智能电网故障诊断综述免费.docx

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智能电网故障诊断综述免费

智能电网故障诊断综述

Abstract:

Withthedevelopmentofinformationtechnology,thegrowingcomplexityofpowersystemoperationandpowermarketreform,thetraditionalpowergridneedforfurtherintegrationandinformationtechnology.Becomeastrongunifiedgridsmartgriddevelopment,anoverviewoftheproposedsmartgridconceptandhistoricaldevelopmentofthetypicalcharacteristicsofsmartgridandsmartgridthatthemaintechnicalmeans.Finally,theexistingfaultdiagnosistechniquesathomeandabroadisreviewedandfutureprospects.

Keywords：

smartgrid；Intelligentscheduling；Diagnosis

摘要：

随着信息技术的发展、电力系统运行的日益复杂以及电力市场化改革的深入，传统电网需要与信息技术进行进一步融合。

统一坚强的智能电网成为电网发展方向，概述智能电网概念的提出和历史发展，分析智能电网典型特征，并指出智能电网的主要技术手段。

最后对国内外现有的故障诊断技术进行综述和未来展望。

关键词：

智能电网；智能调度；故障诊断

引言：

我国电力正处于一个高速发展的时期,电力系统的迅速发展、受端负荷的持续增长、跨区域联网规模的扩大、电力工业市场化改革以及生态环境的约束使电网结构和运行方式日趋复杂,使电网状态趋近其运行极限,系统运行的不稳定因素增多,种种情况导致因偶发故障引发大规模停电风险的概率增高。

电网是国民经济发展的大动脉,一旦发生大面积停电,后果不堪设想。

2003年,美国、加拿大及欧洲先后发生的大面积停电事件以及我国2008年雪灾中部分地区的电网事故,都造成了巨大的经济损失和社会影响。

随着社会经济的发展,科学技术的进步以及人民生活水平的提高,人们对电力的需求和依赖性越来越大,对安全、优质供电的需求越来越强。

［1］

为解决电网发展的瓶颈问题，美国以及欧洲做出了积极的探索，他们期望通过一个数字化信息网络系统将能源资源开发、输送、储存、转换（发电）、输电、配电、供电、售电、服务以及蓄能与能源终端用户的各种电器设备和其它用能设施连接在一起，通过智能化控制实现精确供能、对应供能、互助供能和互补供能，将能源利用效率和能源供应安全提高到全新的水平，将污染与温室气体排放降低到环境可以接受的程度，使用户成本和投资效益达到一种合理的状态，但是，智能电网领域会出现很多的故障，解决这些故障是十分必须的，为此，在综述国内外现有的故障诊断技术的基础上，我们将努力找寻一些方法去解决部分问题，并对未来智能电网故障诊断进行展望。

［2］

第一章智能电网

1、智能电网的概念［3］

智能电网，就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。

2、基本简介

智能电网概念的发展有3个里程碑：

　第一个就是2006年，美国IBM公司提出的“智能电网”解决方案。

IBM的智能电网主要是解决电网安全运行、提高可靠性，从其在中国发布的《建设智能电网创新运营管理-中国电力发展的新思路》白皮书可以看出，解决方案主要包括以下几个方面：

一是通过传感器连接资产和设备提高数字化程度;二是数据的整合体系和数据的收集体系;三是进行分析的能力，即依据已经掌握的数据进行相关分析，以优化运行和管理。

该方案提供了一个大的框架，通过对电力生产、输送、零售的各个环节的优化管理，为相关企业提高运行效率及可靠性、降低成本描绘了一个蓝图。

是IBM一个市场推广策略。

　第二个是奥巴马上任后提出的能源计划，除了以公布的计划，美国还将着重集中对每年要耗费1200亿美元的电路损耗和故障维修的电网系统进行升级换代，建立美国横跨四个时区的统一电网;发展智能电网产业，最大限度发挥美国国家电网的价值和效率，将逐步实现美国太阳能、风能、地热能的统一入网管理;全面推进分布式能源管理，创造世界上最高的能源使用效率。

　可以看出美国政府的智能电网有三个目的，一个是由于美国电网设备比较落后，急需进行更新改造，提高电网运营的可靠性;二是通过智能电网建设将美国拉出金融危机的泥潭;三是提高能源利用效率。

第三个是中国能源专家武建东提出的“互动电网。

互动电网，英文为InteractiveSmartGrid[4]，它将智能电网的含义涵盖其中。

互动电网定义为：

在开放和互联的信息模式基础上，通过加载系统数字设备和升级电网网络管理系统，实现发电、输电、供电、用电、客户售电、电网分级调度、综合服务等电力产业全流程的智能化、信息化、分级化互动管理，是集合了产业革命、技术革命和管理革命的综合性的效率变革。

它将再造电网的信息回路，构建用户新型的反馈方式，推动电网整体转型为节能基础设施，提高能源效率，降低客户成本，减少温室气体排放，创造电网价值的最大化。

   互动电网还可以通过电子终端将用户之间、用户和电网公司之间形成网络互动和即时连接，实现电力数据读取的实时、高速、双向的总体效果，实现电力、电讯、电视、智能家电控制和电池集成充电等的多用途开发，实现用户富裕电能的回售;可以整合系统中的数据，完善中央电力体系的集成作用，实现有效的临界负荷保护，实现各种电源和客户终端与电网的无缝互连，由此可以优化电网的管理，将电网提升为互动运转的全新模式，形成电网全新的服务功能，提高整个电网的可靠性、可用性和综合效率。

3、历史发展

2005年，坎贝尔发明了一种技术，利用的是（Swarm群体行为）原理，让大楼里的电器互相协调，减少大楼在用电高峰期的用电量。

坎贝尔发明了一种无线控制器，与大楼的各个电器相连，并实现有效控制。

比如，一台空调运转15分钟，以把室内温度维持在24℃;而另外两台空调可能会在保证室内温度的前提下，停运15分钟。

这样，在不牺牲每个个体的前提下，整个大楼的节能目标便可以实现。

这个技术赋予电器于智能，提高能源的利用效率。

2006年欧盟理事会的能源绿皮书《欧洲可持续的、竞争的和安全的电能策略》（AEuropeanStrategyforSustainable，CompetitiveandSecureEnergy）强调智能电网技术是保证欧盟电网电能质量的一个关键技术和发展方向。

这时候的智能电网应该是指输配电过程中的自动化技术。

  2006年中期，一家名叫“网点“（GridPoint）的公司最近开始出售一种可用于监测家用电路耗电量的电子产品，可以通过互联网通信技术调整家用电器的用电量。

这个电子产品具有了一部分交互能够，可以看作智能电网中的一个基础设施。

2006年，美国IBM公司曾与全球电力专业研究机构、电力企业合作开发了“智能电网”解决方案。

这一方案被形象比喻为电力系统的“中枢神经系统”，电力公司可以通过使用传感器、计量表、数字控件和分析工具，自动监控电网，优化电网性能、防止断电、更快地恢复供电，消费者对电力使用的管理也可细化到每个联网的装置。

这个可以看作智能电网最完整的一个解决方案，标志着智能电网概念的正式诞生。

2007年10月，华东电网正式启动了智能电网可行性研究项目，并规划了从2008年至2030年的“三步走”战略，即：

在2010年初步建成电网高级调度中心，2020年全面建成具有初步智能特性的数字化电网，2030年真正建成具有自愈能力的智能电网。

该项目的启动标志着中国开始进入智能电网领域。

2008年美国科罗拉多州的波尔得（Boulder）已经成为了全美第一个智能电网城市，每户家庭都安排了智能电表，人们可以很直观地了解当时的电价，从而把一些事情，比如洗衣服、烫衣服等安排在电价低的时间段。

电表还可以帮助人们优先使用风电和太阳能等清洁能源。

同时，变电站可以收集到每家每户的用电情况。

一旦有问题出现，可以重新配备电力。

2008年9月Google与通用电气联合发表声明对外宣布，他们正在共同开发清洁能源业务，核心是为美国打造国家智能电网。

2009年1月25日美国白宫最新发布的《复苏计划尺度报告》宣布：

将铺设或更新3000英里输电线路，并为4000万美国家庭安装智能电表--美国行将推动互动电网的整体革命。

2月2日独能源问题专家武建东在《全面推互动电网革命拉动经济创新转型》的文章中，明确提出中国电网亟须实施“互动电网”革命性改造。

2009年2月4日，地中海岛国马耳他在周三公布了和IBM达成的协议，双方同意建立一个“智能公用系统”，实现该国电网和供水系统数字化。

IBM及其合作伙伴将会把马耳他2万个普通电表替换成互动式电表，这样马耳他的电厂就能实时监控用电，并制定不同的电价来奖励节约用电的用户。

这个工程价值高达9100万美元（合7000万欧元），其中包括在电网中建立一个传感器网络。

这种传感器网络和输电线、各发电站以及其他的基础设施一起提供相关数据，让电厂能更有效地进行电力分配并检测到潜在问题。

IBM将会提供搜集分析数据的软件，帮助电厂发现机会，降低成本以及该国碳密集型发电厂的排放量。

2009年2月10日，谷歌表示已开始测试名为谷歌电表﹙PowerMeter﹚[5]的用电监测软件。

这是一个测试版在线仪表盘，相当于谷歌正在成为信息时代的公用基础设施。

  2009年2月28日，作为华北公司智能化电网建设的一部分--华北电网稳态、动态、暂态三位一体安全防御及全过程发电控制系统在京通过专家组的验收。

这套系统首次将以往分散的能量管理系统、电网广域动态监测系统、在线稳定分析预警系统高度集成，调度人员无需在不同系统和平台间频繁切换，便可实现对电网综合运行情况的全景监视并获取辅助决策支持。

此外，该系统通过搭建并网电厂管理考核和辅助服务市场品质分析平台，能有效提升调度部门对并网电厂管理的标准化和流程化水平。

美国谷歌2009年3月3日向美国议会进言，要求在建设“智能电网（SmartGrid）”时采用非垄断性标准。

4、智能目标

智能电网的目标是实现电网运行的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全，电网能够实现这些目标，就可以称其为智能电网。

智能电网必须更加可靠—智能电网不管用户在何时何地，都能提供可靠的电力供应。

它对电网可能出现的问题提出充分的告警，并能忍受大多数的电网扰动而不会断电。

它在用户受到断电影响之前就能采取有效的校正措施，以使电网用户免受供电中断的影响。

智能电网必须更加安全—智能电网能够经受物理的和网络的攻击而不会出现大面积停电或者不会付出高昂的恢复费用。

它更不容易受到自然灾害的影响。

智能电网必须更加经济—智能电网运行在供求平衡的基本规律之下，价格公平且供应充足。

智能电网必须更加高效—智能电网利用投资，控制成本，减少电力输送和分配的损耗，电力生产和资产利用更加高效。

通过控制潮流的方法，以减少输送功率拥堵和允许低成本的电源包括可再生能源的接入。

智能电网必须更加环境友好—智能电网通过在发电、输电、配电、储能和消费过程中的创新来减少对环境的影响。

进一步扩大可再生能源