綜合能源接入電網(wǎng)的管控技術(shù)研究

張璇

【摘?要】現(xiàn)階段，隨著社會的發(fā)展，我國的現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展也有了很大的改進。傳統(tǒng)能源系統(tǒng)已經(jīng)無法承擔(dān)日益增強的電力負(fù)荷。在此背景下，一種分布式能源系統(tǒng)應(yīng)運而生，因其具有環(huán)保、節(jié)能、高效等特點而備受大眾青睞，因此在生活生產(chǎn)的各個領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。分布式能源系統(tǒng)在分布式能源和電網(wǎng)安全運行中發(fā)揮著重要作用，該技術(shù)可有效避免配電系統(tǒng)運行過程中功耗過大的問題，防止分布式能源應(yīng)用的質(zhì)量受到影響，具有重要的應(yīng)用意義。與此同時，分布式能源的誕生也促進了微電網(wǎng)技術(shù)和綜合能源技術(shù)的發(fā)展，使這些原創(chuàng)理念得以實現(xiàn)。鑒于此，本文研究了綜合能源添加到電網(wǎng)管控技術(shù)體系后的具體運用，以此供相關(guān)人士進行探討和交流。

【關(guān)鍵詞】綜合能源接入電網(wǎng);管控技術(shù);研究

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步與發(fā)展，人們對新能源的不斷探索與發(fā)掘，近年來的各類綜合能源例如光伏等普遍得到了迅速的發(fā)展，為確保綜合能源在電力系統(tǒng)中能夠得到充分的利用，綜合能源接入電網(wǎng)管控技術(shù)體系的研究工作也在不斷被重視和強化。本文主要針對綜合能源接入電網(wǎng)管控技術(shù)體系進行研究，首先對電網(wǎng)管控技術(shù)體系進行了介紹，然后對管控技術(shù)體系的主要功能要求進行了分析，接著對管控技術(shù)體系的基本設(shè)計方法進行了探討，最后簡單說明了綜合能源對管控體系的相關(guān)影響。

1電網(wǎng)運行的安全性及穩(wěn)定性現(xiàn)狀

在綜合能源接入電網(wǎng)之前，關(guān)鍵是確保電網(wǎng)的穩(wěn)定性，穩(wěn)定的電力供應(yīng)是經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)。無論是企業(yè)還是設(shè)備，都需要穩(wěn)定的電力。特別是在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)時代，大多數(shù)科學(xué)研究都依賴于電子計算機，一旦電力供應(yīng)不穩(wěn)定，遭遇大規(guī)模停電或強電流沖擊時可能會對計算機或其他儀器造成巨大損害。所以，穩(wěn)定性是電力使用的前提和核心。（1）數(shù)據(jù)反映的信息較少。數(shù)據(jù)在任何系統(tǒng)中都扮演著十分重要的角色，它一般具有控制和分析的作用。當(dāng)電力不穩(wěn)定的情況發(fā)生時，通常是由數(shù)據(jù)檢驗未到位和數(shù)據(jù)分析不徹底等原因造成的。所以，在建設(shè)電網(wǎng)系統(tǒng)時，必須要有專門的數(shù)據(jù)監(jiān)控人員對收集的數(shù)據(jù)進行分析并找到隱藏在已知數(shù)據(jù)背后的潛在數(shù)據(jù)。只有建立了強大的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)才能保障電網(wǎng)的正常運轉(zhuǎn)。（2）安全性和穩(wěn)定性的定量顯示。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，研究人員面臨的問題是數(shù)據(jù)越來越大，越來越復(fù)雜，這些復(fù)雜的數(shù)據(jù)組合極難控制，而如何監(jiān)控這些數(shù)據(jù)成為一個問題。因此，研究人員將為網(wǎng)格的整體情況發(fā)布一個標(biāo)準(zhǔn)值，這是一個定量值。當(dāng)根據(jù)該數(shù)量監(jiān)視電網(wǎng)的所有操作時，電網(wǎng)將處于穩(wěn)定狀態(tài)，這種定量的出現(xiàn)也使監(jiān)管機構(gòu)更加便利。但是，現(xiàn)有的參數(shù)列表不夠簡潔，因此產(chǎn)生了主觀需要高質(zhì)量的問題，增加了國家電網(wǎng)的勞動力成本。

2電網(wǎng)管控技術(shù)體系的特點

電網(wǎng)管控技術(shù)體系是通過特殊的方式將儲能裝置、負(fù)荷單元和分布式電源等進行組合，從而形成相應(yīng)的具有一定控制能力、保護能力及獨立管理能力的新型電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。其主要特點包括以下幾方面。（1）其在供能方面其具有多源低慣性的特點，該體系通過將低慣性電力電子裝置以及新能源發(fā)電技術(shù)作為中心，形成了一個具有多種狀態(tài)、維度以及約束的較為復(fù)雜的電力系統(tǒng)。（2）該系統(tǒng)在運行過程中具有多模式協(xié)調(diào)運行的特點，其中主要包括孤島以及并網(wǎng)這兩種模式，同時在運行過程中，還可以無縫地在兩種模式之間進行平滑切換，從而確保了整個系統(tǒng)的可控性以及靈活性。（3）電網(wǎng)管控技術(shù)體系還具有多級架構(gòu)靈活互動以及多模塊可以進行互補的特點，當(dāng)該系統(tǒng)處在并網(wǎng)模式下時，可以使分布式電源、公共電網(wǎng)以及負(fù)荷的運行達(dá)到協(xié)調(diào)及一體化，同時還可以確保能夠高效利用相關(guān)的各種資源及能源。一旦電網(wǎng)意外出現(xiàn)故障，該系統(tǒng)可以自主切換為相應(yīng)的孤島模式，向敏感負(fù)電荷單獨進行供電，從而使用戶的用電需求能夠得到保障。

3管控技術(shù)體系的基本設(shè)計方法

3.1整體部署的設(shè)計

管控平臺的結(jié)構(gòu)形式主要表現(xiàn)為分層分布，嚴(yán)格依照了相關(guān)規(guī)定并結(jié)合了實際情況，使綜合能源能夠在供電局的管轄范圍內(nèi)進行數(shù)據(jù)接入、信息服務(wù)以及運行分析。同時還能預(yù)測其功率并進行運行管控等活動，對區(qū)域綜合能源的服務(wù)管控起到一定的支撐作用。此外，管控平臺還具備能夠進行遙信、遙測以及相關(guān)數(shù)據(jù)儲存等功能的服務(wù)器，能夠同時進行綜合能量狀態(tài)量數(shù)據(jù)及模擬量數(shù)據(jù)的采集活動，下發(fā)相關(guān)的遙調(diào)及遙控的命令，對歷史運行數(shù)據(jù)和電網(wǎng)模型的數(shù)據(jù)進行儲存，并且還可以對相應(yīng)數(shù)據(jù)信息進行分析、展示以及發(fā)布[3]。

3.2相關(guān)數(shù)據(jù)層的設(shè)計

內(nèi)存數(shù)據(jù)庫以及關(guān)系數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)層的主要構(gòu)成，相應(yīng)數(shù)據(jù)在被應(yīng)用前通常都要經(jīng)過先通過接收和抽取相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，然后經(jīng)過ETL工具或JAVA程序的分析與處理后進行入庫。其中內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的運作方式主要是使用輕量級的內(nèi)存庫redis對實時數(shù)據(jù)進行儲存，然后進行接口調(diào)用，最后展示相應(yīng)的SVG數(shù)據(jù);而關(guān)系數(shù)據(jù)庫則主要利用mysql對歷史的數(shù)據(jù)進行儲存，緊接著則要執(zhí)行相應(yīng)的指標(biāo)任務(wù)，最后進行圖形報表的展示。

3.3數(shù)據(jù)接口的設(shè)計

（1）管控平臺可以從電能量計量系統(tǒng)中通過利用中間數(shù)據(jù)庫的方式來對配電變壓器的有關(guān)數(shù)據(jù)進行獲取。（2）該平臺可以通過利用文件或中間數(shù)據(jù)庫的方式從配電自動化系統(tǒng)中獲得相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟约耙淮卧O(shè)備的相關(guān)參數(shù)等實時數(shù)據(jù)，并通過與配電自動化系統(tǒng)的交換，實現(xiàn)多種靜態(tài)參數(shù)的獲取。（3）管控平臺可以通過文件的方式從相應(yīng)的負(fù)荷預(yù)測系統(tǒng)中獲得第二天的相關(guān)數(shù)據(jù)預(yù)測。綜合能源對管控系統(tǒng)影響分別表現(xiàn)在不同的方面，其中對變電站的影響主要包括兩點：（1）對母線電壓的主要影響，即通過對相關(guān)數(shù)據(jù)的收集與分析，可以明顯看出綜合能源的功率變化對變電站母線電壓產(chǎn)生了一定的影響。同時不難發(fā)現(xiàn)，某地區(qū)天氣的突然變化也會對該地區(qū)的光伏總有功功率產(chǎn)生很大的影響。（2）對主變壓器運行的影響，有關(guān)數(shù)據(jù)表明，天氣突變對母線電壓的影響作用也同樣適用于對主變壓器的運行狀態(tài)改變上，因此，通過對管控體系的科學(xué)利用能夠有效使電站的運行安全得到保證。

結(jié)語

隨著綜合能源運用的發(fā)展，提出綜合能源接入電網(wǎng)的管控技術(shù)體系，包括運行監(jiān)視、調(diào)度管理和繼電保護等要求，設(shè)計電網(wǎng)面向綜合能源的管控平臺。本平臺在某供電局展開運行實驗，具體運行狀態(tài)說明。本研究設(shè)計平臺能夠準(zhǔn)確了解綜合能源運行情況，分析綜合能源關(guān)于電網(wǎng)運行產(chǎn)生的作用，進一步運用合適的調(diào)度管理模式與手段使其存在正面價值，使綜合能源并網(wǎng)運行管控形成穩(wěn)定的參考，能夠保障電網(wǎng)穩(wěn)定運行。制定嚴(yán)格的電網(wǎng)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范能源儲存生產(chǎn)方的輸出曲線，標(biāo)準(zhǔn)化的準(zhǔn)則更利于儲存行業(yè)的進一步發(fā)展。根據(jù)國內(nèi)現(xiàn)狀分析，電能質(zhì)量不齊，準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)不夠嚴(yán)格，都是限制儲能技術(shù)發(fā)展的重大阻力，在這種情況下，發(fā)電公司自然沒有動力使用儲能技術(shù)。因此，有必要制定完整的儲能準(zhǔn)入技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，推動大容量能源技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進程及其獲取。

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（作者單位：國網(wǎng)河北省電力有限公司衡水供電分公司）