火電廠智能配電系統(tǒng)特點(diǎn)及應(yīng)用研究

杜 建

（國電電力大港電廠， 天津 300272）

0 引言

智能配電系統(tǒng)是在用戶基本用電需求得到滿足的前提下，依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范配電系統(tǒng)，并以此為基礎(chǔ)研發(fā)具備較強(qiáng)專業(yè)性與較高可靠性的智能配電管理系統(tǒng)。 火電廠中運(yùn)用智能配電系統(tǒng)， 即添加智能電氣元件至電網(wǎng)中或是配備相關(guān)智能設(shè)備， 在智能與遙感技術(shù)的作用下合力展開控制， 優(yōu)化火電廠系統(tǒng)運(yùn)行， 能夠節(jié)省一定的電能，同時(shí)可以實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確記錄用電量，達(dá)成高效管理能源的目標(biāo)。

1 火電廠智能配電系統(tǒng)概述

智能配電系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)配電系統(tǒng)而言， 能更可靠地保障電網(wǎng)的高效運(yùn)行，能使用戶需求得到充分滿足。智能配電系統(tǒng)如圖1 所示。 以相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)建立的智能配電系統(tǒng)， 在該系統(tǒng)的作用下能使低壓配電系統(tǒng)進(jìn)一步凸顯優(yōu)勢(shì)，并方便電能的管理，故而該系統(tǒng)管理和業(yè)務(wù)水平相當(dāng)高。 火電廠中應(yīng)用的智能配電系統(tǒng)，在促使各用戶需求得到滿足的基礎(chǔ)上， 還能憑借智能化元件合理分配負(fù)荷[1]。 調(diào)整與配置過程中，結(jié)合遙測(cè)、遙控能夠減少電能耗量，促進(jìn)電廠管理效率的提高。 同時(shí)，智能配電系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)記錄用戶電能耗量， 以用戶用電習(xí)慣為根據(jù)優(yōu)化管理電能，精準(zhǔn)記錄用電數(shù)據(jù)。 用電方面，低谷期和高峰期并存， 以記錄的相關(guān)數(shù)據(jù)為根據(jù)即可達(dá)成高效利用電能的目標(biāo)。

綜合智能配電系統(tǒng)的特點(diǎn)而言，具體包含：①運(yùn)行模式及控制特點(diǎn)。 靈活性是該系統(tǒng)運(yùn)行模式與控制方面具備的突出特點(diǎn)之一。其中在運(yùn)行模式方面，其體現(xiàn)的靈活性是電力故障發(fā)生后通過對(duì)運(yùn)行路線的靈活調(diào)整， 最大限度控制故障嚴(yán)重程度；控制方面，其體現(xiàn)的靈活性是能夠分層管理督促和協(xié)調(diào)控制；②自治運(yùn)行區(qū)域特點(diǎn)。該系統(tǒng)能從各層次出發(fā)達(dá)成自治運(yùn)行區(qū)域的目標(biāo)， 而此類區(qū)域合并后能夠促進(jìn)環(huán)網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)；③電流方面特點(diǎn)。該系統(tǒng)體現(xiàn)在電流方面的特點(diǎn)為交直流混合電流。 該電流具備與系統(tǒng)分布、分布式電源儲(chǔ)能設(shè)備相適應(yīng)的特性。交流配電網(wǎng)經(jīng)由該系統(tǒng)轉(zhuǎn)換后能夠變成交直流混合配電網(wǎng)， 為低壓配電系統(tǒng)提供能確保系統(tǒng)正常發(fā)揮各設(shè)備作用的交流和直流兩種饋線[2]；④用戶側(cè)特點(diǎn)。用戶側(cè)方面，智能配電系統(tǒng)體現(xiàn)出類型繁多與較高靈活性的特點(diǎn)。 接入智能配電系統(tǒng)的可控智能電氣設(shè)備、 分配式儲(chǔ)能系統(tǒng)等，可靠性與靈活性突出，能以自身現(xiàn)狀為根據(jù)并結(jié)合運(yùn)行計(jì)劃展開針對(duì)性的調(diào)整， 保證電力系統(tǒng)運(yùn)行計(jì)劃能夠順利實(shí)施，并滿足用戶具體需求。配電系統(tǒng)與用戶設(shè)備之間能夠達(dá)成雙向互動(dòng)的目標(biāo)， 從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)行中電力故障的有效控制。

2 火電廠智能配電系統(tǒng)應(yīng)用特點(diǎn)

2.1 智能化

智能配電系統(tǒng)能夠更加智能化地分析數(shù)據(jù)， 通過以互聯(lián)網(wǎng)為代表的各類現(xiàn)代化技術(shù)的應(yīng)用， 以測(cè)量分析數(shù)據(jù)為根據(jù)展開智能化整理分析。 此類數(shù)據(jù)能為相關(guān)人員所開展的工作提供科學(xué)可行的參考依據(jù)， 消除人員憑主觀經(jīng)驗(yàn)開展工作的情況，且能擴(kuò)增定量分析，促進(jìn)各項(xiàng)電力操作質(zhì)量的提升。同時(shí)，在該系統(tǒng)智能化應(yīng)用特點(diǎn)的支撐下，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)督各項(xiàng)工作開展?fàn)顟B(tài)，使火電廠配電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更可靠、安全地運(yùn)行。 當(dāng)有問題出現(xiàn)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)第一時(shí)間發(fā)出警報(bào)、提示并自行展開處理，在工作人員的配合下即可有效控制系統(tǒng)。此外，該系統(tǒng)智能化應(yīng)用特點(diǎn)也有利于支路功率超標(biāo)等特殊問題的解決， 該情況下通過備用電路的應(yīng)用能使過大功率引起的各類問題得到有效處理。智能化特點(diǎn)能夠解決的問題諸多，如某子區(qū)域有故障出現(xiàn)時(shí)，通過系統(tǒng)智能預(yù)警、評(píng)價(jià)有效判斷故障，能夠進(jìn)一步完善系統(tǒng)功能。系統(tǒng)完成智能模型的建立后，依托模型能夠精確、細(xì)致地分析數(shù)據(jù)，保證火電廠智能配電系統(tǒng)能夠更準(zhǔn)確、穩(wěn)定地運(yùn)行。智能化應(yīng)用特點(diǎn)同樣支持自動(dòng)化控制系統(tǒng)，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并處理產(chǎn)生的故障。當(dāng)配電系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)問題時(shí)，表明有未知故障存在于該部分，此時(shí)要想保證供電維持正常狀態(tài)， 該故障部位可暫時(shí)替換為其他系統(tǒng)。

2.2 安全性

供電安全性、穩(wěn)定性，與火電廠能否滿足用戶需求及其自身經(jīng)濟(jì)效益之間存在密切關(guān)聯(lián)， 通過智能配電系統(tǒng)的應(yīng)用即可為設(shè)備及工作人員提供安全保障。 第一代智能配電系統(tǒng)中， 是通過通信接口數(shù)字開關(guān)的配置對(duì)全廠展開監(jiān)控，以此帶動(dòng)管理可靠性與安全性的提高。第二代智能配電系統(tǒng)則是在可編程控制器的運(yùn)用下， 實(shí)現(xiàn)更先進(jìn)、快速且高效的信息搜集處理。在智能配電系統(tǒng)的支撐下，能減少勞動(dòng)力方面不必要的耗費(fèi)，在智能化管控中為設(shè)備及人員提供更全面可靠的安全保障[3]。第二代智能配電系統(tǒng)中，可編程控制器能夠分別管理強(qiáng)、弱電，使彼此可能形成的負(fù)面影響減少或直接規(guī)避。 通過該技術(shù)的運(yùn)用，能夠達(dá)成開關(guān)互鎖，促進(jìn)開關(guān)安全性的提升，同時(shí)能夠高效管理開關(guān)。 系統(tǒng)中，隨著時(shí)間更迭流逝，相關(guān)元件難免會(huì)有故障或老化的情況產(chǎn)生， 所以需要一一對(duì)應(yīng)系統(tǒng)中每個(gè)設(shè)備與元件信息并詳實(shí)記錄， 保證能夠第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中有老化情況產(chǎn)生的部件并及時(shí)替換， 最大限度管控、預(yù)防可能發(fā)生的故障。

2.3 人性化

智能配電系統(tǒng)具備的諸多功能中， 最突出的一點(diǎn)即運(yùn)作實(shí)踐中可促進(jìn)用電安全線的提高， 提高相關(guān)控制成效。智能化系統(tǒng)本身便具備極為人性化的配置，在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)與控制等目標(biāo)的基礎(chǔ)上， 管理人員有效掌控也是不可或缺的。智能配電系統(tǒng)中，智能交互界面也極具人性化，該界面能夠重點(diǎn)呈現(xiàn)實(shí)際運(yùn)行中的相關(guān)數(shù)據(jù)。不同子系統(tǒng)對(duì)應(yīng)著不同的操作人員， 如設(shè)備管理員通過設(shè)備管理子系統(tǒng)即可查詢或修正相關(guān)數(shù)據(jù)， 發(fā)電量統(tǒng)計(jì)人員通過發(fā)電量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)即可對(duì)發(fā)電總量或不同支線累計(jì)輸出量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從而完成公司業(yè)務(wù)核準(zhǔn)工作。經(jīng)理層擁有進(jìn)入本發(fā)電廠各個(gè)系統(tǒng)的權(quán)限， 總經(jīng)理擁有進(jìn)入整個(gè)火電廠集群所有系統(tǒng)的權(quán)限。不同層次、崗位工作人員擁有的權(quán)限各不相同，此類分層分崗分權(quán)限的方式，能為火電廠提供更可靠的信息安全保障。

3 火電廠智能配電系統(tǒng)應(yīng)用

火電廠是轉(zhuǎn)化可燃燒物燃燒中形成的熱量為電能的工廠， 在運(yùn)行實(shí)踐中， 第一步是充分燃燒煤一類的可燃物， 轉(zhuǎn)變水為蒸汽后； 第二步是以蒸汽壓力作用作為動(dòng)能，推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，從而轉(zhuǎn)化熱能為機(jī)械能；最后，發(fā)電機(jī)在汽輪機(jī)機(jī)械能的作用下開始旋轉(zhuǎn)， 此時(shí)能夠轉(zhuǎn)變機(jī)械能為電能[4]。整個(gè)過程中相關(guān)轉(zhuǎn)化工作建立在對(duì)應(yīng)設(shè)備及其彼此間互相協(xié)調(diào)配合的基礎(chǔ)上， 是較龐大系統(tǒng)的一項(xiàng)工程。 火電廠發(fā)電中，涉及使用的設(shè)備還包含排粉機(jī)、磨煤機(jī)、過熱器和空氣預(yù)熱器等，設(shè)備繁多，各自作用不盡相同。智能配電系統(tǒng)應(yīng)用至火電廠中時(shí)，具體在下述幾方面體現(xiàn)作用：

3.1 以配電系統(tǒng)GIS 為基礎(chǔ)的自動(dòng)化配電系統(tǒng)技術(shù)

GIS 融入自動(dòng)化配電系統(tǒng)后， 能夠大幅提升維護(hù)和控制系統(tǒng)的有效性。配電系統(tǒng)在GIS 的作用下，可以進(jìn)一步完善數(shù)據(jù)接口功能。同時(shí)，以GSI 參數(shù)為根據(jù)進(jìn)行模型的建構(gòu)， 該模型提供的數(shù)據(jù)能為系統(tǒng)運(yùn)行可靠性提供保障，從而促進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行效率的提高。 通過完善模型，并在遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的前提下升級(jí)更新系統(tǒng)， 同時(shí)落實(shí)安全防護(hù)措施的優(yōu)化改進(jìn)， 即可進(jìn)一步體現(xiàn)系統(tǒng)各項(xiàng)功能。 此外， 以配電系統(tǒng)圖形參數(shù)為根據(jù)落實(shí)安全保障流程的建立，能夠統(tǒng)一、高效地管理電網(wǎng)整體。

3.2 以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)的配電系統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)

以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)的配電系統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)中，是依托統(tǒng)一建構(gòu)的數(shù)據(jù)庫匯總各系統(tǒng)模型與數(shù)據(jù)， 該系統(tǒng)平臺(tái)中， 能夠進(jìn)一步統(tǒng)一相關(guān)信息， 且數(shù)據(jù)時(shí)效性更強(qiáng)。該技術(shù)能夠統(tǒng)一管理各項(xiàng)信息，完善信息搜集及整理等，形成的綜合服務(wù)能為火電廠發(fā)電提供必要的依據(jù)。在統(tǒng)一高效管理各項(xiàng)數(shù)據(jù)的前提下， 結(jié)合系統(tǒng)模型實(shí)施導(dǎo)入工作后，即可有效維護(hù)系統(tǒng)。 同時(shí)，通過動(dòng)態(tài)管理方式的應(yīng)用，系統(tǒng)能為類型不一的數(shù)據(jù)提供諸多服務(wù)，在一系列數(shù)據(jù)的支撐下提高各項(xiàng)工作開展有序性， 方便決策人員精準(zhǔn)決策。

3.3 以實(shí)時(shí)全景信息為基礎(chǔ)的配電系統(tǒng)智能運(yùn)行技術(shù)

以實(shí)時(shí)全景信息為基礎(chǔ)的配電系統(tǒng)智能運(yùn)行技術(shù)中，在應(yīng)對(duì)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)方面更具有效性，當(dāng)有風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)時(shí)能夠第一時(shí)間發(fā)出預(yù)警信息， 并迅速結(jié)合提前擬定的應(yīng)對(duì)措施處理風(fēng)險(xiǎn)，扼殺安全隱患于苗頭[5]。在應(yīng)用該技術(shù)時(shí)，需要以數(shù)據(jù)平臺(tái)及模型作為支撐。 該技術(shù)能夠預(yù)先設(shè)置系統(tǒng)，同步開展智能時(shí)間校準(zhǔn)與核實(shí)，清晰、全面地呈現(xiàn)各個(gè)設(shè)備實(shí)際情況。同時(shí)，該技術(shù)能對(duì)存在于配電系統(tǒng)或設(shè)備中的風(fēng)險(xiǎn)精準(zhǔn)判斷，實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行情況，最大限度規(guī)避可能發(fā)生的問題。此外，在關(guān)聯(lián)火電廠停電設(shè)備的基礎(chǔ)上開展校核工作， 能對(duì)停電后產(chǎn)生的一系列問題及時(shí)處理并解決。

4 結(jié)束語

綜上所述，通過智能配電系統(tǒng)各項(xiàng)功能的充分利用，能助力火電廠配電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更可靠的運(yùn)行， 從而促進(jìn)電廠運(yùn)行穩(wěn)定性的提升。所以，火電廠管理層及相關(guān)人員需要高度重視研發(fā)智能配電系統(tǒng)的工作， 在一定規(guī)律的指引下盡可能最大限度地展現(xiàn)智能化特點(diǎn)， 憑借更具人性化的操作提高配電管理有效性， 提高火電廠運(yùn)行效率和質(zhì)量從而提升經(jīng)濟(jì)效益。