分布式智能和储能技术在智能配电网中的应用

分布式智能和储能技术在智能配电网中的研究与应用 2012 08 24 关于施恩禧 S C 电气 成立于1911年 总部位于美国伊利诺斯州的芝加哥市 施恩禧电气 中国 有限公司成立于1999年电力开关和保护专家技术革新历史 走在智能电网技术的前沿在六个国家设有分公司 1917 1925 1933 1937 1940 1954 1956 1956 1959 1990 1990 1982 1942 1975 S C 不断革新的历史 1996 1997 2002 2000 2006 2007 2010 S C 不断革新的历史 电力系统智能化 智能电网 具有学习 理解能力 清楚知道目的及如何根据实时情况进行决策 整体规划能力强 根据实时情况 设定不同的目的 所有动作都是积极主动的 不需人为干预智能电网的 智能 体现在可观测 可控制 分布式智能 高级分析 自适应 自愈等方面 分布式智能系统 基本概念在逻辑上或物理上分散的智能系统并行地 相互协作地实现问题求解特点 分布的 既没有全局控制 也没有全局的数据存储 各个求解机构由计算机网络互连 对通信要求高 系统中诸机构能够相互协作 来求解单个机构难以解决 甚至不能解决的任务 集中式智能系统 分布式智能系统 分布式智能系统基本特征 不需要专门设立主站系统P2P对等通信系统高度智能化的配电终端就地迅速隔离故障 可在几秒钟之内完成系统重构支持接入新能源可处理系统多重故障任何设备的设置均不需要考虑未来一次系统的变化注意 分布式智能系统和就地型FA的关系 分布式智能属于就地型FA 但就地型FA不一定是分布式智能分布式智能是智能电网重要技术之一 IntelliTeamSG 系统二次配置便捷 便于事件分析 远程监控系统 IntelliTeam SG智能配电网络重构系统 具有超强自愈能力的智能配电产品 真正意义上的分布式智能系统15年应的成功运行经验广泛用于世界各地的配网 IntelliTeamSG 完整的智能配电网络 IntelliRupter智能脉冲式重合器 电能储存系统 LAN WAN通信网络 非S C设备接入 变电站出线断路器接入 环网柜 负荷开关 SCADA EMS DMS 新能源 远方实时监控 GIS地理信息系统 IntelliTEAMSG SpeedNet IntelliComWAN 实时拓扑图 IntelliTeamSG IntelliTeamSG基本功能 自动分段故障发生后 迅速地隔离故障点自动分段功能不依赖于通信系统 但是需要与变电站出线断路器保护配合好自动重构向尽可能多的线路段恢复供电重构过程中若有多个备用电源 可以设定优先转供顺序 另外 不会出现因重构引起的过负荷返回正常运方故障排除后 可自动或手动使系统返回至正常运行方式 此功能可选 IntelliTeamSG重要特征 快速自愈功能 具有 快速自愈 和 专家自愈 两种重构模式快速自愈系统发生故障后 能够迅速就地隔离故障点 恢复非故障线路段的供电 减少了不必要的开关动作 大大减少了系统自愈所需的时间 可在10秒之内 专家自愈在故障点被隔离后 而备用电源没有足够的转供能力 则进入 专家自愈 模式具体说明请见以下的案例 案例 快速自愈 变电站2 变电站4 变电站1 变电站3 系统正常运行方式Max 最大允许负荷 变电站2 变电站4 变电站1 变电站3 案例 快速自愈 变电站2 变电站4 变电站1 变电站3 案例 快速自愈 变电站2 变电站4 变电站1 变电站3 案例 快速自愈 变电站2 变电站4 变电站1 变电站3 案例 快速自愈 IntelliTeamSG重要特征二 方便快捷的保护配置软件 IntelliTeamSGDesigner设计软件配网保护的合理配置一直困扰着配电专家 定值整定 画出系统的单线图设定少量必须的基本参数形成定值传至现场各设备 IntelliTeamSG重要特征三 重构后的负荷管理 在 系统重构 后到 返回正常运行方式 这段时间内 若系统出现过负荷 IntelliTeamSG可根据设定值执行以下的任一操作直接切除多余的负荷 用户可预先设定切负荷的优先顺序不允许切除负荷 将多余的负荷切至其它具有足够转供能力的备用电源上 在转供过程中可设允许系统短时合环或不允许系统合环先尽量转移多余的负荷 若还不能消除过负荷再切除多余的负荷 IntelliTeamSG重要特征四 现场自动测试SAT 测试目的 检验系统二次参数设置是否正确 合理 检验系统一次设备是否可靠 检验通信系统是否正常 了解故障时系统重构时间测试基本条件 装有 现场自动测试管理 软件的电脑一台 现场一二次设备均设为正常运行状态 通信系统正常运行通过SAT管理软件模拟系统各种类型的故障 在软件窗口中显示详细动作情况 IntelliTeamSG重要特征五 事件即时回放 在设计软件窗口中回放整个事件的动作过程 在一个文件中形成完整的故障报告大大简化了故障发生后的判断和分析过程 IntelliTeamSG重要特征六 借助通信加强保护配合 故障发生 IR2 IR3和IR4过流保护可能都会启动 靠近故障点的IR4向IR3 IR3向IR2发过流保护延时动作命令 IntelliTeamSG重要特征七 新的正常运行方式 若一次接线系统的正常运行方式有所改变 仅需进行以下的操作 在IntelliTeamDesigner设计软件窗口中画出新的正常运行方式下的系统单线图 通过通信系统 将IntelliTeamDesigner设计软件与系统中的任一设备连接起来 根据IntelliTeamDesigner设计软件的提示逐一完成系统所有设备的配置 其它应用 孤岛效应 用于接有电能储存系统的配电系统 IntelliRupter智能脉冲式重合器 配电领域内极具革命性创新的智能保护产品设计先进精确的传感系统 一二次一体式结构 独特的脉冲关合技术 用户可根据需要设定脉冲检测次数 和间隔触头合分一次仅3 8ms WiFi GPS 光纤或无线 切除故障总时间不超过35ms 安全性高 高度智能化系统 现场直接吊装 无任何外接部件 完全免维护 注入的能量对比示意图 故障电流 A 脉冲式重合器 传统重合器 脉冲关合 电源侧电压特定相位角 118度 关合快速的合 分操作 注入能量小 脉冲时间为3 8ms脉冲关合操作始终有一个合 分操作 分析脉冲信号 然后判断故障 将脉冲信号发出后的返还数据与数据模型库中已存4万次试验结果状况比较 确认是否有故障 不同合闸角度下的脉冲比较 90 不同合闸角度下的脉冲比较 0 不同合闸角度下的脉冲比较 118 脉冲关合 AB相间永久故障 Test1 Test2 InitialTrip 电源侧电压118度角时合闸 3 8ms内分闸 Time s 普通重合器VSS C脉冲式重合器 普通重合器通过重合闸测试 引发其他故障巨大的系统冲击故障穿越变压器相连的周边线路电压暂降保护难以配合 脉冲式重合器通过脉冲关合测试注入能量 2 无系统冲击无故障穿越变压器相连的周边线路无电压暂降脉冲探寻解决了配合问题 消除普通重合器在重合于永久故障时产生的负面影响 电压暂降 机械应力 热应力和设备损坏 电压 电流传感器和真空灭弧室 电源模块 通信模块 保护和控制模块 手动操作杆 分相分合闸指示器 避雷器 强大的保护和控制功能 相电流保护 可带方向 零序电流保护 设有正序元件 电流速断和定时限元件 过流方向闭锁 过压和失压 系统频率高和频率低 三相不平衡 同步检测 躲涌流 配置 监控方便 地面柜式 柱上紧凑式 柱上直立式 安装方式 Scada MateTMCX智能负荷开关 Scada MateCXSF6负荷开关显著特点 全密封的SF6灭弧室 SF6正常压力为0 055Mpa 无SF6泄露现象 无需监视SF6压力 即使发生SF6泄漏 零表压下 开关仍可正常运行 开断有限次数的负荷电流 可根据需要选择整体式电流 电压传感器的位置和数量 电压传感器还可为与其配套的控制单元提供电源 安装简易 可根据现场需要提供多种安装方式 如 直立式 层叠式等 整体式结构 无需多余的零配件 结构紧凑 节约空间 整洁美观 实现真正的免维护 层叠式安装 紧凑式安装 直立式安装 安装方式 储能技术的应用 储能技术是智能电网技术的重要组成部分之一 可以有效解决用电矛盾 提高电网安全性和供电可靠性 支持新能源的发展 钠硫蓄电池储能系统 小区储能系统 S C S C智能电网储能系统解决方案 智能电网电能储存管理系统 SMS 1MW 1 25MVAto4MW 5MVA 更大容量 钠硫蓄电池 智能电网小区储能系统 CES 25kVA SMS控制电网和储能设备之间的接口 是快速反应的自动控制系统大容量 1MVA 12 5MVA 高效率全数字控制系统 安全可靠可用于系统调峰 频率控制 无功管理和新能源并网管理优化新能源接入电网孤岛效应可从SCADA系统远方控制 智能电网电能储存管理系统 SMS SMS部分客户列表 西弗吉尼亚州Charleston WV 1MW 俄亥俄州Bluffton 2MW 西弗吉尼亚州Milton BallsGap 2MW 印第安纳州Churubusco 2MW 明尼苏达州Luverne 1MW 德克萨斯普雷西迪奥 4MW 加利福尼亚圣何塞 4MW 加利福尼亚州都柏林 2MW 英国设得兰群岛 1MW 加利福尼亚州Solano县 2MW 澳大利亚悉尼 1M