng)前瞬時故障保護結(jié)合電流差動保護的保護方式。這也使標(biāo)準(zhǔn)也存在一定的差異。首先,當(dāng)前瞬時故障保護標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)的具體方式應(yīng)該是:一個實際的短路電流保護或可靠起動電流系數(shù)= =運行狀態(tài),最大的保護電路終端位置三相短路故障短路電流相對應(yīng)(保護安全系數(shù)值是1.3)。 &

21、lt;/p><p>  其次,電流差動保護判據(jù),標(biāo)準(zhǔn)的具體方式應(yīng)該是:開關(guān)m電流相量—以(m下游連接開關(guān)序列號)作為上界,n值的序列上界標(biāo)準(zhǔn)x m下游的第一個n系列開關(guān)對應(yīng)于電流相量差動電流閾值或固定值。特別需要注意的是:價值的差動電流閾值設(shè)置應(yīng)該在傳統(tǒng)的電流差動保護的基礎(chǔ)上相應(yīng)的值范圍,覆蓋導(dǎo)致負(fù)載電流的負(fù)載參數(shù)。 </p><p><b>  結(jié)語: </b><

22、/p><p>  智能配電網(wǎng)的發(fā)展不能僅僅依靠改進(jìn)的系統(tǒng)優(yōu)化工作,還應(yīng)該當(dāng)系統(tǒng)運行相關(guān)的電氣設(shè)備維護,降低設(shè)備故障造成的安全事故,提高供電的安全性和可靠性。合理的電源使用的模式來選擇最合適的材料和電路、條件下安全穩(wěn)定供電的前提下,降低供電成本,提高使用價值。 </p><p><b>  參考文獻(xiàn): </b></p><p>  [1].郭志忠.電

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