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智能配电网技术在配电网规划中的应用

建立以智能配电网关键技术为基础的城市配电网规划,是贯彻落实以人为本的可持续发展观的重要举措,是我国电力科技稳定发展的重要任务。智能配电网是指通过应用先进的配电网自动化技术,有效整合先进的控制技术、测量传感技术、信息通信技术和计算机网络技术,实现智能配电终端[1]。基于上述认知,以下分析了智能配电网技术在配电网规划中的应用。


1智能配电网分析


智能配电网是在智能技术的支持下逐渐形成的配电网系统,由以下部分组成:配电网远程终端、通信系统、主站系统和子站系统。智能配电网系统各部分运行稳定,协作高效,最终实现配电网的远程管理。智能配电网采用了GIS技术、信息通信技术、专家系统等先进技术。先进技术的支持使智能配电网更加智能化,性能更加稳定,供电更加安全可靠,供电质量更高[2]。


2智能配电网技术在配电网规划中的应用


2.1网络对时技术的应用


智能配电网以数字配电网为基础,在配电网的二次侧使用数字报文进行信息传输。智能配电网中的二次回路从信号采样到动作跳闸,其数据流经过以下环节:合并单元的同步采集信号由电子互感器接收→合并单元接收到模拟量信号(模拟量信号采样、调理、转换)→多路同步采样价值由合并单元接收→合并单位进行相位差补偿、内同步、时标处理→合并单元按照采样报文格式将数据组帧发送到交换机网络网络→数据组帧通过交换机处理在网络中传播(根据通信规定)→保护装置获取数据包处理数据包(包括解包、数据分析)→保护装置将包含跳闸命令的GOOSE报文发送回交换机网络→GOSE报文被智能终端获取并分析→智能终端根据分析到的信息跳转相应的开关。在上述链接中,数据传输、报纸传输需要准确的时间刻度,因此智能配电网必须有时钟同步系统,时钟同步精度必须满足一定要求,使配电网得到有效的监控和保护,配电网甚至整个电网安全稳定运行[3]。


智能配电网中的过程层网络分为以下几类:网采网跳、直采直跳、网采直跳和直采网跳。直接采集是指保护装置通过光纤直接收到SV报告,网络采集,是指保护装置收到的报告由合并单元发送,然后通过交换机传输。当配电网采用直接采集网络方式时,配电网对合并单元时钟的同步精度要求不高,但当配电网采用网络采集时,合并单元时钟的同步精度必须满足一定要求,因为一旦合并单元不同步,两端采样波形相位差,影响配电网的运行。为了防止这种影响,需要使用网络对时、时钟同步技术。随着技术的发展和进步,时钟同步技术更加成熟,时钟同步系统更加智能先进。T5100-S智能时间同步系统被许多变电站采用,功能丰富,支持多种信号接入(包括IRIG-B电/光信号,GPS、SDH网络Bits信号、北斗二代信号、PTP网络电/光信号),可根据相关要求对外部件源进行多源判断,确保输出信号平滑、准确、安全、可靠。智能时钟同步系统可与GPS卫星信号/北斗二代卫星信号相结合,形成最大冗余结构,实现天地互补,最大限度地提高授时的稳定性和准确性,保证智能配电网的安全稳定运行[4]。


2.2人工智能技术的应用


专家系统广泛应用于当前的智能配电网中。目前,一些电力企业利用对象知识表达方法构建继电保护日常运行管理专家系统,在智能配电网运行过程中,如果智能配电网运行模式改变,或系统增加新设备,系统设备维护模式改变,则专家系统相应的定值、保护配置也会改变,使智能配电网能够得到更好的监控和保护。在智能配电网中建立继电保护日常运行管理专家系统,专家系统还可以根据专家经验、电网运行状态、运行程序和结构,为运行维护人员提供运行维护管理建议,协助员工制定更科学可行的运行维护管理决策。


模糊理论也可以在智能配电网中发挥作用。近年来,我国电网建设的模块化和智能化趋势越来越明显,智能电网对继电保护的稳定性提出了更高的要求。为了提高智能配电网继电保护的稳定性,可以利用人工智能技术领域的模糊理论,构建继电保护装置状态评价体系,掌握继电保护装置的运行状态,及时发现和处理继电保护装置的运行隐患,防止问题真正发生。


此外,还可以利用数据包络分析监测分析继电保护装置的运行状态,掌握继电保护装置的运行情况,制定更科学可行的运行维护管理策略,维护继电保护装置的安全稳定运行。


2.3数字孪生系统的应用


随着大数据、云计算、移动互联网和物联网的快速发展,配电网可以根据数字孪生的概念进行改造,全面提高配电网的智能化水平。在配电网规划中,利用三维可视化技术,立体呈现智能配电网的设备分布和整体结构,更好地展示和呈现智能配电网的内部,让相关人员更好地了解配电网的情况,进而制定更科学可行的运维策略。此外,将配电网的实际生产业务融入三维显示管理平台,提高配电网日常管理的精细化、标准化和自动化,提高配电网的规划建设水平[5]。


数字双系统引入配电网规划建设,利用数字双系统实时掌握配电网设备运行状态、设备维护等工作,为智能配电网电气设备的安全稳定运行提供保障。此外,数字双系统引入配电网,由系统自动预警和辅助决策,有效提高配电网设备和环境的实时感知能力,提高配电网的管理水平和运行效率。在当前背景下,应用物联网、人工智能、传感器和软件构建智能配电网监控平台和系统,对配电网运行过程进行智能监控和数字控制,做好数据采集、传输和分析,获得更可靠的监控结果。采用实时远程监控技术实现远程监控;采用物联网监控技术,在设备监控系统中布置无线传感网络;利用定位技术和视频识别技术捕捉和记录配电网的工作现场,动态监控和详细记录配电网的运行过程。在互联网背景下,逐步建立覆盖配电网的无线局域网,实现配电网的网络监控和智能管理。在满足网络条件后,通过智能手机、PAD等移动终端对网络覆盖区域内的配电网进行监控和管理,实现统一的智能管理。在配电网各电气设备中安装智能传感器等信息采集装置,然后通过物联网将各电气设备集中到一个平台进行统一监控管理,实现配电网的高水平、智能运行和维护。


3结语


综上所述,智能配电网技术在配电网规划中的应用提高了规划方案的科学性和可行性,保证了配电网的安全稳定运行。在当前背景下,应进一步加强智能配电网技术的研究和应用,使其在电力领域发挥更大的作用。


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