前言:智能电网供配电系统的优化设计的重点在于充分利用大数据进行分析,并以此为依据,结合自动化技术对供配电系统进行调整,从而大幅度提高能源利用
效率,同时降低电力系统负荷,促进电力系统可持续发展。
1智能供配电系统概述
近几年,在电力系统集成化、智能化、综合化发展过程中,大幅度提升了智能供配电系统开发水平及应用范围。从《供配电系统设计规范》(GB 50052-2009)和《电力用户供配电设施运行维护规范》(GB/T 37136-2018)内容看,新时期智能供配电系统建设流程相对完善,实践主体主要是按照“设计→采购→施工→试运行→竣工”等标准流程实施。作为电力系统的重要组成部分,通常把智能供配电系统分为三类,具体如下:一是工厂降压变电所。主要向车间变电所供电,可以把35-110 kV 电压降至6-10 kV。操作时要求设置 2 台变压器,通过单条或多条进线进行供电。二是车间变电所。主要是把6-10 kV 高压配电电压降为380 V 或 220 V,旨在为低压用电设备供电。实践中,要求设置1台变压器或2台变压器。三是工厂配电线路。主要是在工厂内进行电力输送与电能分配,要求在户内配置明线或电缆,在户外敷设多用架空线路等[1]。
2智能供配电系统特点
智能供配电系统具有高度的自动化、信息化、智能化特征,能够通过智能感应器和控制装置实现无人值守的自适应调度与控制,在高速通信网络上实时传输和处理海量数据,从而对电力系统进行全方位监控和管理,并通过人工智能和机器学习算法对采集的数据进行深度分析和处理,达到优化电能分配、提高能源利用效率的目的,降低运营成本。因此,智能供配电系统在自动化程度高的基础上也具有十分发达的信息化和智能化特征。同时,智能供配电系统具有极高的可靠性和安全性能,通过冗余设计及多层次安全保护措施,使系统在各种复杂环境下都能稳定运行。
3智能供配电系统设计
3.1实时监测与分析
在供配电系统中应对配置多样化的传感器,包括电力负荷传感器、电压传感器、电流传感器等,上述传感器能够及时捕捉电力网络的运作状况及其关键指标,如电力需求量的幅度及波动、电能品质参数和设备的作业状况等。但是传感器获取的原始数据往往比较零散,因此应当经过精细筛选,并通过先进的通信协议,传送至数据处理中枢或云端架构,从而进行快速分析。在此基础上,还需要在数据中心或云平台上建立数据库,并运用数据分析技术和即时处理算法对数据进行深入解读。上述过程主要涵盖数据清洗、数据聚合、模式识别、异常诊断等关键步骤,能够准确得出电力使用趋势,使管理人员能够根据上述信息及时优化现有管理措施。在此基础上,如果数据经过处理后无法采取有效方式进行展示,则难以洞察其潜在价值。因此,应当借助图表、仪表盘、报告等方式进行可视化处理,使管理人员能够准确供配电系统的运行状况、电力负荷的变化趋势以及潜在问题。
3.2远程监控
在供配电自动化系统运行活动中,先由操作人员对整理好的信息进行处理,再传输至系统,实现系统的自动化,使系统能够同时具备数据采集、整理、分析的功能。在开展工作时,(1)要及时地解决供配电自动化系统在运行中出现的问题,对运行中的风险进行有效控制,并及时地分析供配电自动化系统中出现的故障问题,从而进一步加强管理。同时,还可以通过建立安全管理机制来促进供配电自动化系统的顺利运行。(2)建立信息管理作为供配电自动化系统运作的基本职能,加强其运作效能,并自动地完成信息的收集、传送和反馈工作,以增加供、电自动化系统资讯的时效性[2]。
4智能供配电系统关键技术
4.1电能质量管理技术
在智能供配电系统中,可通过谐波治理、电压调节、频率控制和无功功率补偿等操作,确保电力系统所提供的电能在电压、电流、频率等方面达到预定标准,这也是电能质量管理技术的核心目标。谐波治理是将可能导致设备过热、绝缘老化、效率降低的电力系统中的高频谐波成分通过滤波器等设备来消除;电压调节是为了防止电压波动对用电设备造成损害,通过使用自动调压器等设备,使电压保持在规定范围内;频率控制通过调节发电机组的输出,确保系统频率稳定,避免电网不稳定和设备因频率偏差而损坏;无功功率补偿是通过设备调节系统的无功功率,如电容器组、静止式无功补偿装置等,改善电力因数,提高电能利用效率,降低电力传输损失。智能电能质量管理系统还通过自适应控制策略,利用实时监控和数据分析技术,确保在各种运行状况下的电能质量符合标准要求,及时发现和预警电能质量问题,并动态调整电能质量。
4.2人工智能AI技术
基于智能检测技术,构建了一个仿生神经网络系统,通过芯片、传感器等设备,实现了信息的传递与接收。利用人工智能技术,能够对故障进行实时监控和判定,一旦出现异常,能够通过特定的方法告知相关的工作人员,并能够准确地判定出具体的故障位置。至于在判定和判定方面,人工智能技术在这方面确实起到了一定的效果,但仍然存在着一定的缺陷,例如不能实现对失效现象的有效拦截,不能实现设备的自动修复。要想有效地解决这个问题,就必须把计算机信息技术和智能技术结合起来,通过逻辑分析,把智能化和网络化结合起来,并结合数据库等技术,把在诊断过程中收集到的故障信息转化成一个可视化的模型,再按照故障的具体情况,在专家系统中找到相应的应对措施,并实现自动化排除[3]。
4.3传感器与通信架构技术
智能电网供配电系统的核心内容集中在通信架构设计、信息流目的设置、用户侧需求分析,以及信息流可视化、数字化处理及多元使用等方面。在这种内容导向下:一是工作人员通常会选择多重感知的新型配电柜代替传统中压配电柜,其中使用的触头与电缆头测温传感器、温湿度传感器、红外感知装置等,均可以通过 I-Bus、ZigBee 两种通信方式快速采集、传输相关数据,为其提供精准的预警信息、维保信息、故障信息等。同时,应用智能低压配电柜后,可以利用其中的数据总线形式一次性解决馈出线多的问题,并利用馈线单元快速采集、可视化地传输各项信息。
结语:总而言之,智能供配电系统作为现代电力系统的重要组成部分,结合了先进的信息通信技术、自动化控制技术和能源管理技术,实现了电力资源的高效、稳定和可靠分配。随着技术的不断进步和政策的支持,智能供配电系统将进一步完善和推广,为实现绿色、高效和智能化的电力系统提供坚实的技术保障。
参考文献:
[1]陈志婷.10kV供配电系统智能化设计与优化方法[J].通信电源技术,2023,40(19):245.
[2]李涛,逯新保,郎舒婷.智能供配电系统在选煤厂的应用[J].选煤技术,2021,11(5):92-95.
[3]宋泽.智能供配电系统在铁路行业的应用[J].车时代,2021,8(5):189-190.