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智能配电系统的发展与挑战

时间:2021-06-07 来源:管理员 点击:31

        在众多能源行业中,电力系统在人民日常生活及工业发展与建设中都有着举足轻重的作用,因此电力系统对社会的发展有着根本性的影响。随着网络信息技术进步速度越来越快,智能化逐渐开始渗透到社会生产生活中的各个角落,在电力系统中同样也引入了智能化的概念。由于现代工业的运行对配电系统的可靠度与智能型提出了相应的要求,智能配电系统因而得到了相应的发展机会,但在实际发展过程中同样也面临着某些挑战。
        1.智能配电系统架构
        就当前社会实际情况而言,要形成智能配电系统架构,必须要利用现代通信、测量及控制技术,对现有配电区域的固有线路及负荷情况进行相应的规划与管理,合理分配发电与负荷,在消纳可再生能源发电的同时注重接纳新型负荷,从而实现包括配电公司、分布式发电公司、中间代理商与用户之间的多方共赢局面。由于智能配电系统能对用户的用电质量及可靠性做出相应保障,因此可使配电系统实现高度智能化。
        2.智能配电系统的发展现状
        2.1需求侧响应及管理
        为使电源端及负荷端实现双向互动,就需要在智能配电系统中应用需求侧响应及管理,这也是智能配电系统的重要特征之一。就当前我国发展中的实际情况而言,智能配电系统取得了比较大的进步,尤其是在智能电表计量技术、新型负荷技术、实时通信技术等方面均获得了较大进展。在智能配电系统发展过程中,技术工作人员对需求侧响应给予了足够的重视,并采取了一系列研究措施,按现有负荷的灵活性进行高低分类。该方向的分类分为三种,其一就是灵活负荷,该负荷具有较高度的灵活性,从而使得可调控性较强,调度的时间跨度也更长,具体体现在电动汽车及混合动力汽车等新型电力负荷运用中;其二则是可调度负荷,该负荷的灵活性不及前者,但也具有一定的可调度性,在保温恒温电器设施(空调、冰箱、电热水器等)中具有较高程度的应用,此类负荷的特点是常需要把温度控制在一定范围内,从而实现恒温控制;其三则是固定负荷,这类负荷并不具有灵活性,因此也不存在可调度的空间,主要应用在照明、电视、吸尘器等固定负荷电器中,尽管在实际使用过程中可根据需求调节这类电器设备的功率、亮度等,但这种调节对其负荷并无影响,因此此类负荷不参与负荷侧的需求响应。
        2.2电力信息系统
        电力信息系统的主要作用是协调发电、配电、用电之间的关系并使之协调运行,其原理是通过对准确的数据进行采集、交互等处理,为分布式电源、配电系统及负荷之间实现交互响应提供相应的信息支持。通过技术人员的研究,智能配电系统中对电力信息通信、智能电表计量、电力线路通信的应用以及无线传感器的设计获得了一定成果。
        2.3分布式电源的应用
        分布式电源是一种新型电源,其发电容量一般在数KW至数十KW之间,通过在智能配电系统中应用分布式电源,能使配电系统供电的可靠性及电能质量得到有效提升,因此分布式电源的应用是智能配电系统的重要特征之一。

        3.智能配电系统发展面临的挑战
        3.1电力信息系统应用率低
        尽管我国相关技术工作人员在电力信息系统的研究中投入了大量的时间与精力,但就当前实际情况来看,智能配电系统中对电力信息系统的应用仍处于探索起步阶段,实际应用往往受到传统电力系统通讯及控制方式的限制,因此还需针对相关问题及应用中的细节进行进一步研究。此外,为确保供电用电过程中的安全性,对通讯过程中的通信所处层次、所用频段及比特率也许进行深入研究与调查。
        3.2应用分布式电源的挑战
        分布式电源的应用虽然能够显著提升配电系统供电的可靠性与电能质量,但在运用过程中一旦出现应用不当的情况,极易造成因短路等原因引发的安全事故,使经济方面的效益严重受损。虽然我国目前在智能配电系统中的分布式发电技术获得了一定的研究成果,但在实际应用中依然存在大量问题,诸如怎样协调好风电光电及储能等混合型分布式电源、如何制定分布式电源接入后配电系统的保护配置与策略及故障后的运行与恢复、如何使可再生能源类分布式电源预测得到充分实现及控制与补偿策略的结合等。以上问题均是将分布式电源应用在智能配电系统中必须面临的挑战,只有以充足的能力与合适的方法面临并解决这些挑战,才能保证分布式电源在智能配电系统中的运用拥有高度可靠性,满足智能配电系统发展的需求。
        3.3智能配电系统应用过程中的挑战
        就智能化配电系统而言,应以建立可靠性与反应速度兼顾的变电及自动化技术的实施为前提进行改造,改造过程应具备相应的科学性及合理性。出于对安全的考虑,智能配电系统中的重要环节应进行必要隔离。智能配电系统建设过程中需要以最经济、最安全的方式为最多用户服务为宗旨,对停电的影响范围进行最大程度的压缩,一旦配电系统出现需要中断供电的故障,应迅速辨别出关键用户,以防断电为社会的发展带来不利影响,这就要求智能配电系统的监控控制反应具有高度灵敏性,同时信息的获取也需要具备高度准确性,这些需求向智能配电系统提出了新的挑战。
        此外,智能配电系统在智能化上也需要达到更高的水准,以使该系统有能力实现配电系统监控及数据采集工作的一体化与界面化,并具有根据采集到的数据与监控信息进行配电终端的自动选择。还应重视对智能配电系统的优化水准,提升系统的简洁性,有效且合理控制智能配电系统所消耗的成本,减少终端的数量。这对智能配电系统所使用终端的计算能力及运行速度也提出了相应的挑战。
        4.智能配电系统的发展前景
        尽管国内智能配电系统的发展能够跟上世界范围内的发展水平,但在应用效果上仍与发达国家存在一定差距,同时也难以满足相关技术发展及市场需求。因此,国家在智能配电系统的发展上投入了足够重视,因而使得智能配电系统拥有广阔的发展空间。
        在国家能源部门的相关规划中,智能配电系统的发展要以安全可靠为前提,最大限度实现供电的智能化,使用户用电问题得到有效解决。考虑到以上因素,国家相关部门针对性地提出了四项功能标准:一是具有对电压波动、频率及功率等因素进行采集的功能;二是具备相应的电压保护机制与选择性过流保护功能;三是对内部故障的自我诊断与修复功能;四是电器的智能化功能。通过实现以上四项功能,则能使智能配电系统得到实际的发展。
        结语
        结合上述情况来看,实现配电系统的智能化是新时期电力系统稳定可靠运行的重要目标。由于国内在该行业的发展起步较晚,因此在技术与应用方面依然存在着为数众多的挑战,这也意味着实现智能配电系统的应用还需要较长时间,因此,在发展过程中应对智能配电系统的主要构成元素及运行原理进行深入的研究,从而能够设计出在规划性、系统性、安全性及智能化水平上均达到相应标准的智能配电系统。


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