智能电网技术在电网监控系统中的应用研究

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1、智能电网技术在电网监控系统中的应用研究深圳招聘网http://www.crrcw.com/dlong　　摘要：电网的发展与经济、能源、环境紧密相关，党的十八大把生态文明建设纳入到了中国特色社会主义事业的总体布局之中，推进以电代煤、以电代油。从长远来看，智能电网的发展对于实现安全发展、高效发展、清洁发展，全面促进生态文明建设具有重大的战略意义，“加强城市配电网建设，推进电网智能化”是目前电网建设的主旋律，而智能电网监控装置作为智能电网的盔甲，起着举足轻重的作用。　　目前，智能电网监控装置取能技术主要有电

2、流互感器式、电压互感器式，而目前市场上使用较多的为后者。电磁式电压互感器式取能方式由于其铁心饱和等因素容易发生爆炸事故，严重影响了配网线路的安全可靠运行；而电流互感器式是利用一次侧感应高压母线电流从而获得二次侧电功率输出，但当母线电流从几安培至几千安培变化时，该方法无法取得稳定的工作电源，虽然针对输出功率太大时采用了稳压技术，但功耗也增大了，特别是当母线电流小至几安培时，输出功率就会太小，进而不能保证系统的正常运行，针对此问题，虽然可以增加充电电池，但由此会导致取能单元成本及体积的增加，而且充电电池的

3、寿命问题也会增加维修工作的难度；还有一些检测系统利用蓄电池进行供电，但蓄电池的使用寿命较短，增加了维修周期。　　在配网线路的安全可靠运行中，配电线路在线监测系统起着重要作用，而配置一套性能稳定可靠、结构简单灵活的在线智能电网监控装置取能装置对智能电网的发展具有深远的意义。　　关键词：智能电网技术；电网监控系统　　　　引言　　当前，新一轮的世界能源变革已经拉开序幕。欧美发达国家从发展清洁能源、应对气候变化、保障能源安全、促进经济增长的需要出发，相继提出智能电网发展理念，并积极开展研究和实践。智能电网已成

4、为目前世界电力发展的新趋势。面对新形势、新挑战，国家电网公司根据中国能源与需求逆向分布、以风电为代表的清洁能源大规模集中开发等特点，结合电网发展的实际情况，提出了建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，具有信息化、自动化、互动化特征的坚强智能电网战略目标。　　一、目前电网监控系统存在的问题　　目前电力网络监控系统，面临的最主要的问题就是负荷采样时间不能同步，有些关键点没法实时观测，采样汇总得到的数据不能准确反映电力系统的真实负荷和运行状态，使得在设计、运行和控制电力网络系统时，不能充分利用系统的

5、工作容量，不能协调好发输配的关系，也就不能及时有效地实现负荷的削峰填谷，造成投资和资源的极大浪费.根据相关统计分析，我国电力线路和变电设备全年运行的平均负载率，设备容量的平均使用率只有近30%。　　以用户平均停电时间指标来衡量，在2011年统计得到有关地方的年停电数据如下：　　中国城市年平均停电时间（小时/户）：7.01h；　　中山供电局：39.6min；　　佛山供电局48min；　　深圳1.28h；　　广州1.79h；　　北京1.64h；　　上海1.47h；　　合肥：3.71h.　　国际上用户年平均

6、停电时间：　　东京电力公司：3～8min；　　美国城乡平均小于120min；　　韩国小于20min.　　而且，电网大量投资带来的高冗余容量并没有带来电网的可靠性和稳定性.导致这些问题的根源在于：1）在各个环节进行数据采样时，不能做到同步，使得数据缺乏真实性（由于电力系统的过渡过程太快）；2）主要是因为技术和成本的原因，许多关键点的状态没有进行检测监控.　　二、智能电网监控系统构建　　要构建智能电网监控系统，应该从采用现代通信技术，实现电网状态全方位实时同步检测监控着手。　　1、智能电网同步实时监控技术

7、及实现方案　　（1）保证监控系统同步实时的技术实现　　在智能电网监控系统中，充分利用卫星通信中的同步技术和定位技术，可以解决电力系统监控中存在的电网运行状态监测不能同步和定位的问题.在卫星通信系统中，GPS和北斗系统是国内应用最广泛的2种系统。　　所有GPS（北斗）装置，使用的都是同一个时钟源，而且这个时钟源提供的时间精度都在纳秒级（10-9秒）.电力系统的过渡过程，虽然很短，但过渡时间也一般都有毫秒级（10-3秒）.通过纳秒级的时钟源来采样毫秒级动态过程，精度是没什么问题的.现在一般的传感器采样装置

8、的采样频率都在兆赫兹（10-6秒时间间隔，MHz）级别，如果我们用GPS（北斗）装置的时钟源来驱动兆赫兹级的电信号传感器（电压传感器，电流传感器，或频率传感器），所得到电参数的实时性，同步性应该没有任何问题.图1为GPS（北斗）装置实现同步实时采样电参数的方案实现图。所以，从技术上来讲，采用GPS（北斗）同步技术，可以有效解决监控系统对电网各关键点参数采样的实时性和同步性，从而保证所得到的数据能够真实反映电网的负荷状态和运行状态。　　（2）低成本的RFI