綜合能源接入電網(wǎng)管控技術(shù)體系研究

鮑 永

（南京南瑞繼保電氣有限公司，江蘇 南京 211102）

1 管控平臺預(yù)期目標(biāo)及要求

1.1 預(yù)期目標(biāo)

為保證綜合能源并網(wǎng)要求，保證正常運行，本文設(shè)計研究了綜合能源接入電網(wǎng)管控平臺，主要是基于對配電網(wǎng)自動化控制中心的協(xié)作運行，完成對其數(shù)據(jù)的整理與接入，并預(yù)測發(fā)電功率和修正系統(tǒng)負荷，分析與調(diào)度電網(wǎng)運行。實現(xiàn)對區(qū)域內(nèi)的科學(xué)服務(wù)與管控，形成能夠監(jiān)控、預(yù)測以及控制的規(guī)范管理，最終保障電網(wǎng)安全可靠運行[1]。

1.2 對管控平臺的要求

關(guān)于對運行監(jiān)控平臺的要求，有必要監(jiān)視并網(wǎng)點的功率與電壓，采集電能質(zhì)量。一些綜合能源裝機較大，有必要密切注重上級主要變壓器的負荷與功率，主要是因為處于負荷低谷。綜合能源接入較集中區(qū)域出現(xiàn)瞬時故障時，部分綜合能源已脫網(wǎng)，會導(dǎo)致主網(wǎng)潮流出現(xiàn)突變，從而致使電壓、頻率發(fā)生改變，因此有必要關(guān)注節(jié)點設(shè)備，注重其滲透率[2]。

關(guān)于調(diào)度管理的要求。倘若出現(xiàn)斷面控制程度超過負荷的情況下，有必要考慮去除光伏發(fā)電負荷，一定程度規(guī)避故障，避免斷面出現(xiàn)負荷越限。一些光伏電站接入饋線有著環(huán)網(wǎng)作用，饋線的運作方式出現(xiàn)變化，對應(yīng)的應(yīng)用同樣需調(diào)整。

關(guān)于繼電保護的要求。在接入綜合能源后，需要對配電網(wǎng)中繼電保護展開適應(yīng)性分析，同時研制健全的規(guī)劃，如饋線等需要合理加裝方向元器件。當(dāng)處于退線以及饋線運行出現(xiàn)改變時，需要在此調(diào)整保護定值[3]。

2 管控技術(shù)體系設(shè)計

設(shè)計中的應(yīng)用服務(wù)器層采取nginx+tomcat展開負載均衡部署tomgcat集群，解決并發(fā)量及服務(wù)穩(wěn)定性問題。

體系設(shè)計支撐架構(gòu)主要是采取現(xiàn)階段主流基礎(chǔ)框架，后臺主要采取spring、mybatis、quartz主流mvc架構(gòu)，體系設(shè)計前端采取jquery、echar、fineReport若干組件開發(fā)模式。

基于支撐架構(gòu)形成插件開發(fā)目的，以實現(xiàn)多個插件功能模塊，實現(xiàn)代碼可復(fù)用性。

2.1 數(shù)據(jù)構(gòu)架

數(shù)據(jù)層能夠形成關(guān)系數(shù)據(jù)庫和內(nèi)存數(shù)據(jù)庫。關(guān)系數(shù)據(jù)庫采取oracle以及mysql開展過去的數(shù)據(jù)存儲，內(nèi)存數(shù)據(jù)庫運用主流輕量級內(nèi)存庫redis展開實時數(shù)據(jù)的存儲工作，如圖1所示。

2.2 部署構(gòu)架

設(shè)計研究的管控平臺運用分層形式的分布結(jié)構(gòu)，并部署于安全III區(qū)，符合電力監(jiān)控系統(tǒng)有關(guān)安全防護的要求，同時能夠滿足供電局的具體需求，完成對具體管理區(qū)域的能源數(shù)據(jù)接入、運行分析等具體功能，保證區(qū)域范圍下的管控業(yè)務(wù)應(yīng)用。

圖1 數(shù)據(jù)框架

該平臺實時庫服務(wù)器主要用于在實時數(shù)據(jù)的存儲，主要包括遙測等，能夠?qū)崿F(xiàn)實時監(jiān)控。數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)器主要用于電網(wǎng)模型與過去數(shù)據(jù)的儲存，還包括數(shù)據(jù)分析與展示。管控前置能夠完成遙測與遙調(diào)等，能夠滿足主站對模擬量的采集與整理，并下發(fā)遙控命令。數(shù)值天氣預(yù)報工作站主要能夠?qū)ν饩W(wǎng)數(shù)值天氣進行預(yù)報以及接收數(shù)據(jù)。

3 系統(tǒng)接口設(shè)計

本文設(shè)計研究的平臺數(shù)據(jù)接口主要涵蓋配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)接口、電能量計量系統(tǒng)接口以及負荷預(yù)測系統(tǒng)接口。

對于配電自動化系統(tǒng)接口，該設(shè)計平臺根據(jù)配電自動化系統(tǒng)對應(yīng)的電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲和一次設(shè)備有關(guān)參數(shù)，涵蓋一次設(shè)備存在關(guān)系的量測和狀態(tài)保護信息。平臺與配電自動化系統(tǒng)交互中，電網(wǎng)圖模相關(guān)靜態(tài)參數(shù)能夠利用中間數(shù)據(jù)庫模式完成，實時量測數(shù)據(jù)基于文件形式滿足。

對于電能量計量系統(tǒng)接口，該設(shè)計平臺根據(jù)電能量計量系統(tǒng)取得綜合能源與有關(guān)配電變壓器日凍結(jié)電量數(shù)據(jù)，通過中間數(shù)據(jù)庫方式實現(xiàn)。

關(guān)于負荷預(yù)測系統(tǒng)接口，該設(shè)計平臺根據(jù)負荷預(yù)測系統(tǒng)取得第2日系統(tǒng)負荷經(jīng)過預(yù)測的結(jié)果與信息數(shù)據(jù)，利用文件形式實現(xiàn)。

4 運行效果分析

4.1 綜合能源對變電站母線電壓的影響

根據(jù)該研究平臺關(guān)于綜合能源同變電站監(jiān)控數(shù)據(jù)的相關(guān)采集和科學(xué)分析，能夠系統(tǒng)地分析綜合能源功率波動關(guān)上級變電站母線電壓的作用。圖2為某110 kV變電站低壓側(cè)10 kV母線電壓日運行的曲線圖，14:35時電壓出現(xiàn)最初波動，17:15時已經(jīng)降到最大值。通過相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，這是因為這個變電范圍光伏存在的有功功率由于天氣的變化而突然改變。

圖2 變電站母線電壓曲線

4.2 綜合能源對變電站主變壓器的影響

關(guān)于調(diào)度系統(tǒng)主變壓器電流相關(guān)監(jiān)控信息的數(shù)據(jù)如圖3所示。14:45時，主變壓器電流從803 A急劇上升，至17:15電流達到960 A。根據(jù)研究設(shè)計平臺，能夠第一時間了解變電站真實運作情況，分析綜合能源帶來的影響，為保障變電站安全運行提供保障。

圖3 變電站主變壓器電流曲線

5 結(jié) 論

隨著綜合能源運用的發(fā)展，提出綜合能源接入電網(wǎng)的管控技術(shù)體系，包括運行監(jiān)視、調(diào)度管理和繼電保護等要求，設(shè)計電網(wǎng)面向綜合能源的管控平臺。本平臺在某供電局展開運行實驗，具體運行狀態(tài)說明。本研究設(shè)計平臺能夠準(zhǔn)確了解綜合能源運行情況，分析綜合能源關(guān)于電網(wǎng)運行產(chǎn)生的作用，進一步運用合適的調(diào)度管理模式與手段使其存在正面價值，使綜合能源并網(wǎng)運行管控形成穩(wěn)定的參考，能夠保障電網(wǎng)穩(wěn)定運行。