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城市电网智能化发展关键技术及展望

2019.12.11 来源: 浏览:1次

城市电是电力系统的重要组成部分,也是城市现代化建设的重要基础设施,事关社会稳定和经济民生城市电具有用电量大、负荷密度高、安全可靠和供电质量要求高等特点,其建设需要与城市建设紧密配合,同步实行,同时与环境调和,与景观和谐实现城市电的智能化发展是现代城市电建设发展的必然趋势,也是城市电规划建设和管理者所寻求的目标

随着新能源的广泛接入和智能电的建设推动,现代城市电与传统电相比在系统结构、控制手段、运营模式、管理策略等方面正在产生巨大的变化本文依照 物理-信息-高级运用 技术架构体系,主要从更友好的配用电装备、更灵活的城市电力架结构、更广泛的ICT技术支持、更综合的计划设计、更精细的系统分析评估、更高级的运行控制以及更人性化的维护管理7个方面阐述现代城市电智能化发展所触及的新技术和新方法,并展望应用于未来城市电发展的新技术与发展方向

城市电智能化发展关键技术

更友好的新型配用电装备

传统城市电智能化工作的开展重点关注低消耗、可靠性高、免保护的新型变压器、开关等设备的应用和升级,对国内近二十年的城市电建设改造和可靠性提升起到了非常重要的支撑作用现代城市生活对城市电的低碳环保需求和不断繁荣的现代科技,特别是通讯和信息技术的发展,共同推动了城市电配用电装备的更新换代,设备的种类和装备的功能相比传统电正产生质的飞越

首先,世界范围内日益严峻的能源环境问题要求城市电更加低碳,催生了现代城市电中大量新元素的出现例如,分布式光伏发电、小型风机、微燃机、储能、电动汽车等其次,为适应和管理上述设备的并连接与可靠协调运行,城市电中电力电子装置开始大量出现,城市电呈现出电力电子化的发展趋势另外,计算机、电子、通信技术的快速发展也促使传统城市电设备的全面升级换代和大量新技术新装备的运用,如智能变电站、配潮流管理器、SOP软开关等

为支持对各类分布式能源和灵活负荷的广泛接入,未来的城市电装备将沿着标准化即插即用接口、高度电力电子化、物理信息控制高度融合的方向发展

更灵活的电力架结构

架结构是支撑全部城市电智能化发展的关键和基础传统的城市电在络拓扑上一般采取 闭环设计、开环运行 的建设运行模式,以辐射状交流供电为主由于地理条件、地方政策、电历史沿革、负荷构成、用户要求等不同,世界范围内的城市电表现出不同的架结构形态未来城市电中的结构形式将更多向环结构和双侧电源结构发展,实现城市电络架构的灵活性和可靠性

受分布式能源接入、ICT技术、电力电子技术等技术的推动,现代城市电在结构形态上出现出了多样化的趋势以城市配电为例,目前学术上讨论的配电形态包括传统配电(被动配电)、有源配电(主动配电)、智能配电、微电和能源互联;按照电能的传输方式,包括直流配电、交换配电和交直流混合配电的形式其中最受关注的主要是微电和有源(主动)配电的概念微电和主动配电均被认为是未来智能配电的重要组成部分,均存在交换、直流和交直流混联 种传输模式

除传统配电外,各种形态的电情势均未构成固化的标准结构模式,但各形态电均要求未来城市电的结构更加灵活主动,能够依据电运行状态、用户用电需求、系统故障等具体场景主动进行络重构、开闭环运行自由切换以及络自愈,保证系统故障时最小化停电范围、系统正常运行时最大化运行效率

更综合的城市电计划设计

计划元素多样化和与运行深度耦合的特性给城市电综合规划提出了新的挑战和需求,未来城市电计划需要采取 主动计划 的理念需要对区域内的分布式可再生能源资源的可利用能力进行主动评估,主动计划设计分布式可再生能源发电的接入点,主动评估城市电对分布式电源的接纳能力和最大负荷供应能力,前瞻性的给出络解和非络解相结合的综合规划解决方案

同时,为增强方案的可操作性和可实行性,计划中还需要斟酌计划、建设和运行的完整性、统一性,在计划设计阶段就充分考虑配电自动化、通信和配电管理系统对改良城市电运行性能所发挥的重大作用,协调统一地规划建设坚强可靠的一次电架、深度协同的二次自动化系统与功能强大的智能决策支持系统,实现三位1体式的协同规划

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