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江阴试点地区配电自动化系统规划及建设方案研究

时间:2018-04-20 21:05来源:www.e-lunwen.com 作者:lgg 点击:
本文是一篇电气工程论文,电气工程简称EE,是现代科技领域中的核心学科和关键学科。例如正是电子技术的巨大进步才推动了以计算机网络为基础的信息时代的到来。
本文是一篇电气工程论文,电气工程简称EE,是现代科技领域中的核心学科和关键学科。例如正是电子技术的巨大进步才推动了以计算机网络为基础的信息时代的到来,并将改变人类的生活工作模式等等。(以上内容来自百度百科)今天为大家推荐一篇电气工程论文,供大家参考。
 
第 1 章 绪论
 
1.1 选题背景及其意义
配电自动化建设是以电网一次网架作为基础,通过加装通信设备、自动化终端,建设相关自动化主站、通信网络等技术手段,以此来提升分段开关、开配所、分支箱、环网柜等配电网中关键节点一次设备的自动化程度,同时利用现代计算机技术、电力电子技术、网络及通信技术,对电网中各类型数据以及模型进行集成,从而实现对配电网一次设备的运行状态进行监测、远程控制以及紧急故障隔离等功能,其最为核心的部分为配电自动化系统的构建[1]。作为电网的中间环节,配电网无疑起到了“承上启下”的重要作用,它一方面承接上级电网、分配能源,另一方面直接与终端客户相连,对于建设坚强智能电网来说,它无疑是最为关键的一环,起到了强大的支撑作用。而配电网的高效平稳地运行又是建立在能对配网进行有效地监测和控制的基础之上的,通过配电自动化建设,改善供电质量,增强供电能力,能极大地提升配网运行的可靠性,实现配电网平稳高效地运行,极大提升配网整体运行的经济性[1]-[2]。通过配电自动化建设,能更大程度地降低配电网线损,提高电压合格率,对于故障情况,能缩小故障范围,极大地提高故障处理效率,能更好地提升配网的管理效率以及服务质量,满足当前新形势下各行业对于供电质量的高要求,有利于国家战略性新兴产业的蓬勃发展,有利于地方经济发展,有利于产能过剩企业更好地转型升级。同时对于电网企业自身来说,配网自动化建设能提升企业整体管理水平,改善人力资源结构,实现减员增效。随着我国社会经济水平的发展以及电网规模的日益扩大,社会对于供电可靠性、供电质量的要求也在不断地提高,在这种大趋势下,配电自动化建设与改造工作已成为电网企业面临的必然选择。
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1.2 国内外研究动态
 
1.2.1 国际配电自动化发展及研究现状
国际上配电自动化的发展大致经历了 3 个阶段。从 20 世纪 50 年代开始,以美国、英国为首的发达国家率先开始采用以时限为顺序的自动送电装置来对故障区间进行自动隔离以及后续恢复供电等工作。随着技术的革新与发展,又陆续研制出了自动分段器、自动重合器等设备,提高了工作效率,但在当时仍只能应用于简单的馈线系统,也无法人为地对其进行远程监控与控制。直到 20 世纪 80 年代,随着计算机技术进入了蓬勃发展的时期,自动化技术的兴起,使得当时配电自动化(DA)发展进入了一个新的阶段。美、英等国通过相关技术的结合与研究,实现了包括远程监控、电压管理、自动隔离故障以及恢复供电等实时功能。到了 20 世纪 90 年代,随着地理信息系统技术的发展,又通过相关技术的研究,在原有配电自动化系统的基础上,增加了绘图、设备管理等功能。这一阶段的配电自动化系统已经具备了实时监控以及电网自愈等功能,自动化技术越发趋于成熟[3]-[6]。近年来,随着智能电网、智慧能源等概念的提出,人们对于配电自动化也提出了更高的要求,随之也提出了高级配电自动化的概念,为配电自动化的发展提供了新的方向。在这一全新的阶段中,配电自动化被赋予了更多的功能,在原有功能的基础上,还要适应电网新形势下面临的各种要求,如分布式能源的发展与接入、新能源汽车等大储能设备使用需求,如何针对配电网仿真结果进行分析与策略配置,从而真正实现智能配电的时代新需求。
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第 2 章 可靠性因素体系与试点地区现状分析
 
2.1 供电可靠性因素体系分析
停电性质主要分为两类:预安排停电与故障停电。而不管是预安排停电还是故障停电,对外的停电影响主要取决于三个因素:停电时间、停电范围、停电频率。对于配电网而言,要减少停电时间、缩小停电范围、降低停电频率,可以从四个维度来着手解决,即:网络结构、设备水平、技术水平和运营管理,合理地设计电网一次结构是保证供电可靠性的前提,一方面,由于配电网环网结构可以实现线路间的负荷转供,规划设计过程中可以通过提高线路的环网化率和线路可转供率,以此来提高供电可靠性。另一方面,可以根据线路实际情况,适当配置线路分段设备,对线路分段数进行改善优化,尽可能地减少线路上分段用户的数量,从而最大程度地缩小线路停电范围,减小对用户的影响。配电网整体可靠性取决于单个设备的可靠性。同时,单个设备可靠性也决定了其检修周期的长短。所以,配电网运行维护过程中对老旧设备等故障率较高的设备应及时进行更换,以免造成不必要的损失。在配电网建设改造过程中,规划建设人员可以通过统计数据,对故障概率偏高的设备进行改造,例如对线路进行绝缘化改造,增加导线截面等。在新建设备时,多采用先进型号,以此来减少维护次数,延长设备的检修周期,提高整体经济效益。例如新建站所的开关、闸刀等设备,采用经验证的性能优秀的设备,虽然一次投入略高,但长远看,能明显降低维护检修次数,增强可靠性。
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2.2 试点地区现状分析
江阴经济发达,制造业强,是城镇经济的领航者,并被誉为“中国资本第一县”,有 40 家上市公司。2014 年,江阴市有 11 家企业成为“中国企业 500 强”。先后获得等全国性荣誉 90 多项,连续三次荣获“长三角最具投资价值县市”,在全国县域经济基本竞争力排名中连续十三年蝉联榜首。本次江阴配电自动化试点区域为江阴市华士镇,位于江阴市东部,属国网 B 类供电区域。地区总面积 74.58 平方公里,常住人口 10 万,2015 年地区生产总值 262.82亿元,人均 GDP 达到 26 万元。辖区内共有 220kV 变电所 2 座,110kV 热电厂 2 座;110kV 变电所 6 座,35kV 变电所 1 座,10kV 线路 95 条。2015 年最高负荷 267.88兆瓦,供电可靠率 99.947%,线损率 2.6%。江阴地区调度自动化系统采用的是南瑞科技 D5000 型,系统于 2011 年 5 月投运。截止 2015 年底,系统共采集 181 个厂、站的实时信息,采集遥测量 1.95 万个,采集遥信量 5.15 万个。目前,江阴地区没有配电自动化系统,无锡地调按“地县一体化”的模式配置了配电自动化系统主站,预留了江阴地区的扩展接口。江阴地区未独立建设配电自动化主站系统,也未有设备接入无锡地区主站系统,对配电网的运行管理主要依靠纸质文档资料和 PMS 系统、配电 GIS 系统进行,处于“盲调”状态,无法查看配网实时信息,无法掌握配变等配网设备的实际、实时数据。
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第 3 章 试点地区配电自动化系统规划设计......... 15
3.1 整体规划目标 ............ 15
3.2 配电自动化主站规划 ......... 15
3.3 配网一次网架及设备规划 .............. 19
3.4 配电自动化终端布局规划 .............. 22
3.5 通信系统规划 ............ 26
3.6 本章小结 ......... 28
第 4 章 配电自动化系统建设方案与主要内容..... 29
4.1 配电主站建设实施方案 ....... 29
4.2 一次网架建设实施方案 ....... 31
4.3 一次设备建设实施方案 ....... 32
4.4 配电终端建设实施方案 ....... 34
4.5 配电通信系统建设实施方案 .......... 36
4.6 本章小结 ......... 39
第 5 章 投资估算及效益分析........... 40
5.1 项目建设预期效果 .... 40
5.2 项目建设投资估算 .... 40
5.3 项目建设效益分析 .... 40
5.4 本章小结 ......... 42
 
第 5 章 投资估算及效益分析
 
5.1 项目建设预期效果
通过本次配电自动化试点工程的建设,将极大提高华士镇地区的供电可靠性及相关指标,实现远程控制开关,提高故障处理效率,缩短处理时间,缩小故障范围,实现快速定位并隔离故障,将极大地提升整体工作效率以及用电用户的满意度,对社会经济平稳发展起到促进作用。本次配电自动化试点工程建设预计总投资额约为1.57亿元,计划2017年完成,主要包括三大部分费用:一次网架改造、自动化改造与主站建设。其中一次网架改造费用为 9246 万元、自动化改造费用为 5560 万元(包括现场设备自动化改造费用4054 万元和通信网建设费用 1506 万元)、主站建设费用 900 万(二期实施)。本次配电自动化试点工程完成后,一次网架结构将更加优化、清晰,供电半径将进一步缩减,配合合理安排配电网运行方式等措施,可以进一步降低配电网损耗。预计华士地区线损率将有由 2.6%下降到 2.1%。按试点地区每年电量约 15 亿千瓦来计算,每年因此多供电量约 750 万千万时,按平均电价 0.739 元/千瓦时计算,每年能减少损失约 554 万元。此外,配电自动化系统还具备有在线理论线损计算功能。通过准确设置参数并自动计算,可以得出相应台区、线路的理论线损。将理论线损与实际线损相比较,并结合电能量采集系统中的供电数据与营销系统内用户集抄数据,以及生产管理系统(PMIS)与调度生产管理系统(OMS)中的运行数据,可以快速准确判断出偏差率高的线路、台区存在问题,从而采取有针对性的具体措施。
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总结
 
本文以基于可靠性的江阴试点地区的配电自动化改造为课题进行了一系列探究。本人所做的主要工作包括:
(1)首先阐述了本次论文的选题背景与意义,对配电自动化系统国际、国内的发展及研究情况进行了调研。在配电可靠性的要求下,研究了影响配电可靠性的影响因素指标,提出要提高供电的可靠性,需要从网络结构、设备水平、技术水平和运营管理4个维度出发,尽可能的减少停电次数、平均停电时间与平均停电范围。并由此对配电自动化系统规划提出指导.
(2)对江阴试点地区配电网的现状进行了调研与分析,分为一次网架与设备、运行情况、配电通信系统、自动化系统、可靠性现状几个部分。并对目前试点地区建设配电自动化系统存在的问题与困难进行了归纳分析。针对这些问题与困难制定了江阴地区配电自动化的整体规划目标,并制定了详细的分项目标,包括一次网架及一次设备规划目标、配电自动化主站的目标、配电通信系统的目标,配电终端目标等。
(3)制定了详细的改造原则与具体的实施方案,包括一次网架建设实施方案、一次设备建设实施方案、配电终端建设实施方案、通信系统建设实施方案等。并对方案的实施做了投资估算及效果预测,得出配电自动化系统的建设将有效提升江阴地区经济效益、管理效益与社会效益的结论。展望未来,需要对配电自动化系统建成后的效果进行实际检验,不断发现并修正系统应用过程中暴露出的问题,总结成功经验,完善管理制度与流程,推广实施。在试点区域成功的基础上,在江阴全市范围内完成配电自动化系统的全覆盖,从而提高江阴地区整体配电网指标、管理水平与优质服务能力。同时,在条件成熟时,应进一步开展配电自动化系统升级完善,例如各种高级软件的应用,高级配电管理自动化(DMA)系统的应用,分布式电源(DER)与柔性交流配电(DFACTS)设备的协调控制,配电自动化系统的分布式体系架构,配电终端备用电源应用超级电容器等。
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参考文献(略)
(责任编辑:gufeng)
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