分布式智能和儲(chǔ)能技術(shù)在智能配電網(wǎng)中的應(yīng)用

1、.關(guān)于施恩禧(S&C)電氣 成立于1911年，總部位于美國(guó)伊利諾斯州的芝加哥市, 施恩禧電氣（中國(guó)）有限公司成立于1999年 電力開關(guān)和保護(hù)專家 技術(shù)革新歷史，走在智能電網(wǎng)技術(shù)的前沿 在六個(gè)國(guó)家設(shè)有分公司.19171925193319371940195419561956195919901990198219421975.1996199720022000200620072010.電力系統(tǒng)智能化 智能電網(wǎng) 具有學(xué)習(xí)、理解能力，清楚知道目的及如何根據(jù)實(shí)時(shí)情況進(jìn)行決策 整體規(guī)劃能力強(qiáng) 根據(jù)實(shí)時(shí)情況，設(shè)定不同的目的 所有動(dòng)作都是積極主動(dòng)的，不需人為干預(yù) 智能電網(wǎng)的“智能”體現(xiàn)在可觀測(cè)、可控制、分布

2、式分布式智能智能、高級(jí)分析、自適應(yīng)、自愈等方面 .分布式智能系統(tǒng) 基本概念 在邏輯上或物理上分散的智能系統(tǒng)并行地、相互協(xié)作地實(shí)現(xiàn)問題求解 特點(diǎn) 分布的，既沒有全局控制，也沒有全局的數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 各個(gè)求解機(jī)構(gòu)由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互連，對(duì)通信要求高 系統(tǒng)中諸機(jī)構(gòu)能夠相互協(xié)作，來求解單個(gè)機(jī)構(gòu)難以解決，甚至不能解決的任務(wù).集中式智能系統(tǒng).分布式智能系統(tǒng)基本特征 不需要專門設(shè)立主站系統(tǒng) P2P對(duì)等通信系統(tǒng) 高度智能化的配電終端 就地迅速隔離故障，可在幾秒鐘之內(nèi)完成系統(tǒng)重構(gòu) 支持接入新能源 可處理系統(tǒng)多重故障 任何設(shè)備的設(shè)置均不需要考慮未來一次系統(tǒng)的變化 注意：分布式智能系統(tǒng)和就地型注意：分布式智能系統(tǒng)和就地型FA的

3、關(guān)系！的關(guān)系！ 分布式智能屬于就地型分布式智能屬于就地型FA，但就地型，但就地型FA不一定是分布式智能不一定是分布式智能 分布式智能是智能電網(wǎng)重要技術(shù)之一！分布式智能是智能電網(wǎng)重要技術(shù)之一！ .IntelliTeam SG系統(tǒng)二次配置便捷系統(tǒng)二次配置便捷便于事件分析便于事件分析 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)IntelliTeam SG智能配電網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)系統(tǒng) 具有超強(qiáng)自愈能力的智能配電產(chǎn)品 真正意義上的分布式智能系統(tǒng) 15年應(yīng)的成功運(yùn)行經(jīng)驗(yàn) 廣泛用于世界各地的配網(wǎng) .IntelliTeam SG 完整的智能配電網(wǎng)絡(luò)IntelliRupter智能脈沖式重合器智能脈沖式重合器電能儲(chǔ)存系統(tǒng)電能儲(chǔ)存系統(tǒng)LAN

4、 / WAN 通信網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)非非S&C設(shè)設(shè)備接入備接入 變電站出線斷路器接入變電站出線斷路器接入環(huán)網(wǎng)柜環(huán)網(wǎng)柜負(fù)荷開關(guān)負(fù)荷開關(guān)SCADA / EMS / DMS新能源新能源遠(yuǎn)方實(shí)時(shí)監(jiān)控遠(yuǎn)方實(shí)時(shí)監(jiān)控GIS地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)IntelliTEAM SGSpeedNetIntelliCom WAN實(shí)時(shí)拓?fù)鋱D實(shí)時(shí)拓?fù)鋱DIntelliTeam SG.IntelliTeam SG 基本功能 自動(dòng)分段 故障發(fā)生后，迅速地隔離故障點(diǎn) 自動(dòng)分段功能不依賴于通信系統(tǒng)，但是需要與變電站出線 斷路器保護(hù)配合好 自動(dòng)重構(gòu) 向盡可能多的線路段恢復(fù)供電 重構(gòu)過程中若有多個(gè)備用電源，可以設(shè)定優(yōu)先轉(zhuǎn)供順序。另外，

5、不會(huì)出現(xiàn)因重構(gòu)引起的過負(fù)荷 返回正常運(yùn)方 故障排除后，可自動(dòng)或手動(dòng)使系統(tǒng)返回至正常運(yùn)行方式。此功能可選.IntelliTeam SG 重要特征 快速自愈功能 具有“快速自愈”和“專家自愈”兩種重構(gòu)模式l快速自愈 系統(tǒng)發(fā)生故障后，能夠迅速就地隔離故障點(diǎn)，恢復(fù)非故障線路段的供電。減少了不必要的開關(guān)動(dòng)作，大大減少了系統(tǒng)自愈所需的時(shí)間（可在10秒之內(nèi)）l專家自愈 在故障點(diǎn)被隔離后，而備用電源沒有足夠的轉(zhuǎn)供能力，則進(jìn)入“專家自愈”模式 具體說明請(qǐng)見以下的案例.案例 快速自愈組組160A組組370A組組4 30A組組540A組組660A100A Max350A Max400A Max120A0A0AN.O

6、.N.O.組組2 120A260AN.O.IR3IR9IR2IR7IR8IR6IR4IR1IR5變電站2變電站4變電站1變電站3系統(tǒng)正常運(yùn)行方式Max：最大允許負(fù)荷.組組160A組組370A組組430A組組540A組組6 60A100A Max350A Max400A Max 變電站3出線在變電站出線端永久相間故障，出線斷路器跳閘，重合不成，再次跳閘并閉鎖 120A0A0AN.O.N.O.組組2120A0AN.O.IR3IR9IR2IR7IR8IR6IR4IR1IR5變電站2變電站4變電站1變電站3案例 快速自愈.組組1 60A組組370A組組430A組組540A組組660A100A Max3

7、50A Max400A MaxIR5 檢測(cè)到失壓，立即啟動(dòng)進(jìn)入“快速自愈”模式 120A0A0AN.O.N.O.組組2 120A0AN.O.IR3IR9IR2IR7IR8IR6IR4IR1IR5變電站2變電站4變電站1變電站3案例 快速自愈.組組1 60A組組370A組組430A組組540A組組660A100A Max350A Max400A Max IR5分閘120A0A0AN.O.N.O.組組2 120A0AN.O.IR3IR9IR2IR7IR8IR6IR4IR1IR5變電站2變電站4變電站1變電站3案例 快速自愈.組組1 60A組組370A組組430A組組540A組組660A100A M

8、ax350A Max400A Max IR8合閘 重構(gòu)結(jié)束重構(gòu)結(jié)束120A260A0AN.O.N.O.組組2 120A0AN.O.IR3IR9IR2IR7IR8IR6IR4IR1IR5變電站2變電站4變電站1變電站3案例 快速自愈.IntelliTeam SG 重要特征二 方便快捷的保護(hù)配置軟件 IntelliTeam SG Designer設(shè)計(jì)軟件 配網(wǎng)保護(hù)的合理配置一直困擾著配電專家 .定值整定 畫出系統(tǒng)的單線圖設(shè)定少量必須的基 本參數(shù)形成定值傳至現(xiàn)場(chǎng)各設(shè)備 .IntelliTeam SG 重要特征三 重構(gòu)后的負(fù)荷管理 在“系統(tǒng)重構(gòu)”后到“返回正常運(yùn)行方式”這段時(shí)間內(nèi)，若系統(tǒng)出現(xiàn)過負(fù)荷，I

9、ntelliTeam SG 可根據(jù)設(shè)定值執(zhí)行以下的任一操作直接切除多余的負(fù)荷，用戶可預(yù)先設(shè)定切負(fù)荷的優(yōu)先順序不允許切除負(fù)荷，將多余的負(fù)荷切至其它具有足夠轉(zhuǎn)供能力的備用電源上，在轉(zhuǎn)供過程中可設(shè)允許系統(tǒng)短時(shí)合環(huán)或不允許系統(tǒng)合環(huán)先盡量轉(zhuǎn)移多余的負(fù)荷，若還不能消除過負(fù)荷再切除多余的負(fù)荷 .IntelliTeam SG 重要特征四 現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)測(cè)試SAT測(cè)試目的 檢驗(yàn)系統(tǒng)二次參數(shù)設(shè)置是否正確、合理 檢驗(yàn)系統(tǒng)一次設(shè)備是否可靠 檢驗(yàn)通信系統(tǒng)是否正常 了解故障時(shí)系統(tǒng)重構(gòu)時(shí)間測(cè)試基本條件 裝有“現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)測(cè)試管理”軟件的電腦一臺(tái) 現(xiàn)場(chǎng)一二次設(shè)備均設(shè)為正常運(yùn)行狀態(tài) 通信系統(tǒng)正常運(yùn)行 通過SAT管理軟件模擬系統(tǒng)各種類型的

10、故障，在軟件窗口中顯示詳細(xì)動(dòng)作情況 .IntelliTeam SG 重要特征五 事件即時(shí)回放 在設(shè)計(jì)軟件窗口中回放整個(gè)事件的動(dòng)作過程，在一個(gè)文件中形成完整的故障報(bào)告 大大簡(jiǎn)化了故障發(fā)生后的判斷和分析過程.IntelliTeam SG 重要特征六 借助通信加強(qiáng)保護(hù)配合 故障發(fā)生， IR2、IR3和IR4過流保護(hù)可能都會(huì)啟動(dòng)，靠近故障點(diǎn)的IR4向IR3,IR3向IR2發(fā)過流保護(hù)延時(shí)動(dòng)作命令。.IntelliTeam SG 重要特征七 新的正常運(yùn)行方式 若一次接線系統(tǒng)的正常運(yùn)行方式有所改變，僅需進(jìn)行以下的操作：l在IntelliTeam Designer設(shè)計(jì)軟件窗口中畫出新的正常運(yùn)行方式下的系統(tǒng)單線

11、圖;l通過通信系統(tǒng)，將IntelliTeam Designer設(shè)計(jì)軟件與系統(tǒng)中的任一設(shè)備連接起來;l根據(jù)IntelliTeam Designer設(shè)計(jì)軟件的提示逐一完成系統(tǒng)所有設(shè)備的配置.其它應(yīng)用 孤島效應(yīng)用于接有電能儲(chǔ)存系統(tǒng)的配電系統(tǒng).IntelliRupter智能脈沖式重合器配電領(lǐng)域內(nèi)極具革命性創(chuàng)新的智能保護(hù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)先進(jìn)精精確的傳感系統(tǒng)、一二次一體式結(jié)構(gòu);獨(dú)特的脈沖關(guān)合技術(shù)，用戶可根據(jù)需要設(shè)定脈沖檢測(cè)次數(shù); 和間隔觸頭合分一次僅3-8ms;WiFi、GPS、光纖或無線;切除故障總時(shí)間不超過35ms;安全性高，高度智能化系統(tǒng);現(xiàn)場(chǎng)直接吊裝，無任何外接部件，完全免維護(hù) .3,0004,0006,

12、0008,00010,000-1,000,0002,000,0003,000,0004,000,0005,000,0006,000,000Available F a ult Curr ent (amps)Conventio n a lReclosin gPulseClo s in g注入的能量對(duì)比示意圖故障電流故障電流(A)脈沖式重合器脈沖式重合器傳統(tǒng)重合器傳統(tǒng)重合器 電源側(cè)電壓特定相位角(118度)關(guān)合 快速的合-分操作,注入能量小:脈沖時(shí)間為38ms 脈沖關(guān)合操作始終有 一個(gè)合-分操作:分析脈沖信號(hào), 然后判斷故障。將脈沖信號(hào)發(fā)出后的返還數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)模型庫(kù)中已存4萬次試驗(yàn)結(jié)果狀況比較，確認(rèn)是

13、否有故障。.不同合閘角度下的脈沖比較 90.不同合閘角度下的脈沖比較 0.不同合閘角度下的脈沖比較 118.脈沖關(guān)合-AB相間永久故障Test 1Test 2Initial TripPhase C (A)Phase B (A)Phase A (A)非故障電流脈沖非故障電流脈沖Fault-Pulses故障電流脈沖故障電流脈沖可排除勵(lì)磁涌流可排除勵(lì)磁涌流Time (s).普通重合器 VS S&C脈沖式重合器普通重合器通過重合閘測(cè)試引發(fā)其他故障巨大的系統(tǒng)沖擊故障穿越變壓器相連的周邊線路電壓暫降保護(hù)難以配合脈沖式重合器通過脈沖關(guān)合測(cè)試 注入能量 2% 無系統(tǒng)沖擊無故障穿越變壓器相連的周邊線路無

14、電壓暫降脈沖探尋解決了配合問題消除普通重合器在重合于永久故障時(shí)產(chǎn)生的負(fù)面影響：電壓暫降電壓暫降、機(jī)械應(yīng)力機(jī)械應(yīng)力、熱應(yīng)力熱應(yīng)力和設(shè)備損壞設(shè)備損壞電壓/電流傳感器和真空滅弧室電源模塊通信模塊保護(hù)和控制模塊手動(dòng)操作桿分相分合閘指示器避雷器.相電流保護(hù)（可帶方向）、零序電流保護(hù)，設(shè)有正序元件、電流速斷和定時(shí)限元件;過流方向閉鎖;過壓和失壓;系統(tǒng)頻率高和頻率低;三相不平衡;同步檢測(cè);躲涌流; 配置、監(jiān)控方便.地面柜式地面柜式柱上緊湊式柱上緊湊式柱上直立式柱上直立式 安裝方式.電流電流/ /電壓傳感器電壓傳感器整體式儲(chǔ)能操動(dòng)機(jī)構(gòu)整體式儲(chǔ)能操動(dòng)機(jī)構(gòu)手動(dòng)操作拉環(huán)手動(dòng)操作拉環(huán)失電時(shí)失電時(shí), ,可進(jìn)行手動(dòng)操作可

15、進(jìn)行手動(dòng)操作Cypoxy Cypoxy 絕緣子絕緣子 密封密封SFSF6 6滅弧室滅弧室分合閘指示器分合閘指示器Scada-MateTM CX智能負(fù)荷開關(guān).Scada-Mate CX SF6負(fù)荷開關(guān)顯著特點(diǎn)全密封的SF6滅弧室, SF6正常壓力為0.055Mpa，無SF6泄露現(xiàn)象，無需監(jiān)視SF6壓力。即使發(fā)生SF6泄漏，零表壓下，開關(guān)仍可正常運(yùn)行，開斷有限次數(shù)的負(fù)荷電流;可根據(jù)需要選擇整體式電流/電壓傳感器的位置和數(shù)量，電壓傳感器還可為與其配套的控制單元提供電源;安裝簡(jiǎn)易，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要提供多種安裝方式，如：直立式、層疊式等;整體式結(jié)構(gòu)，無需多余的零配件，結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)約空間、整潔美觀，實(shí)現(xiàn)真正的免維護(hù);.層疊式安裝層疊式安裝緊湊式安裝緊湊式安裝直立式安裝直立式安裝 安裝方式.較大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)較大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)鈉硫蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)鈉硫蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)小區(qū)儲(chǔ)能系統(tǒng)小區(qū)儲(chǔ)能系統(tǒng)S&CS&C.S&C智能電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)解決方案智能電網(wǎng)電能儲(chǔ)存管理系統(tǒng) (SMS)(1 MW / 1.25 MVA to 4 MW / 5MVA+更大容量鈉硫蓄電池)智能電網(wǎng)小區(qū)儲(chǔ)能系統(tǒng) (CES)(25 kVA).智能電網(wǎng)電能儲(chǔ)存管理系統(tǒng) (SMS). SMS部分客戶列表西弗吉尼亞州Charleston, WV (1MW)俄亥俄州Bluffton,