智能電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)研究.pdf

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1、2014年第5期深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)NO．5，2014DOI：10．13899~．cnki．szptxb．2014。05，003智能電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)研究木王根平，王雅慧2(1．深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，廣東深圳5180552．湖南大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410082)摘要：為實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)負(fù)荷均衡和電能質(zhì)量控制，采用低成本的RFID與衛(wèi)星通信技術(shù)相結(jié)合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)負(fù)荷及相關(guān)參數(shù)的實(shí)時(shí)和全方位的監(jiān)控．在實(shí)時(shí)和全方位監(jiān)控基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和協(xié)調(diào)控制策略，為提高系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)荷率提供了可能，并可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)在各種約

2、束條件下的優(yōu)化運(yùn)行．關(guān)鍵詞：智能監(jiān)控系統(tǒng)；同步；體系結(jié)構(gòu)；協(xié)調(diào)控制策略；智能電網(wǎng)中圖分類號(hào)：TM76文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1672—0318(2014)05—001303國(guó)際上用戶年平均停電時(shí)間：1目前電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)存在的問(wèn)題東京電力公司：3～8min；目前電力網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，面臨的最主要的問(wèn)美國(guó)城鄉(xiāng)平均小于120rain；題就是負(fù)荷采樣時(shí)間不能同步，有些關(guān)鍵點(diǎn)沒(méi)法韓國(guó)小于20rain．實(shí)時(shí)觀測(cè)，采樣匯總得到的數(shù)據(jù)不能準(zhǔn)確反映電而且，電網(wǎng)大量投資帶來(lái)的高冗余容量并沒(méi)有力系統(tǒng)的真實(shí)負(fù)荷和運(yùn)行狀態(tài)，使得在設(shè)計(jì)、運(yùn)帶來(lái)電網(wǎng)的可靠性和穩(wěn)定性．

3、導(dǎo)致這些問(wèn)題的根源行和控制電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時(shí)，不能充分利用系統(tǒng)的在于：1)在各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣時(shí)，不能做到同工作容量，不能協(xié)調(diào)好發(fā)輸配的關(guān)系，也就不能步，使得數(shù)據(jù)缺乏真實(shí)性(由于電力系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)及時(shí)有效地實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的削峰填谷，造成投資和資程太快)；2)主要是因?yàn)榧夹g(shù)和成本的原因，許多源的極大浪費(fèi)．關(guān)鍵點(diǎn)的狀態(tài)沒(méi)有進(jìn)行檢測(cè)監(jiān)控．根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)分析【l】，我國(guó)電力線路和變電2智能電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建設(shè)備全年運(yùn)行的平均負(fù)載率，設(shè)備容量的平均使用率只有近30％．要構(gòu)建智能電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)該從采用現(xiàn)代以用戶平均停電時(shí)間指標(biāo)來(lái)衡量，在2011通信技術(shù)，實(shí)

4、現(xiàn)電網(wǎng)狀態(tài)全方位實(shí)時(shí)同步檢測(cè)監(jiān)年統(tǒng)計(jì)得到有關(guān)地方的年停電數(shù)據(jù)如下_J]：控著手．中國(guó)城市年平均停電時(shí)間(小時(shí)／戶)：7．0lh；2．1智能電網(wǎng)同步實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)及實(shí)現(xiàn)方案中山供電局：39．6min；2．1．1保證監(jiān)控系統(tǒng)同步實(shí)時(shí)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)佛山供電局48rain；在智能電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中，充分利用衛(wèi)星通信中深圳1．28h；的同步技術(shù)和定位技術(shù)，可以解決電力系統(tǒng)監(jiān)控中廣州1．79h；存在的電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)不能同步和定位的問(wèn)北京1．64h；題．在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，GPS和北斗系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)應(yīng)上海1，47h；用最廣泛的2種系統(tǒng)．合肥：3．71h．所有G

5、PS(北斗)裝置，使用的都是同一個(gè)時(shí)收稿日期：2014—0430項(xiàng)目來(lái)源：深圳市戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(JCYJ20120617144348493)作者簡(jiǎn)介：王根平(1966)，男，江西南昌人，博士，教授級(jí)高級(jí)工程師，主要研究方向：新能源技術(shù)、自動(dòng)控制、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)鐘源，而且這個(gè)時(shí)鐘源提供的時(shí)間精度都在納秒網(wǎng)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)周邊，用帶編號(hào)的RFID節(jié)點(diǎn)代替GPS級(jí)(10。9秒)．電力系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程，雖然很短，(北斗)節(jié)點(diǎn)；3)RFID節(jié)點(diǎn)按設(shè)置好的頻率將但過(guò)渡時(shí)間也一般都有毫秒級(jí)(10秒)．通過(guò)檢測(cè)到的電網(wǎng)參數(shù)發(fā)射傳送到GPS(

6、北斗)節(jié)點(diǎn)；納秒級(jí)的時(shí)鐘源來(lái)采樣毫秒級(jí)動(dòng)態(tài)過(guò)程，精度是4)GPS(北斗)節(jié)點(diǎn)在收到帶編號(hào)的RFID信息沒(méi)什么問(wèn)題的．現(xiàn)在一般的傳感器采樣裝置的采時(shí)，即將自己的地理數(shù)據(jù)和當(dāng)時(shí)的時(shí)間信息添加樣頻率都在兆赫茲(10。。秒時(shí)間間隔，MHz)級(jí)到帶編號(hào)的RFID信息中，并將自己當(dāng)時(shí)檢測(cè)到別，如果我們用GPS(北斗)裝置的時(shí)鐘源來(lái)驅(qū)的電參數(shù)一并傳送到微網(wǎng)信息監(jiān)控中心，如圖2動(dòng)兆赫茲級(jí)的電信號(hào)傳感器(電壓傳感器，電流所示．傳感器，或頻率傳感器)，所得到電參數(shù)的實(shí)時(shí)這樣，所有節(jié)點(diǎn)，無(wú)論是GPS(北斗)節(jié)點(diǎn)還性，同步性應(yīng)該沒(méi)有任何問(wèn)題．圖1為GPS(

7、北是RFID節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)都是地理一時(shí)間一電力采樣數(shù)據(jù)斗)裝置實(shí)現(xiàn)同步實(shí)時(shí)采樣電參數(shù)的方案實(shí)現(xiàn)的三維數(shù)據(jù)．圖．所以，從技術(shù)上來(lái)講，采用GPS(北斗)通過(guò)這種RFID替代GPS(北斗)的方案，可同步技術(shù)，可以有效解決監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)各關(guān)以大大減少GPS(北斗)裝置的使用，由RFID節(jié)鍵點(diǎn)參數(shù)采樣的實(shí)時(shí)性和同步性，從而保證所點(diǎn)與GPS(北斗)相結(jié)合的信息傳遞方案，將大大得到的數(shù)據(jù)能夠真實(shí)反映電網(wǎng)的負(fù)荷狀態(tài)和運(yùn)降低監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)成本．示意圖如圖3所示．行狀態(tài)．2．2智能電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)2．1．2低成本的RFID節(jié)點(diǎn)和GPS(北斗)節(jié)點(diǎn)智能電網(wǎng)監(jiān)

8、控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，擬采用獨(dú)立的相結(jié)合通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)分層體系結(jié)構(gòu)L2J．這樣做的優(yōu)點(diǎn)有：1)網(wǎng)絡(luò)的任何RFID無(wú)線射頻通信技術(shù)，具有成本低廉、修改，只是節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加或減少，不會(huì)影響到系傳輸數(shù)據(jù)和距離可控的優(yōu)勢(shì)．統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)；2)系統(tǒng)擴(kuò)展