电网运行技术优化初探

摘要:近年来,国家电网建设快速发展,伴随着配电系统负荷日益增长,电网运行技术日趋重要。文章主要对如何做好电网运行技术的优化进行了分析论述,指出其关键要素。

关键词:电网运行;技术优化;电网故障智能诊断技术

中图分类号:TM734文献标识码:A

文章编号:1009-2374 (2010)22-0137-02

0引言

近年来,国家电网建设的快速发展,伴随着配电系统负荷日益增长,电网的传输负载也越来越大,对于电网安全、稳定、可靠运行的要求也越来越高,这是因为电网的运行状态关系着国家能源的利用,关系着工业、矿业、商业的经济发展,因此,我国电力部门每年都在电网运行技术的研发、生产与应用方面投资大量的人力物力财力。本文主要结合现有的电网运行技术及其应用现状,对关系到电网运行状态的主要技术进行技术优化,以期改善电网的运行状态及其技术运行指标,并和广大同行共享。

1电网运行现状

目前电网在传送电能主要依靠高压电进行传输,有10kV、110kV、220kV等,在实际应用中,10kV传输电网由于其固有的局限性,以及较大的电能损耗而应用较少,而110kV和220kV又因为资金投入较大,技术要求复杂,因而只在大型供电电网中应用。

针对目前这种现状,我国部分省市地区提出了兴建20kV传输电网,由于20kV电网的传输电压等级比10kV高了一个层次,同时在资金投入上要求不会增加太多,因而具有一定的可行性。

此外,电力系统现有系统以正常运行稳态监测为主,缺乏实时动态监测功能,并不能及时反映大电网受扰前后的动态行为,这主要是因为目前的电网运行监测与控制技术,主要还是偏监测、轻控制,从而导致了对电网运行状态参数的监测可以很到位,但是对于电网控制的相关技术发展却很迟缓。对于电网运行的优化技术,目前主要依靠电网运行软件控制来实现一些较为简单的性能优化,对于电网运行的整体性能优化,由于前期投入资金较大,技术要求较高,因此在实际应用中,电网优化技术应用也有所限制,没有能够真正普及电网的相关优化技术。

2电网运行优化技术分析

2.1电网故障智能诊断技术

智能故障诊断技术是近几年新发展起来的一项专业性很强的技术,应用在电网运行优化方面,能够及早地发现潜伏中的系统故障,将系统故障消失于萌芽期,提高系统的运行稳定性。目前,根据电网运行的技术要求,应用较为成熟的智能诊断技术主要有基于专家系统的故障诊断和基于人工神经网络的故障诊断。

专家系统一般由知识库、数据库、推理机、咨询解释部分、知识获取和人机接口部分组成。运用专家系统对电网故障诊断是把保护、断路器的动作逻辑和运行人员的诊断经验用规则表示出来,形成故障诊断专家系统的知识库,进而根据报警信息对知识库进行推理,获得故障结论。例如,利用断路器的跳闸和继电保护的动作进行推理,即能够对断路器发生的拒动做出判断,并使诊断速度大大提高。

与专家系统比,人工神经网络的优点是采用神经元及它们之间的优先权重连接来隐含处理问题的知识,具有强大的非线性映射能力,泛化能力,容错性较强,即使输入信号带有一定的噪声,仍能给出正确的输出结果;神经元具有相对独立性,便于并行处理,因此在电力系统得到了广泛应用。例如,可以RBF神经网络(RBFNN)来实现高压输电线路的故障诊断,而且在网络的训练速度以及对因干扰而畸变的输入信息情况的容错能力方面都优于传统的BP神经网络,对实时信息处理系统具有一定的适用性。

2.2谐波滤波技术

电网在实际运行中,不可避免地会存在高次谐波,产生谐波的根本原因是由于给具有非线性阻抗特性的电气设备(又称为非线性负荷)供电的结果。这些非线性负荷所产生的电流与所加载的电压不成线性关系,在工作时间向电源反馈高次谐波,导致供电系统的电压、电流波形为非正弦波,产生畸变,使电力质量变坏,对电气设备产生危害影响。

解决高次谐波的污染和干扰,从技术上实现对谐波的抑制,从工程现场的实际来看,已经有很多行之有效的解决方法,概括起来主要可以采取下面两种方法:

2.2.1增加换流装置的相数换流装置是供电系统主要谐波源之一。理论分析表明,换流装置在其交流侧与直流侧产生的特征谐波次数分别为pk+1和pk(p为整流相数或脉动数,k为正整数),当脉动数由p=6增加到p=12时,其特质谐波次数分别为可以有效地清除幅值较大的低频项,从而大大地降低了谐波电流的有效值。

2.2.2无源滤波法和有源滤波法为了减少谐波对供电系统的影响,从根本上实现对电气设备的保护,最根本的方法是从谐波的产生源头抓起,设法在谐波源附近防止谐波电流的产生,从而有效降低谐波电压。

2.3电网无功补偿优化分析

大量分散的公用变压器低压侧不便于装设补偿装置,否则会由于管理困难而造成事故隐患。这样,配电网的补偿度就受到限制,使得配电网存在较大的降损空间。无功补偿主要是通过安装补偿电容器来达到降低网损和提高用户电压质量的目的。

在对电网进行无功补偿优化时需要注意以下两个方面的问题:

2.3.1防止并联谐振无功补偿应采用欠补偿的方式。这是因为若采用过补偿,则电容器的容抗和配电变压器感抗并联,对电源端而言,为容性负载,有可能和调压器的感抗构成LC回路,产生容升现象甚至是串联谐振,对试验设备和试品将会造成损伤。因此在确定补偿容量时,根据实践,补偿度控制在50%～80%为宜。

2.3.2尽量采用星形接法进行补偿若电容器组采用三角接法,当某相电容器发生故障短路时,通过故障相电容的电流完全由电容器接入点的电源短路容量决定,该短路电流可能超过电容额定电流数倍甚至数十倍,此电流将引起电容器绝缘介质的剧烈膨胀,可能引发爆炸事故;而采用星形接法,当某相电容器发生短路故障时,流过故障相电容的短路电流仅为正常值的3倍,非故障相电容的电流为正常值的倍,在补偿装置过流保护的作用下迅速切除电容器组,可保证试验人员和设备的安全。

3结语

电网运行技术的优劣,直接关系到电网的运行状态,对工业生产、生活用电也会产生影响,如果对电网运行不实施监控与技术优化,无疑会造成巨大的电能损耗与浪费,因此,电力职能部门应当高度重视对电网运行技术的优化,从技术层面切实保障电网运行的稳定可靠。