智能电网下台区柔性配电监控系统关键技术研究

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配变台区是电力系统面向用户最直接的环节之一,是电力企业和用户实现公平电力市场的基本衡量单元,也是接纳未来清洁能源的重要节点。目前以台区为单元的台区配变系统存在结构模式不统一、台区配电技术及产品功能差异大、智能化水平不均衡等缺陷,不能全面满足我国智能电网“信息化、自动化、互动化”的特征。紧随我国实现智能电网的步伐,结合台区配电系统的实际情况及技术现状,本文在智能电网框架下研究了台区配电监控系统的理论及该系统的柔性配电和智能化监控等关键技术,主要工作、结论和成果如下所述。  结合台区配电监控系统构成及运行特点,分析了传统台区配电及监控技术和方法的不足,设计了最优的台区柔性配电监控系统的总体方案及网络拓扑结构。  研究了差动保护方法在台区配变中的应用,在Matlab/SIMULINK下建立二次谐波制动原理的变压器差动保护模型,仿真结果及现场试验证明,该方法能够有效的鉴别变压器内部故障和励磁涌流,保证了配变的安全正常运行。  研究了台区无功补偿的控制方法,深入研究了谐波在无功补偿过程中造成的震荡问题,仿真结果验证了补偿控制方法有效可行,基于全周傅立叶算法的谐波电流检测算法能够及时检测谐波电流并控制电容器投切,达到了谐振抑制的效果,同时证明了该方法也是改善供电质量的有效途径。  研究了基于瞬时无功理论的电能质量监测方法,通过实验仿真,证明了基波谐波电能分开计量监测方法在电能质量出现各种异常情况时都是适用的。  设计了台区智能化柔性配电监控系统,以DSP+MCU结构为核心的智能测控终端,通过无线ZigBee模块与用电户进行下层通信,实现电量集抄;通过无线GPRS模块与管理中心PC机进行上层通信,实现数据实时远传及监控管理。  通过在广东电网江门供电局和西安理工大学学科大楼现场实验表明,系统测量精度高(电流、电压误差均不超过±0.3%,差动保护正确率达98%以上,其他测量误差不超过±0.5%,谐波可准确计算到21次),保护功能完善。设计的台区柔性配电监控系统能够满足用户的实际需求,其数据处理能力强,无功补偿及谐振抑制效果显著;二次谐波制动差动保护准确;网络通信可靠;基波、谐波电能分开计量方法正确,有效提高了电能质量,满足用电户的切身利益。本课题研究的智能电网下的台区柔性配电监控系统提升了低压配电系统的智能化水平,增强了供电可靠性和安全性;满足配网检测数字化、保护微机化、状态可视化、控制网络化、信息一体化的智能电网特征要求。
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