国内外配网自动化技术的发展情况
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国内外配网自动化技术的发展情况
在我国,电力发展存在的主要问题是,电力的生产供不应求,许多地方的供电情况紧张。所以,我国将发电厂的建设和输电网的铺设作为国家电力投资的重点,并且,经历了十几年的发展,在最近一段时间,电力的供应,已经基本满足需求了。目前,电力发展的矛盾,主要过去遗留的历史问题,即在电力资金投入较少的时期,配网的结构不合理情况。目前,大部分的地区,供电系统都是辐射型单端供电,这种供电系统,如果发生故障,在维修是需要切除整个的回线路,就会造成大面积的停电;电网的供电能力没法达到实际的需求,一些地区,供电线路还是1980年前后建设的,线路的损坏较严重,时常会因负荷过大出现问题,在用电的高峰时期,更是会经常性的出现断电的情况。而且,这种没有经过改造的线路,事故一旦发生,维修只能依靠人工,即是是一些小故障,在查明故障时也需要较长的时间,这就导致故障区域会长时间的停电,这种情况,给人们的生活带来了不便,也阻碍着经济的发展。
我国在90 年代末期,就对配电系统的自动化技术开始了推广。在技配电自动化术上,我国的技术名列世界前茅,特别是在馈线终端装置和通信上,我国的设备采用技术都是最前沿的。良好的基础,为我国配电系统的自动化技术提够了坚实的基础。主站、子站、通信、馈线终端,四个部分组成了配电自动化系统。从现有的技术来看,我国的很多企业都可以研发出基础的自动化产品,所以,从技术的层面我国实行配网自动化是可行的。从对我国各地建设的配网自动化系统的调查中,可以发现我国现有的配网自动化系统比较不稳定,而且实用效果不理想。但经过最近几年的普及,大多数人对配网自动化系统有了了解,关于配网自动化系统的性能、作用,结构以及通信方式,都有了清晰的理解,并且,相关的部门、协会,对于也配网自动化技术的建设也定制出了有关的规范,这为配网自动化工作的进一步展开,奠定了基础。
在我国,香港电力企业配网自动化的发展,是现有的企业中发展程度较高的,香港电力企业使用的配网自动化系统是最新技术,有定位故障、远程操作、快速隔离故障等功能,非常实用,并且配网自动化系统还可以对历史运行数据进行分析,能够实现不停电转供电。
我国配电自动化,开始于1990年,比发达国家晚了近20年。在配网自动化
发展的前期阶段,资金有限、计算机技术也比较落后,制约了我国配电自动化技术的发展。但在最近几年,随着我国经济的发展,城乡电网进行了大面积的改造,配电自动化的工作也有了非常大的进步。许多的研发部门对配电系统自动技术进行研究和开发,并在地方供电企业进行了试点测试,这种做法,为自动化配电系统的可靠性、安全性、供电质量、供电效率、供电管理水平的提高,提供了有力支持,为我国配电系统自动化的进一步发展创造了条件。我国配电自动化的发展进程,可以分为以下几个阶段;第一阶段,由于我国的技术比较落后,无法完成配电自动化配件的生产,因此自动化开关设备由国外进口,在使用时,通过智能开关设备间的配合来处理故障,但这种方法只有在故障后,才能起到作用,并且无法检查出中性点小电流接地系统的单相接地故障。第二阶段,配电层次的数据采集与监视控制系统功能的实现,通过建立配电系统的实时监控系统,在配电网调度中建立主站系统,在各变电站、开闭所设置远程终端单元、配电开关监控终端等远方终端,通过通信通道联系,实现对电网的监控。这种方法,极大的减少了维修故障的时间,而且,还可以在配电网正常运行的时候,对配电网进行实时监控,方便电网的运行管理,这也是目前自动化配电系统用的主要手段。第三阶段,配电网的自动化技术经过了很长时间的发展和改造,现如今,能够通过现代科技实现各子系统之间的资源共享。配电自动化系统在我国的代表性项目有:20世纪90年代,上海浦东金藤工业区建成基于全电维线路的馈线自动化系统,这套配电自动化系统是我国配电自动化建设迈出的第一步;在21世纪初,由青岛研发的自动化应用项目,是当时我国最大的规模,这套自动化应用项目的通过,标志着我国自动化配电系统的一个大的进步;2009年后,我国开始极力推广智能电网建设,相关政策的实施,给配电自动化带来了新的发展,但相应的,对配电自动化的有了更高的要求;21世纪20年代,我国的电网设施,树立了智能电网的战略目标,国家电网公司在电网建设上,从大局观出发,坚持全面统筹规划、建设标准一致、先试点后整体推广的工作方针。
美国电力研究院在2003年时就将未来电网定义为“智能电网”,以此为基础美国能源部办公室还发布了“Grid 2030:电力的下一个 100 年的国家设想”相关内容报告并对未来美国的电力系统进行了畅想与描绘,与此同借着机会确定了各项研发和试验工作的相对目标。美国橡树岭研究所(原克林顿实验室)和国际
商业机器公司也对“智能电网”提出了自己的观点及看法。而美国的PJM公司早在2006年底就已经将智能电网的建设进行了规划并将其作为后期公司发展的目标。在2008年美国的波尔得将成为美国的第一座以智能电网为主的城市,家庭用户不仅可以在家就能进行电网互动查询实时电价还能够根据自家的现有实际情况进行电力的实施调配,进一步加深电网的可靠性。
在2001年意大利电力公司花费了大量的人力物力安装及改造了3000多万台智能电表,并在同时也建立智能化的计量网络,目前欧洲其他国家也将智能网络进行了推广研发。欧盟理事会在2006 年发表的能源绿皮书《欧洲可持续的、竞争的和安全的电能策略》中就明确强调说欧洲已经进入一个新的能源时代,智能电网技术就是确保欧盟电能质量的发展方向及关键所在。
通过么美国和意大利的成功案例,其他国家也纷纷效仿,开启了智能电网的有关研究和建设方案。日本政府,规划了与电力公司的合作,并计划在 2010 年,对孤岛进行大范围的智能电网测试;而韩国,规划了一个智能电网的综合性实验项目,并计划与 2011 年前建成,到时候韩国的环保能源的能力能得到极大的提高;澳大利亚政府在最进的电网规划上,已经投入了 1 亿澳元用于智能电网的建设。
国外开始进行配电自动化的建设在1970年,这些国家进行配电自动化建设的最初目标,是减少馈线停电时间。例如美国,配电自动化系统建设的初期,采取的配电线路为多组重合器、分段器方式,这样,就可以在线路出现问题是,变电站能够正常的供电。日本从1950年,对配电系统采取自动隔离故障区的设置,这使得故障区不会影响健全区的送电,1960年到1970年之间,日本开发了各种就地控制方式和远程的线路开关监视控制装置,1970年后,运用电脑技术实现电网的自动控制系统,随着科技的发展,计算机技术日益成熟,配电自动化系统及配电远程监控系统,得到了进一步的发展。新加坡公用电力局在1980年开始实现电网自动化技术,在1990年发展为数据采集与监视控制系统,配电事业的发展迅速,从最开始的220KV配电网的1330个配电站,到现在的6.6KV配电近4000个配电站。可次可见,国外的配电自动化发展,基本上都是先实现馈线自动化,在建设通信通道和配电自动化主站系统,最后对系统进行全面的完善。这种被国外国家普遍采取的方式,在电网自动化的建设进程中,会遗留很多的问题,