配电技术概况及发展趋势严宪平

(整期优先)网络出版时间:2017-12-22
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配电技术概况及发展趋势严宪平

严宪平

(贵州电网有限责任公司安顺供电局)

摘要:对电力系统的各种研究中有关配电系统的内容占有相当大的比例,但我国由于对配电网的投资长期不足,专门研究配电网的机构很少,较全面系统阐述配电网问题的文章也很少。本文就配网的重要技术进行分析和概述,并预测了配网技术的发展趋势。

关键词:配电技术;概况;发展趋势

配电网在我国的电力系统中扮演着“最后一棒接力”的角色,承担着将电能分配到千家万户的职责。随着经济的腾飞与生活水平的提质,人们对电能及其质量的要求也与日俱增,特别是新型大型用电设备的不断并网接入,用电负荷屡创新高,配网供电能力持续迎接着新的挑战。为了降低电能输送过程中不必要的损耗、改善供电质量,我国曾对配电网进行了多次改革,配电技术也经历了多次更新换代,却都收效有限。配电技术仍然存在诸多未能根除的难题,加之技术革新带来的新生问题日渐涌现,都有待配电技术的发展来进一步解决。

1配网自动化仍是国内研究的热点

1.1我国配电网自动化的发展概况

我国对电能的使用历史相对较短,建国之后才逐步开始配电网的建设工作,“先天不足”导致我国配电技术长期落后于世界水平。近年来,随着我国的经济的飞速发展,科学技术水平日渐提高,电力发展取得了长足进步。我国在20世纪80年代末就启动了配电网自动化的研究,先后花费了十几年在部分地区进行了试点。尽管起步不晚,可在配电网自动化试验初期,自动化技术发展并不完善,存在许多技术难题没有攻克,同时也没有相应的设备和成功的经验能供人们借鉴,配电网自动化发展之初不可避免地遭遇了许多挫折。然而,随着配电技术的发展,我国目前的配电网自动化建设已初具规模。时代发展向前,技术革新不止。配电技术的发展有着鲜明的时代特征。在能源需求飞速增长的时代背景下,供电瓶颈突出、供电质量下降、可靠性有待提升、抵抗自然灾害能力较弱、环保节能压力增大、新型分布式电源的蓬勃发展等,都向配电技术的发展提出了新的新挑战,只有配电技术的发展跟上时代的需求,才能够保证优质供电。

1.2需解决的技术问题

虽然近年来配电技术发展迅速,突破了许多配电网自动化发展的“瓶颈”,但配电网自动化仍然存在一些技术难题需要解决,包括通信方式、小电流接地系统单相接地故障时故障点的判断与处理、柱上重合闸操作电源的使用寿命、故障诊断、隔离、恢复供电功能问题等都是当前配电网建设中急需解决的技术难题。以通信方式为例,目前最理想、效果最好的通信方式就是光缆通信,但受限于光缆通信的安装和应用成本较高,在我国配电网中未能得到广泛使用,而造价较低的电力线载波在通信质量方面较差,难以满足当前配电网自动化的实际需求。只有解决了上述这些实习技术问题才能够更好的对配电网自动化进行建设。

1.3进一步发展方向及前景

提高供电可靠性、改善电能质量是配电自动化的主要目的之一。在电力市场环境下,供电可靠性和电能质量是和经济效益密切相关的两个指标。因此经济效益与配电自动化的模式及成本之间必然存在紧密的经济相关性。如何确定我国配电自动化的模式,需要在投资的经济性与用户的供电可靠性之间找到合理的经济平衡点。配电网在未来的发展中可逐渐向提高配电网自动化的经济收益方向发展。按照现有电力营销体制,用户在使用电能的同时需要根据所使用的电量向电网缴纳一定的费用,但不科学的电力系统往往造成了大量的电能浪费,随之产生的过高电费亦增加了人们的负担。因此,提高供电可靠性、改善电能质量对于增加供电企业的经济效益,减轻人们的生活压力都有着重要的意义。

2电能质量及定制电力技术发展迅速

2.1电能质量问题及相关技术

电能质量问题不但影响电力系统的安全、经济、稳定运行,还甚至影响到整个国民经济层面,电能质量问题已越来越引起社会各界的广泛关注。我国对于用户所使用的用电设备有明确规定的电压和功率,在理想状态下,用电设备接受到电网电压应该正好在规定的电压范围内,即可使电气设备正常的工作。但随着用电设备的逐渐增加,用电负荷逐渐提高,产生的电压损耗、电能损失也随之增大,部分用户接收到的电压已显著低于正常值,甚至在用电高峰期时还需要限制电能使用,以缓解用电紧张的局面。用电负荷增长是社会发展不可逆转的必然趋势,除了积极寻找替代能源以外,提高电能质量、减少能源浪费,提升电能传输效率,都是供电企业面临的重要课题。积极研究配电技术,优化配电网的设计,将是供电企业良性发展的必由之路。

2.2静态同步补偿器

静态同步补偿器是一种基于换流器原理、用于动态补偿无功或有功功率的装置,以维持或控制电力系统的特定参数。将静态同步补偿器运用到供电系统中能够使工作人员更好的调节发电厂所输出的电能的功率、电压等因素,使得发电厂与供电企业向用户输出的电能更极爱符合国家的标准,而且方便工作人员的观察和操作,在平衡电压方面有很大的作用,目前静态同步补偿器已经在各国的供电系统中得到了广泛的应用,并取得了很好的效果。

2.3静态串连同步补偿器

电压源换流器以串连方式接入主电路成为静态串联同步补偿器,静态串连同步补偿器向线路输出与负荷电流成90°的电压,相当于在线路中串接一可调的电容,与串连电容比较不同之处是,其输出电压可独立于接入点的电流进行控制。静态串联同步补偿器的应用增大了供电系统的安全性,减少了供电系统因为电容过高而出现短路或断路的情况,减少用电事故发生的几率。

3配电网规划、负荷预测日显重要

3.1网络规划

城市配电网规划是城市建设最主要的部分之一,也是城市整体规划的基础,且配电网规划在一定程度上还将超前城市规划。在我国城市化建设的大潮下,配电网规划正经历着前所未有的考验,目前对配电网络的规划有许多的新型方法,最新的网络规划算法是将城市电网规划与GPS相结合,在充分考虑城市周边的环境和地理位置的情况下,更好的对配电网络进行规划。

3.2负荷预测

负荷预测是根据电力负荷的过去和现在的水平推测未来的水平,其研究对象本身是不确定事件。人们对负荷预测进行了多年的研究,积累了许多有效的预测方法,针对不同的负荷类型配以不同的预测方法,并通过多种方法加以修正,有效地指导了最大负荷的预测和配电网规划设计。如大用户法、线性回归法、灰色预测法等。

结束语

配电系统直接与最终用户联系,是电力系统最重要的组成部分,问题也最多,提高供电可靠性和电能质量是配电网需要解决的基本问题。配电系统的各研究领域无不围绕这两个基本问题展开。无论是用户配网自动化、定制电力还是微电网技术均是如此,目前我国正在进行的特高压输电技术研究亦是为了这一目标。

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