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智能配电网自愈控制技术研究与开发项目示范工程技术方案课件.pptx

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  • 上传时间:2022-03-06
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    • 1智能配电网自愈控制技术研究与开智能配电网自愈控制技术研究与开发项发项目示范工程技术方案目示范工程技术方案国家高技术研究发展计划( 863计划 )智能电网关键技术研发(一期)重大专项 CSG 2013. All rights reserved.汇报提纲背景介绍背景介绍1总体要求总体要求2示范工程自愈控制方案示范工程自愈控制方案3通信方案通信方案4789 CSG 2013. All rights reserved.背景介绍项目目标:基于我国配电网现状及智能化发展需求,通过关键技术的研究,建成首个含多种分布式电源及储能系统的智能配电网自愈控制示范区,实现示范区配电网用户供电可靠性指标不低于99.999%,并最终形成标准体系,共分为8个子任务任务名称承担单位智能配电网自愈控制技术支撑体系研究 南网科研院智能配电网分析、仿真、试验技术及综合评价方法研究天津大学南网科研院智能配电网风险评估、安全预警与智能决策技术研究湖南大学智能配电网非正常状态自愈控制关键技术研究 湖南大学智能配电网自愈控制保护测控一体化终端及故障定位指示装置研制北京科锐智能配电网自愈控制统一支撑平台与自愈控制系统研发北京四方智能配电网自愈控制技术集成研究与示范应用 广东电网智能配电网自愈控制技术标准的研究与制定 南网科研院 CSG 2013. All rights reserved.4示范应用示范区域项目研究成果将应用于广东金融高新区智能配电网自愈控制技术示范工程,包括4座变电站、44回10kV配电线路,3个开关站,221个配电房,498面环网柜,。

      技术特点如下: 更短的停电时间 (8.76h 5.2min) 更高的供电可靠性 (99.96% 99.999%) 更短的故障定位时间 (3h 1min) CSG 2013. All rights reserved.5示范区域配网规划广东金融高新区中压配电网接线方式应采用“N供1备”接线方式由于“N供一备”的网架接线方式过渡比较方便,在负荷逐步发展的区域,可先按单环网供电,然后随着负荷的发展逐步向两供一备及三供一备过渡但需要注意的一点是,在网架构筑的过程中应首先规划建设联络开关站的位置,否则将给网架的过渡带来影响金融高新区内主干线环网柜进/出线单元采用SF6/真空断路器、分支/用户出线单元采用真空断路器,其余单元采用负荷开关金融高新区及周边区域110kV电网接线示意图 CSG 2013. All rights reserved.6示范区域配网规划中压配电网的目标网架采用“三供一备”接线方式在具备条件的负荷饱和区域,主干线路采用“三供一备”接线方式;在负荷发展区域,可采用单环网或“两供一备”的接线方式馈线组主环上的配电房90%以上完全按照智能配电网自愈控制技术要求改造,由于客观原因,确实没有办法满足要求的按普通“三遥”改造。

      馈线组分支上的配电房、专变、公变和电缆分接箱,这些设备按普通“二遥”改造即配二遥故障指示器和二遥通信终端 CSG 2013. All rights reserved.汇报提纲背景介绍背景介绍1总体要求总体要求2示范工程自愈控制方案示范工程自愈控制方案3通信方案通信方案4789 CSG 2013. All rights reserved.总体要求供电可靠性故障处理时间一次网架与设备潮流计算的快速性要求时序潮流计算短路计算状态估计信息采集网络重构负荷预测控制手段分布式电源监控告警预警通讯信息集成要求自愈控制系统可靠性电能质量 CSG 2013. All rights reserved.总体要求主站集中控制采用基于主站的集中控制模式实施故障隔离和恢复非故障区段供电方案时,故障隔离和恢复供电时间与终端、通道、主站软件计算和系统规模相关,一般不大于1分钟网络式保护与分布式智能功能对于具有网络式保护功能的终端,其故障隔离时间应该不大于保护设定时间+60ms配合时间网络式保护通讯正常情况下,一般故障切除时间小于0.15s,隔离时间2s;通讯不正常,按照分布式智能工作,一般情况下,不超过10s完成隔离和转供;一次网架与设备1、 要求断路器、负荷开关电动控制,最好是电磁式,断路器动作时间50ms以内;负荷开关动作时间在100ms以内。

      2、 配置三相CT(含零序)、双侧PT3、 二次设备预留安装空间,每个电房配置直流电源屏4、 项目实施应确保变电站设备运行安全,不能对变电站设备进行大的改动,但馈线出口保护应预留有秒的时长以便配网终端快速处理故障 CSG 2013. All rights reserved.总体要求状态估计对信息采集的要求:智能配电网状态估计需要以下三种类型的量测:节点(母线)量测数据、支路量测数据和分布式电源量测数据而这些量测量能否获取与终端布点密切相关终端布点以及量测配置的一般要求如下:1、 尽可能各相分别配置量测;2、 每条馈线段始端都配置各相的电流量测或者功率量测;3、 每条馈线分支线(支路)都配置各相的电流量测或者功率量测;4、 每条母线都配置各相电压量测;5、 每个配变都配置各相功率或电流量测;6、 每组分布式电源所在母线都配置各相有功和无功功率量测、电流量测和电压量测;7、 断路器和负荷开关的状态信息量测;8、 并联电容器组的开断信息和接入组数信息量测;9、 有载调压变压器的分接头信息量测 CSG 2013. All rights reserved.总体要求控制手段1、 调节变压器抽头;2、 投切电容器;3、 投切电抗器4、 开合开关;5、 改变分布式电源输出功率;分布式电源监控1、 系统支持分布式电源/储能/微网的灵活接入,能够大量接入分布式电源/储能/微网。

      2、 具备对各分布式电源/储能/微网的接入、运行、退出等状态的监视功能3、 具备对各分布式电源/储能/微网接入、运行、退出控制功能4、 具备对各分部是电源/储能/微网处理调节功能5、 具备对各分布式电源/储能/微网中关键设备当前功率、电流、电压监测功能 CSG 2013. All rights reserved.总体要求以典型馈线组线路一为例进行说明智能配电网状态估计最低量测需求若需要得到实时状态信息的节点包括环网柜的入端节点(即左侧开关)、环网柜的出端节点(即右侧开关)、环网柜的负荷出线节点(开关)共12个节点的信息,则需要采集线路一上任意环网柜2条负荷出线开关的三相电压和三相电流共12个量测量若在条件允许的情况下,建议采集以下信息作为冗余量测,用于保证状态估计的精度 (1)环网柜的入端节点(即左侧开关)、环网柜的左侧负荷出线开关、环网柜右侧负荷出现开关的电压量测 ;(2)环网柜的入端节点(即左侧开关)的电流量测 CSG 2013. All rights reserved.汇报提纲背景介绍背景介绍1总体要求总体要求2示范工程自愈控制方案示范工程自愈控制方案3通信方案通信方案4789 CSG 2013. All rights reserved.示范工程自愈控制方案配电网自愈控制以不间断供电为控制原则。

      从不间断供电角度看,自愈控制有4种结果:(1)避免故障发生;(2)故障后不失去负荷;(3)故障后失去部分负荷;(4)故障后电网瘫痪配电网自愈控制的目标是:首先避免故障的发生;其次,如果故障发生,故障后不失去负荷;以故障后失去部分负荷为基本的控制底线;如果发生了电网瘫痪事故,则意味着电网自愈控制失败 CSG 2013. All rights reserved.15示范工程自愈控制方案自愈控制故障前的预防故障后的优化故障中的控制故障隔离区域的复电优化 CSG 2013. All rights reserved.16示范工程自愈控制方案故障前预防指的是为了提高示范区的安全可靠供电裕度,利用预防性评估、实时评估以及基于断面潮流脆弱点评估结果,计算得到预警指标,确定配电网当前的运行状态,判断是否进行报警、是否启动预防性控制当利用评估结果计算出的预警指标大于设定的报警限值时,则进行报警;若预警指标大于设定的预防性控制限值时,则进行重构计算,生成重构方案(必要时切除部分负荷),并由调度员综合判断后确定是否执行k(n-1+1)是指放射状的配网故障后,实现对非故障区域的供电,必须先切除故障线路(即n-1),然后再闭合一条常开的联络线路(即n-1+1),最终方能实现对非故障区域的恢复供电。

      CSG 2013. All rights reserved.17故障前的预防 CSG 2013. All rights reserved.18示范工程自愈控制方案结合示范区的接线方式、一次设备建设改造原则及通信模式,金融高新区采用基于分布式智能终端与主站的综合控制方案该方案的控制原则如下:1、10kV配电网络主干线的开关站和配电站均配置测控保护一体化终端,线路发生故障时,优先采用就地控制方式对故障进行处理通信正常时,采用基于对等式通信网络的网络式保护技术实现故障的定位、隔离和非故障区段的供电恢复终端间通信故障时,采用电压-电流-时间型方式实现线路故障处理2、10kV配电网络支线选择关键点安装自组网的故障指示器,当支线发生故障时,可实现故障分支、故障用户的精确定位3、主站集中控制方式作为就地控制方式的补充当终端保护拒动、误动或负荷转供后造成过流时,主站提供校正或优化方案,由运行人员判断后执行 CSG 2013. All rights reserved.19故障中的控制当终端间通信通道正常时,测控保护一体化终端采用对等式网络保护对故障进行处理对等式网络保护采用对等式的通信网络,线路上的开关控制器之间互相通信,收集相邻开关的故障信息,自行判断是否动作。

      对等式网络保护采用了一种全新的分布式保护配合思路,能尽可能地缩小故障影响的用户范围,并避免配网线路中用传统的电流和时间级差配合实现困难的问题开环模式合环模式基于对等式网络保护的方式 CSG 2013. All rights reserved.20开环模式对于对等式网络保护的开环模式,主要的判据来源是开关本身及其相邻开关的故障状态,即:故障末端的开关除自身感受过流,其相邻的开关只有一个开关(上游开关)会经历故障电流 CSG 2013. All rights reserved.21合环模式在某一开关和与其相邻的开关所组成的区域中,当有一个大电流从某一个开关流入该区域时,则必有一个大电流流出该区域,如果未有大电流从另一个开关流出,则必定有故障点在该区域内 CSG 2013. All rights reserved.22基于网络式保护的容错方案考虑到配电系统的通信网络容易受到外力破坏,而导致通信异常,本方案中针对上述情况,设计了一整套容错方案,当系统中任何节点或装置对外的通信通道丧失或异常后,自动启动容错方案,通过容错方案的一些功能的自动启动执行,确保故障区段最终能够被有效隔离,联络开关自动转移供电。

      容错方案将使用到以下一些列功能:(1)“得电重合”功能(2)“重合成功短时闭锁保护”功能(3)“合到故障后快速跳闸”功能(4)“失电延时分闸不闭锁”功能(5)“联锁失电延时分闸(闭锁)”功能(6)“残压脉冲分闸闭锁”功能(7)“检闭锁单侧失压延时合闸”功能 CSG 2013. All rights reserved.23基于网络式保护的容错方案CB3、H4的S1、S2感受到由主供电源三供出的故障电流,H4的S1能够接收到两侧开关的信息,认定为通信正常,动作判据向量J=(1,1,1),自动转入后备保护;H4的S2无法接收到相邻开关H6的S1的信息,判定为通讯故障,自身感受到故障电流且一侧开关H4的S1有过流,终端控制其跳闸,“容错跳闸标志”置位;H4的S2跳闸切断故障以后,H4的S1、CB3保护返回;H6的S1通讯异常,无法接收到相邻开关“故障跳闸信息”,但感受到自身失压失流,终端控制其跳闸不闭锁;H4的S2启动得电重合闸功能,重合到故障后立即分闸闭锁;H6的S1感受到残压,保持分闸并闭锁;H0的S3通信正常,检测到一侧失压,自动启动“检闭锁单侧。

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