浅析电网谐振过电压的限制措施

浅析电网谐振过电压的限制措施
摘要：随着社会的进步与发展，人们对供电量及供电质量的要求越来越高，因此智能化配电网的应用越来越广泛。

本文着重讲解了智能配电网的各种相关技术，主要有自动计量管理、移动作业管理、资产远程监控、可视化地理信息平台、基于IP的监控与数据采集技术、先进的配电网络等。

关键词：智能化配电网移动作业管理资产远程监控
虽然现有的电力输送基础设施尚可以基本满足电力工业的需要，但是随着工业化程度的迅速发展，供电质量要求越来越高、不间断供电要求越来越强烈，现有的陈旧的供电设备就很难满足供电的需要。

另外，由于受到国家电价政策的限制，供电企业面临的基础设施资金压力相当大。

为解决上述问题，智能化配电网便应运而生，事实上现在的配电网已经开始向智能化迈进。

比如现在采用的自动计量管理、移动作业管理、资产远程监控、可视化地理信息平台、基于IP的监控与数据采集技术、先进的配电网络等技术，已经在配电网中发挥了巨大的优势。

1 传统的配电网面临的压力
1.1 经济压力
配电事业属于资本密集型行业，其采用“成本加”的方式来回收投资，因此，供电基础设施的更新改善往往会引起电价的上升。

上世纪末我国进行了大规模的城乡电网改造，也就是通过电量加价来实现还本付息的。

对于一般的输变电工程，若采取提高电价，势必将会引起公众的不满，其可操作性也不强。

现在，人们普遍希望电力价格逐步降低，或者稳定不变，因此，电量提价的空间相当有限。

但是随着电量需求的不断增加以及大量电源的不断建设，配电网逐步向高电压、大电网的方向发展，在目前电力改革中,用户对电力销售价格的预期水平是不变或逐步降低的,电力价格的上涨空间将越来越小。

而随着电力需求的增加和大量电源的建设,电网逐步向高电压、大电网发展,因此，电网的运行控制将更为复杂，其建设、运行成本将更高，从而缩小了供电企业的利益空间。

而对于那些尚未进行改造的设备来将，根据盐盆曲线理论，这些资产将时刻威胁着电网的安全。

1.2 峰荷压力
随着我国经济的迅速发展，人们的生活水平不断提高，人们对电能的需求量也不断的攀升，尤其是大量的家用电器的使用，给人们生活带来方便的同时，也增大了人对电的依赖程度。

另外，随着现代信息技术的广泛应用，大量的计算机以及电子设备对供电不断提出新的要求，电力供应质量差，或者供应不足对人们的生产、生活的影响越来越严重。

由于用户对电能的需求的迅速变化，高峰负荷的急剧增大，给配电网的容量带来了很大的压力，尤其是大量空调的符合，更加加剧了峰荷的压力。

由于需求量的急剧增长导致投资额度的不断增加，由于受到政策的限制，供需市场杠杆不能有效的发挥作用，因此，就会出现拉闸限电的现象。

1.3 分布式发电带来的压力
由电力工业经济学原理，可得大规模的不一定是经济的，这就给小规模的发电装置连接到电网提供了契机。

(1)来自环境的制约
现在人们对居住的环境越来越看重，国家的政策也倾向于大力开发有利于环境保护的新型电能，比如太阳能发电、风能发电等。

另外，开辟新的电力走廊需要占用大量的土地资源，现在的土地资源也日趋紧张，因此，开发代价越来越大。

(2)来自追求效率的驱动
人们在就地利用小规模燃气发电装置等新技术方面有了进步。

(3)经济上的考虑
一般大型的电厂都距离负荷中心非常远，而又要满足短时峰荷，这是相当不经济的。

而分布式发电其投资小，发电方式灵活、适应性
强，无数的小型发电长并入大电网给传统的电力系统带来巨大的冲击。

2 智能配电网
2.1 概述
智能配电网是以配电网及其相关资产为中心,针对其设计建造、运行、维护等综合应用各种先进自动化技术、通信技术、信息技术以及现代管理理念和手段,实现延长设备寿命,确定更换资产的优先顺序,降低配电网络改造花费和防止配电网络故障等目的,最终使供电企业能够提供质优价廉的服务。

智能配电网应该具备如下特点：灵活性强、功能多样、能安全可靠的提供高质量的供电、能促进社会经济发展。

2.2 智能配电网必须依赖的几项技术
(1)自动计量管理
自动计量管理可以在一定程度上缓和需求的增长与供电的矛盾，还能够减少窃电现象。

将智能仪表安装在家庭内或者商业区，可以收集到不同时间内的电力消费数据，可以有助于实现分时计价，促使、鼓励用户避开用电高峰期或者在用电高峰期内减少用电，通过鼓励避峰消费,还有利于平衡配电网络负载。

分时计价由于有利于减少需求增长，可以减缓电网改造的时间，又可以保持电价的相对稳定，因此受到各地政府的欢迎。

另外,这些安装在配电网上的智能仪表也可以
帮助供电企业准确的判断发生窃电的位置，以便及时采取有效的防治措施，减小企业的经济损失。

(2)资产的远程监控
资产的远程监控制可以使得关键配电网资产的使用寿命延长，还可以通过故障预测改善供电服务水平。

传统的遥测网依赖于点对点的通信系统,设置在配电网络的故障指示器和开关连接到中央控制室,为了发送和接收信息,每个设备需要建立专门的通道,很多的设备之间完全没有连接，大量的计量设备是由现场的工作人员进行读数，因此配电网管理信息延迟，出现故障时不能及时处理，而需要等到用户投诉时才能发现处理。

智能配电网的遥测可以准确的提供实时状态检测，它废弃了点对点的通信方式而支持标准的分组网络。

利用先进的传感器替代简单的故障指示器，可以=更为准确的提供设备的详细状态信息，有利于工作人员准确及时的处理故障。

智能配电网不但可以帮助准确判断、预测故障，还可以记忆故障，以便于控制中心准确的采取措施进行处理。

远程传感器能够监测配电网络运行和配电网络容量是否一致,当元件开始超出优化范围时可及时给运行人员警示。

传感器能在配电网络开始发生局部故障时探测发现问题,例如长时间过热引起的变压器绝缘恶化。

基于这些传感器的反馈,控制中心能调整配电网络结构以减少危及设备安全的负荷,或通知现场运行人员来处理。

来自传感器
的数据也能用于优化维修计划和更新设备,使已有配电网络容纳分布式发电的同时避免改造花费。

通过故障预测的位置数据，可以准确的派遣工作小组到受到影响的地方进行处理。

智能终端仪表可以通过远程识别故障发生的地点，并提供准确的诊断数据，以便加快修复时间，提高服务水平。

(3)基于IP的SCADA与无线通信技术
配电网的数据采集及监控对象来自广大地域的配电线路、一次设备以及配电终端,它们大多运行在温度变化剧烈、环境污染、电磁干扰、存在外力破坏可能性的恶劣环境中,这就对它们以及连接它们的通信系统提出了更高的要求，要求它们必须具备很高的可靠性。

采用基于IP的SCADA不但可以降低通信成本，并且可以提供一个强大的、可靠的体系结构，可以超越原有通信基础设施的束缚，可以大规模的跨通信网络支持传感器、智能仪表以及远程个人数字助理的使用。

基于IP的SCADA是将成本密集的专SCADA替换为标准互联网通信协议。

这种变化将从依赖设备生产厂商的私人通信协议中解放出来,并提供更高的通信网络容错。

SCADA功能覆盖了高、中压的配电网,并正在向低压发展。

新的宽带电力线通信技术的应用范围正不断扩大,为基于IP的SCADA开辟了新的手段,进一步巩固基于IP的SCADA互联技术。

无线通信技术不断迅速发展的同时，装备PDA与数字地图的工
作组件随时掌控着由中央控制中心传输过来的信息，便于实现移动作业管理,有助于提高维护、修理速度和正确性,改善客户服务和树立企业良好形象。

(4)地理信息系统
GIS技术在配电网规划中的应用将会越来越广泛，因为直接关系到电力系统的可靠性的SCADA需要在GIS上显示实时的信息，另外，调度SCADA/DA也是依赖GIS图形和数据,所以说GIS技术在配电网中的应用将越来越广泛。

此外，GIS对于配电网中的设备管理有着很重要的意义，可以实现空间管理以及快速定位。

特别是在配电网发生故障时，能够精准的确定故障设备的位置，以便派遣移动作业小组快速的进行抢修，能够最大限度的缩短由于故障引起的停电时间。

(5)先进的配电网络分析
先进的配电网络分析主要有设备寿命分析、配电网优化设计、配电网运行分析这三个方面。

①设备寿命分析可以帮助确定配电原件的更新时间，以及确定产生故障时的维修方案。

配电网络原件随着使用年限的增长而不断恶化，可以通过分析相似设备相似形式的故障数据，采用基于历史使用模式对配电网原件的寿命进行分析。

②配电网络设计优化可以大幅度的减少配电网的运行成本。

避免
改造那些不必要改造的配电网，如果没有智能配电网提供的详细信息，供电企业就必须大面积的改造电网来应对负荷的增长。

③配电网络运行分析可以提高配电网的可靠性。

通过实时监测故障电流，工作人员可以采取配电网络分解及开关的转换来隔离故障区域以及改变运行方式，避免过多的网损，提高系统的安全性。

2.3 智能配电网框架
智能配电网是将多种技术整合于一体，使之互相弥补、相互作用，不仅发挥出单个技术的特点，也发挥协作的优势。

利用传感器与智能仪表的持续监测以及采集配电网的数据，经过加工后传输至数据库，然后通过先进的电网络分析，数据被深入挖掘支持企业的战略需要，有利于确定企业的目标投资。

同时也可以让运行工作人员在配电网将要产生停电事故时进行实时重构，对配电网结构进行优化。

3 结束语
智能配电网是将多种技术优势有机的结合于一体，为供电企业缓解负荷增长的矛盾，并提高供电的质量与供电的可靠性，减少运行成本成为可能。

随着电力工业的不断发展，智能配电网的应用也越来越广泛，其发挥的效益也越来越显著。

参考文献：
[1]徐丙垠，李天友，薛永端.智能配电网与配电自动化.电力系统
自动化.2009,17.
[2]余贻鑫.新形势下的智能配电网.电网与清洁能源.2009,07.
[3]王成山,李鹏.分布式发电、微网与智能配电网的发展与挑战.电力系统自动化.2010,02.
[4]王兴刚.从智能微网到智能配电网的分析.云南电力技术.2009,04.
[5]王成山,王赛一.基于空间GIS的城市中压配电网络智能规划
(一)辐射接线模式的自动布局[J].电力系统自动化, 2004, 28(5): 45-50.。