电力行业智慧能源站交直流微网系统设计研究

按照国网公司打造 “三型”(枢纽型、平台型、共享型)企业、建设 “两网”(坚强智能互联网、泛在电力物联网)的要求,基于 “多站合一”的建设模式,结合工程实际情况,对智慧能源站内微网系统进行研究论证,并通过详尽的技术经济比较,提出微网系统方案,力求实现资源合理利用,降低工程造价,节省运行费用,缩短建设周期,为后续智慧能源站建设提供借鉴与参考。     

低压微网接地技术

以保证人身安全及设备稳定运行为目标,对低压微网的接地方式进行深入研究和探讨.针对低压微网的系统接地,分析分布式电源的中性线接入的必要性;考虑杂散电流的危害,提出低压微网中同一建筑内的电源中性点接地唯一性的要求;根据低压微网的不同运行方式,制定确保系统内中性点可靠接地的原则.针对低压微网的保护接地,分析传统低压配电网的TN和TT接地方式中保护接地在低压微网中的适用性;针对低压微网中分布式电源和用电设备的特点,提出混合接地方式并对其辅助设备配置方案进行研究.     

普侨直流普洱换流站内接地网替代接地极双极运行方案

首先分析了普侨直流普洱换流站接地网替代接地极双极运行的必要性,接着对接地网替代接地极运行可行性开展一系列研究,主要包括:鉴于接地极和接地网设计原则差异,对接地网热稳定性、接触电压和跨步电压等开展校核;为最大限度减少不平衡电流进入站内接地网,提出了优化双极解/闭锁同步逻辑、双极电流跟随同步逻辑和双极联跳逻辑,同时为最大限度满足系统、设备及人身安全要求,提出优化整流侧76SG、整流侧87GPS及逆变侧60EL等保护功能。现场运行表明:通过对直流站控功能、极控功能及保护功能进行优化后,普侨直流完全能适应普洱换流站接地网替代接地极双极运行方式,双极解/闭锁、双极联跳时差较小,一致性较好;各种运行工况下,站内一次设备安全运行、人身安全及二次设备安全运行等均满足规程要求。     

智慧能源站一体化监控平台研究与应用

针对智慧能源站各系统独立建设、设备冗余、信息分割、功能独立,无法实现系统融合的问题,提出通过构建一体化监控平台,实现各系统信息一体化采集、一体化监视、一体化控制和一体化运行.该方案有效精简了硬件设备,提升了功能应用综合自动化程度,实现了智慧能源站系统高度融合.     

基于多能互补的园区综合能源站-网协同优化规划

为了提高综合能源站的能源利用率,从站-网整体规划的角度出发,对能源站数量、位置和设备容量配置,供能网络布局进行统一规划研究,基于电、热、冷多能互补特性提出了一种园区综合能源站-网双层规划优化模型。上层以综合能距最小为目标,基于推广p-中位模型建立了能源站-网协同投资模型,下层充分考虑能源站内多能流耦合和站间网络的多能协调,建立多能源站规划运行联合优化模型。采用基于最短路径理论的枚举法结合Cplex求解器求解,规划了能源在时空上的转移,解决了传统规划时负荷分配不均、峰谷需求不平衡的问题,算例表明所提模型具有实用性,对园区综合能源规划建设具有指导意义。     

高土壤电阻率地区变电站接地网设计思路

针对高土壤电阻率地区变电站接地系统的接地电阻很难满足规程要求的问题,根据设备安全与人身安全的要求,分析了接地网设计的约束条件,并结合工程实例讨论了常规的接地网设计方法在高土壤电阻率地区的局限性;提出了一种不拘泥于现有规程中接地电阻限值的设计思路,即结合变电站的运行参数与设备参数得到接地电阻允许值的上限并利用均衡电压的思想优化接地网结构,然后根据接触电压与跨步电压的要求校核、修改设计方案以保证人身安全,同时,适度增加对一、二次设备保护的投入,保证设备安全。在高土壤电阻率地区,将放宽接地电阻上限值与加强设备保护的思想结合,可降低工程总体造价,达到技术经济综合优化。实践证明,这种思路行之有效。     

基于GOOSE的小电流接地选线

<正>我国3 kV～66 kV电网系统一般采用中性点不接地运行方式或经消弧线圈接地方式运行，110 kV及以上系统采用中性点直接接地方式运行。一般厂用电网等级为10 kV或6 kV。小电流接地系统在发生单相接地的情况下允许连续运行2 h, 与此同时，非故障相相电压会升高为线电压，对运行设备的绝缘提出了更高的要求。另一方面，在单相接地情况下，长时间运行可能造成配网系统两相短路或更严重的后果，对生产带来较大的冲击。     

放热焊接法在变电站接地网中的应用

随着电力系统的发展,对变电站接地设计的要求也越来越高。长期、可靠、稳定的接地系统,是维持设备稳定运行、保证设备和人员安全的根本保障。变电站的接地网金属导体存在着大量的连接,这种连接必须可靠、牢固,才能保证接地网的安全运行。接地系统长期安全可靠运行的关键在于品质好的接地材料和可靠的连接。本文介绍了放热焊接法的工艺特点及在变电站接地网中的应用,并与传统的连接方式进行了比较。     

智慧能源站“多站融合”工程中交直流微网系统研究

文中通过分析变电站、数据中心、储能站、充(换)电站等传统供电方式和负荷特性,研究出智慧能源站“多站融合”工程中交直流微网供电系统框架结构。通过分析交直流微网中储能单元与数据中心设计的深度融合,提出了储能单元应用于数据中心服务器供电的3种模式,并提出适用于直流微网的接线形式,优化了柴油发电机和UPS系统的配置和运行方式。在保证可靠性的前提下,降低了建设成本和运维成本,提高了电源系统的综合能效,为后续智慧能源站“多站融合”试点工程的规划设计和运行提供参考。     

“多站融合”智慧能源站总体统筹布置优化研究

智慧能源站以新建变电站为依托,创新建设模式,实现变电站、数据中心站、综合能源站集成融合与友好互动,实现能源流、数据流、业务流合一,提升电网综合效率,满足城市建设对能源、环境的综合要求。贯彻“互联网+智慧能源”理念,建立电力“云”服务,打造“多站融合”的共享新模式,实现“三型两网、世界一流”的建设目标。按照“多站合一”的建设模式,结合某220 kV变电站实际工程情况,对站内变电站、综合能源站、数据中心站进行总体统筹布置优化研究,在保证可靠性的前提下,降低了建设成本和运维成本,提高了综合能效,为后续智慧能源站“多站融合”试点工程的规划设计和运行提供参考。     

新能源并网功率智能控制系统的设计与应用

分析了当前新能源并网功率控制中仍存在的问题,介绍了新能源并网功率智能控制系统的功能设计与控制策略。提出新能源电站灵敏度在线计算方法。首先,根据新能源电站并网网络确定状态估计等效设备,再基于电网实时运行方式计算等效设备的灵敏度并转换为新能源电站灵敏度,据此确定参与断面控制的场站/机组及其功率调整量,解决了复杂断面结构下的风火协调控制问题。新能源参与调峰控制时,跟踪火电机组负备用并考虑机组调节速率,同时实时监视区域控制偏差,一旦出现异常则及时调整正在执行的指令,保障自动发电控制考核指标满足要求;综合新能源电站的发电能力、装机容量及电网接纳空间确定控制序列并动态更新,在最大化利用接纳空间的同时实现资源优先与兼顾公平的站间控制。结合山西电网实例,证明了系统在保障电网安全稳定运行、提升新能源消纳及促进新能源电站公平调度方面的有效性。     

电网二次设备状态监测内容探讨

电网调度主站的信息一体化系统在不久的未来将包含电网二次设备的状态监测内容。根据现阶段厂站内运行的二次设备的运行情况及未来的智能化二次设备的发展趋势,文中介绍了电网中运行的二次设备的类型及当前运行情况,总结了现阶段二次设备系统状态监测的具体内容,提出了通过采用二次设备功耗数据进行二次设备状态监测及多数据信息源相关关联监测的方法。最后,结合主站的要求,总结了二次设备状态监测数据的应用建议。     

电网侧无人值守储能电站智能控制策略研究综述

随着电网侧储能的需求逐渐提升,储能电站的灵活调控能力变得愈发重要。无人值守下储能电站的管控技术有着效率高、处理速度快、人工成本低等优点,正在争取得到大力推广应用。文中阐述了电网侧储能电站并网与控制有关政策和现状,梳理了无人值守的储能电站数据处理技术和其智能优化控制策略,并对无人值守的电网侧储能电站智能控制策略的未来方向进行了展望。     

光伏电站快速频率响应技术研究及应用

随着大容量高比例的新能源集中接入电网,电源结构发生较大变化,电网可用的快速频率响应资源逐步减少,同时大规模新能源基地通过特高压直流外送规模不断扩大,若出现大功率直流闭锁将对电网频率安全造成严重威胁,电网的调频压力及安全运行风险不断增大,亟需新能源参与电网快速频率响应,提升大电网频率风险防控水平。介绍了新能源电站快速频率响应性能要求,面向已有或新建的光伏电站,提出了快速频率响应典型方案,开发了新能源电站一体化控制系统,并在光伏电站开展了示范应用,实现了电站AGC/AVC和快速频率响应功能的集成,达到了光伏电站对电网频率和电压主动支撑的目的。     

±1100kV分层接入换流站短路电流计算及地网设计研究

短路电流计算及接地设计是工程设计的重要内容,对换流站的安全稳定运行具有重要意义。基于±1100 k V分层接入的特高压古泉换流站,对各种短路电流进行了计算,并在考虑了避雷线、变压器中性点等对短路电流的分流作用后,计算了换流站的入地短路电流。根据入地短路电流计算结果,给出了换流站接地网设计方案及其安全性评价。对于分层接入的换流站,应对不同的交流母线,基于换流站各类运行工况计算不对称短路电流,并取最大值校验地网设计指标。     

四川电网二次设备在线监视与分析系统实用化浅析

四川电网二次设备在线监视与分析系统以智能调度技术支持平台为基础,为电网调度专业人员分析处理电网故障和继电保护信息提供实时和便捷的技术手段。介绍了该系统建设及运行的总体概况和采用的技术路线,并对该系统主站结构及其功能模块、子站结构及其软硬件配置、主子站通信规范等内容进行了论述。     

布置于线路中部的500 kV独立串抗站技术方案探讨

相比于常规的紧邻500 kV变电站布置的串抗站,布置于500 kV线路中部的独立串抗站从接线型式的选择到站用电及接地的设计原则均有其特殊性。文中以四川500 kV尖彭串抗站为例,对独立布置于线路中部的500 kV串抗站的主要技术原则进行探讨。通过对已建串抗站设计方案的调查研究,结合相关规程规范,同时考虑网省公司运行、调度等部门的要求,提出了500 kV独立串抗站的主要设计原则。     

基于CIM的智能配电台区信息模型及应用

智能电网的蓬勃发展对配电台区信息集成的要求日益提高,目前IEC61970/968标准中没有针对智能配电台区的公共信息模型（Common Information Model,CIM）规范。本文根据我国智能配电台区的结构特点和应用要求,建立了智能配电台区的公共信息模型。论述了CIM模型建模原则、建模方案;给出了智能配电台区新增设备模型、资产模型及拓扑模型的建模实例并进行分析说明;在此基础上,构建了智能配电台区信息集成平台,基于GIS、PMS系统在一体化平台上实现了漏电定位和三相不平衡度告警的高级应用开发,并在工程中得到实践。     

区域互联能源联供系统的优化规划

能源联供系统具有一次能源利用率高、经济性好等优势,但因其内部设备种类较多、能量流耦合较强而使得规划问题复杂度提高。对于联供系统的规划问题,首先阐明了供能站外部联络结构以及供能站内部的能源联供模式,针对目前新规划地块负荷供区划分和供能站选址困难的现状,提出了综合加权负荷矩指标并将其应用于维诺图,以解决供区划分和供能站选址的难题;综合考虑不同能源网络规划需求的差异,对冷/热/电能源在子供区内的配送网络采用了不同的规划结构;供能站内各类设备的容量与站间冷热电等能源连接网的规划在优化时相互影响,存在着复杂的耦合关系,文中建立了"站内容量—站间网络"联合规划模型,同时对供能站内各类设备容量和供能站间连接网进行优化规划。最后,在某新规划地块的算例中,仿真验证了所述供区划分和供能站选址方法的有效性,最终的联合规划结果验证了该方法的经济性和实用性。     

闽-台电网异频率直流互联的可行性研究

高压直流输电的超远距离、超大容量和低损耗的送电能力,使其成为电力电子应用技术最为活跃和重要的研究领域之一。对利用直流电缆输电,实现闽台电网的不同频率互联,增强电网的稳定性,保障闽台电网安全运行进行了研究后,得出的闽台直流联网系统应包括换流站、整流逆变站、接地极与接地极线路等。拟在福州和厦门建设两个换流站,使用两回路海底电缆连通台北和高雄换流站,实现相互送电,此研究对海底直流联网具有实际意义。