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配電網智能優化節能
應用場景
        本方案主要應用于10kV-0.4kV中低壓配電網的節能優化工作,目前電網普遍存在運行損耗大、經濟性低的問題,節能空間很大。但是缺乏對節能空間的量化分析手段,同時缺少行之有效的節能規劃方法,在節能設備的運行控制上也沒有統籌優化的支撐系統,節能潛力沒有被充分的挖掘。
        方案從規劃和運行兩個方面實現電網節能:“配電網節能評估軟件”通過對電網的損耗分析和經濟性評估,給出電網節能空間的量化分析報告,并對電網進行節能規劃改造,給出節能設備的合理配置方案;“配電網智能優化節能系統” 通過對節能設備的運行期優化控制,實現節能決策的閉環。
解決方案構成
        本方案由節能潛力評估和節能優化控制兩大部分組成,其中優化節能控制軟件包括后臺監控主站、區域控制子站、現場調控設備和通訊系統構成。
解決方案描述
        通過《配電網降損綜合評估決策系統軟件》對配電網理論線損進行建模、計算、統計、分析,是電力企業精細化節能經營和發展的基礎條件。通過實時節能分析評估算法,準確計算配電網節能潛力,優化分析得到節能優化改造方案實現節能改造;
進一步通過《配電網無功節能優化控制系統軟件》,實現變電站、饋線和臺區的節能優化控制,準確把握電網經濟運行的脈搏,確保配電網安全、穩定、經濟運行。
        節能優化控制軟件是在電能質量治理軟件基礎上進一步提升功能實現的,架構采用嵌入式智能控制裝置和后臺組成,智能控制裝置采用嵌入式硬件技術封裝專家系統,可針對不同的優化需求提供針對性的實時優化決策;后臺軟件負責全局協調,并提供通訊調試、運行監控、效果分析、報表查詢等功能,后臺軟件可作為配電網實時監控平臺,部分解決配網盲調問題,也可用于配網設備管理,特別是無功電壓調節設備的運行管理。
 
配電網分布式優化節能區域智能控制器
硬件規格:
設備功能:
        配電網分布式優化節能區域智能控制器從經濟電壓控制、無功優化控制、諧波治理、三相不平衡治理多個角度制定配網節能優化控制策略。
        每臺控制器可支持5-10條10kV饋線的節能優化控制,支持多裝置分布式部署,支持雙機熱備。
        1. 經濟電壓控制
        在滿足電壓合格率控制的前提下,精確控制全網電壓分布,使電網運行在一個損耗最低的電壓下,比逆調壓策略更精準;
        2. 無功優化控制
        采用分層平衡,就地平衡的原則,實現無功潮流優化,提高功率因數合格率,降損節能;
        3、諧波治理
        消除諧波、提升電能質量、降低諧波帶能的損耗。
        4. 三相不平衡治理
        通過分相無功補償、換相開關、相間SVG等設備實現三相電壓電流平衡,降低三相不平衡度;
        5. 設備動作次數優化
        通過負荷預測、電壓趨勢預判、靈敏度計算、分時段控制等手段有效減少設備動作次數,降低設備故障率,延長設備使用壽命;
        6. 負載均衡
        采用分布式計算架構,多控制器之間可確保計算負載動態平衡,單臺控制器發生故障退出運行時,其計算負載可均衡分攤到其它控制器上,保證系統運行的高可靠性;
        可適當增配若干控制器來提高系統冗余能力。
        7. 雙機熱備
        對重點配網區域可部署雙機熱備模式,兩臺控制器之間通過心跳通訊相互偵測工作狀況。當一臺控制器出現故障時,另一臺控制器自動進行切換工作方式,接管服務;
特點和優勢
        1、從技術節能和管理節能兩方面推進節能工作;
        2、對節能空間給出量化分析報告,針對節能評估結果,科學合理的制定規劃改造方案,使投資效益最大化;
        3、通過實時優化控制,使設備的節能效果最大化,深度挖掘節能潛力,支持節能量的統計;
        4、提供從節能潛力評估、節能規劃、設備選型到節能控制、運行管理的一體化服務;
        5、改善配網電壓質量,優化無功潮流,降低配網運行損耗,實現配網經濟運行;
        6、項目建設周期短,投入少,見效快;
典型應用案例
南通地區智能配網AVQC示范應用項目
        配網AVQC示范應用項目實施于南通地區海門市110kV星橋變10kV繡園線,該線路含有大量家庭作坊式生產的織機小動力負荷,負荷特性為晝夜變化大(白天生產、夜間停工),有功負載變化大,電壓波動頻繁、幅度大,諧波電流值較大。線路參數如下:
        根據現場測量及用電信息采集系統中提供的數據,繡園線有功負荷波動范圍為5.187MW-7.233MW,無功負荷波動范圍為1.421Mvar-2.807Mvar,配網中用戶電壓波動嚴重,用電高峰時無功不足,出現低電壓現象,該問題在末端線路尤其突出。
        項目針對配電網中目前存在的這些問題:短時的功率因數偏低、短時電壓質量問題、三相不平衡、諧波污染和配電網損耗過大等,提出構建一套解決以上問題的配電網綜合優化控制系統,集成配電網中目前各種無功電壓設備(線路調壓器、線路無功補償、有載調壓變)和電力電子設備(APF、SVG和三相不平衡治理裝置)等,集中優化運行控制,不僅從技術上解決以上出現的各類問題,同時構建的閉環控制系統,也能實現饋線的節能優化控制,同時也從設備運維管理的角度,提出配電網無功電壓設備的運維管控功能。
 
        通過智能配網AVQC系統的應用,示范線路的電能質量狀況有了明顯的改善,電能損耗也有所降低,具體表現如下:
        (1)穩定了受端電壓和整個線路的電壓,提高供電質量,避免電壓崩潰和穩定破壞事故,提高了線路運行安全性。
        其中,有載調壓變和線路調壓器等直接調壓類設備在所有情況下的調壓效果均較為顯著,適用于長期存在電壓質量問題的線路;無功補償類設備,在線路重負荷時調壓效果較好,適用于長期重載運行的線路。
        (2)提高功率因數,減少功率損耗,提高電網的有功傳輸能力。
        其中,線路電容器類設備容量較大,且為整組投入,補償效果較為明顯,適用于無功功率較大的線路;低壓SVG類設備,可以在配變端實現無功的就地補償,可連續調節,可控性較強,還可針對諧波和三相不平衡狀況起到一定地治理效果,但電力電子設備本身存在耗能,對功率損耗的減少相比電容器略有不如,適用于無功、諧波、三相不平衡均需要治理的配變。
        (3)改善電能質量,提高供電可靠性。
        其中,諧波治理采用了有源濾波器,治理前諧波電壓含有率為3%,諧波電流含有率20.4%,諧波電流較大,治理后諧波電壓含有率降至0.9%,諧波電流含有率降至3.8%,治理效果較為明顯。
三相不平衡治理采用了電子電力類調節設備,治理前三相電流不平衡度較大,最大達到51.2%,治理后三相電流不平衡度始終保持在一個較低的水平,在1%-2%左右,治理效果非常顯著。
        (4)提高配網設備自動化水平。
         AVQC系統,能夠對配網進行的智能化監控管理,使配網始終處于安全、可靠、優質、經濟、高效的最優運行狀態,提高供電可靠性和供電質量,降低運行維護費用,提高整個配網的管理水平和工作效率。
        綜上所述,本項目通過智能配網AVQC系統的部署實現了對線路調壓器等(饋線級)、線路電容器(饋線級)、有載調壓變(臺區級)、低壓SVG等(臺區級)設備的控制,實現了電壓無功協調控制,提高了線路功率因數,更大程度地挖掘設備的輸電能力,改善了電能質量。
        該技術的推廣應用可以有效提高供電企業電網自動化水平和配電網無功電壓協調控制能力,可監測低電壓用戶電壓,改變傳統主變調壓僅保證“母線電壓合格”所帶來的局限性,實現在確保“母線電壓合格范圍內”充分利用其調壓裕度,達到確保“客戶端電壓合格”的目標。在無功問題嚴重的電網,可實現無功優化補償,減少無功電流引起的損耗,優化提升空間很大。
        本項目作為國網重點節能項目,為智能配電網中的電壓治理和節能優化積累寶貴的現場運行經驗。
 

 

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