能源部門目前正面臨著根本性的變化，這是由于向可再生能源發(fā)展，即越來越多的以太陽能和風(fēng)力發(fā)電為基礎(chǔ)的發(fā)電廠。這些變化導(dǎo)致了雙向的電力流動，并增加了電力系統(tǒng)的動態(tài)性。新的傳感器和執(zhí)行器正在電力系統(tǒng)中部署，以有效地監(jiān)測和控制電網(wǎng)的不穩(wěn)定狀況。

新興的配電網(wǎng)也被稱為智能電網(wǎng)。智能化增強了對電網(wǎng)作為一個電力網(wǎng)絡(luò)和電網(wǎng)作為一個系統(tǒng)系統(tǒng)的洞察力。增強的洞察力提高了可控性和可預(yù)測性，這兩個方面都推動了運營和經(jīng)濟績效的改善，這兩個方面都是可再生能源可持續(xù)和可擴展地整合到電網(wǎng)以及向新電網(wǎng)架構(gòu)過渡的先決條件。智能電網(wǎng)的好處廣泛，但通常包括以下方面的改進：

· 電力可靠性和質(zhì)量；

· 電網(wǎng)彈性；

· 電力使用優(yōu)化；

· 運營洞察力；

· 可再生能源整合；

· 能源使用洞察；

· 安全和安保。

一次調(diào)頻是公用事業(yè)領(lǐng)域中最具挑戰(zhàn)性和要求最高的控制應(yīng)用之一。一次頻率控制系統(tǒng)負責(zé)控制注入和保留的能量供應(yīng)，以確保頻率與標(biāo)稱值的偏差不超過0.02%（例如，在歐洲為50HZ）。頻率控制的基礎(chǔ)是在所有能源生產(chǎn)或存儲單元與電網(wǎng)連接的點上，有傳感器測量網(wǎng)絡(luò)所有部分的特性。在這些點上，電子功率轉(zhuǎn)換器（也稱為逆變器）配備有通信單元，將測量值發(fā)送到電網(wǎng)中的其他點，如頻率控制單元，或接收控制命令，以便向本地網(wǎng)絡(luò)注入更多或更少的能量。

隨著本地發(fā)電機組（即太陽能發(fā)電機組或風(fēng)力渦輪機）的廣泛部署，成千上萬的此類機組及其逆變器可能必須連接到一個大的配電網(wǎng)中。

一次調(diào)頻采用以下三種方式之一：

1） 集中控制：所有數(shù)據(jù)分析和糾正措施由中央頻率控制單元確定。

2） 分散控制：自動常規(guī)頻率控制由單個本地逆變器根據(jù)本地頻率值執(zhí)行。統(tǒng)計和其他信息被傳送到中央頻率控制單元。

3） 分布式控制：由單個本地逆變器根據(jù)本地和相鄰頻率值執(zhí)行自動常規(guī)頻率控制。統(tǒng)計和其他信息被傳送到中央頻率控制單元。

下面是電壓控制的架構(gòu)

用于隔離和服務(wù)恢復(fù)的分布式自動交換

配電網(wǎng)故障是一種壓力很大的情況。有自動切換和自動恢復(fù)服務(wù)的解決方案。此外，這些解決方案非常適合處理影響關(guān)鍵用電設(shè)備（如工業(yè)廠房或數(shù)據(jù)中心）的停電。對于關(guān)鍵用電設(shè)備，供電中斷必須在不到一秒鐘內(nèi)修復(fù)。自動化解決方案能夠在幾百毫秒內(nèi)恢復(fù)供電。

圖1：描述配電環(huán)和故障（閃光）

FLISR（Fault Location， Isolation & Service Restoration 故障定位、隔離和服務(wù)恢復(fù)）解決方案由開關(guān)控制器設(shè)備組成，這些設(shè)備專為饋線自動化應(yīng)用設(shè)計，支持架空線路配電網(wǎng)的自愈。它們作為架空線路配電網(wǎng)中重合閘和隔離開關(guān)的控制單元。

該系統(tǒng)是為使用全分布式、獨立的自動化設(shè)備而設(shè)計的。該邏輯駐留在每個單獨的饋線自動化控制器中，該控制器位于饋線層的極點處。每個饋線部分都有一個控制器裝置。利用控制器設(shè)備之間的點對點通信，系統(tǒng)無需區(qū)域控制器或控制中心就可以自主運行。但是，執(zhí)行的所有自愈步驟將立即報告給控制中心，以保持電網(wǎng)狀態(tài)最新?？刂破魍ǔＴ?00毫秒內(nèi)通過隔離故障來實現(xiàn)配電線路的自愈。

通過iec61850 GOOSE（Generic Object Oriented Substation Event 通用面向?qū)ο蟮淖冸娬臼录┫⒌膶Φ韧ㄐ疟M可能快地提供數(shù)據(jù)。它們被每個控制器周期性地（在穩(wěn)定狀態(tài)下，在故障情況下間隔時間改變）發(fā)送到同一饋線的多個或所有其他控制器，并且不被確認。

穩(wěn)態(tài)時每個控制器的數(shù)據(jù)傳輸速率很低，但是數(shù)據(jù)傳輸速率很高的GOOSE突發(fā)事件確實會發(fā)生，特別是在故障情況下。在故障定位、隔離和服務(wù)恢復(fù)過程中，GOOSE消息幾乎在同一時間點由饋線的多個或所有控制器單元以較低的端到端時延發(fā)送。

智能電網(wǎng)毫秒級精密負荷控制

精確負荷控制是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)應(yīng)用。當(dāng)發(fā)生嚴重的高壓直流輸電故障時，采用毫秒級精密負荷控制，快速切除可中斷的不太重要的負荷，如電動汽車充電樁和工廠的非連續(xù)生產(chǎn)電源。

責(zé)任編輯人：CC