分布式智能与储能技术在智能配电网中的应用

1、关于施恩禧(S&C)电气 成立于1911年，总部位于美国伊利诺斯州的芝加哥市, 施恩禧电气（中国）有限公司成立于1999年 电力开关和保护专家 技术革新历史，走在智能电网技术的前沿 在六个国家设有分公司191719251933193719401954195619561959199019901982194219751996199720022000200620072010电力系统智能化 智能电网 具有学习、理解能力，清楚知道目的及如何根据实时情况进行决策 整体规划能力强 根据实时情况，设定不同的目的 所有动作都是积极主动的，不需人为干预 智能电网的“智能”体现在可观测、可控制、分布式分布式智能智能

2、、高级分析、自适应、自愈等方面 分布式智能系统 基本概念 在逻辑上或物理上分散的智能系统并行地、相互协作地实现问题求解 特点 分布的，既没有全局控制，也没有全局的数据存储 各个求解机构由计算机网络互连，对通信要求高 系统中诸机构能够相互协作，来求解单个机构难以解决，甚至不能解决的任务集中式智能系统分布式智能系统基本特征 不需要专门设立主站系统 P2P对等通信系统 高度智能化的配电终端 就地迅速隔离故障，可在几秒钟之内完成系统重构 支持接入新能源 可处理系统多重故障 任何设备的设置均不需要考虑未来一次系统的变化 注意：分布式智能系统和就地型注意：分布式智能系统和就地型FA的关系！的关系！ 分布式

3、智能属于就地型分布式智能属于就地型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 分布式智能是智能电网重要技术之一！分布式智能是智能电网重要技术之一！ IntelliTeam SG系统二次配置便捷系统二次配置便捷便于事件分析便于事件分析 远程监控系统远程监控系统IntelliTeam SG智能配电网络重构系统 具有超强自愈能力的智能配电产品 真正意义上的分布式智能系统 15年应的成功运行经验 广泛用于世界各地的配网 IntelliTeam SG 完整的智能配电网络IntelliRupter智能脉冲式重合器智能脉冲式重合器电能储存系统电能储存系统LAN / WAN 通信网络通信

4、网络非非S&C设设备接入备接入 变电站出线断路器接入变电站出线断路器接入环网柜环网柜负荷开关负荷开关SCADA / EMS / DMS新能源新能源远方实时监控远方实时监控GIS地理信息系统地理信息系统IntelliTEAM SGSpeedNetIntelliCom WAN实时拓扑图实时拓扑图IntelliTeam SGIntelliTeam SG 基本功能 自动分段 故障发生后，迅速地隔离故障点 自动分段功能不依赖于通信系统，但是需要与变电站出线 断路器保护配合好 自动重构 向尽可能多的线路段恢复供电 重构过程中若有多个备用电源，可以设定优先转供顺序。另外，不会出现因重构引起的过负荷 返回正常

5、运方 故障排除后，可自动或手动使系统返回至正常运行方式。此功能可选IntelliTeam SG 重要特征 快速自愈功能 具有“快速自愈”和“专家自愈”两种重构模式l快速自愈 系统发生故障后，能够迅速就地隔离故障点，恢复非故障线路段的供电。减少了不必要的开关动作，大大减少了系统自愈所需的时间（可在10秒之内）l专家自愈 在故障点被隔离后，而备用电源没有足够的转供能力，则进入“专家自愈”模式 具体说明请见以下的案例案例 快速自愈组组160A组组370A组组4 30A组组540A组组660A100A Max350A Max400A Max120A0A0AN.O.N.O.组组2 120A260AN.O

6、.IR3IR9IR2IR7IR8IR6IR4IR1IR5变电站2变电站4变电站1变电站3系统正常运行方式Max：最大允许负荷组组160A组组370A组组430A组组540A组组6 60A100A Max350A Max400A Max 变电站3出线在变电站出线端永久相间故障，出线断路器跳闸，重合不成，再次跳闸并闭锁 120A0A0AN.O.N.O.组组2120A0AN.O.IR3IR9IR2IR7IR8IR6IR4IR1IR5变电站2变电站4变电站1变电站3案例 快速自愈组组1 60A组组370A组组430A组组540A组组660A100A Max350A Max400A MaxIR5 检测到

7、失压，立即启动进入“快速自愈”模式 120A0A0AN.O.N.O.组组2 120A0AN.O.IR3IR9IR2IR7IR8IR6IR4IR1IR5变电站2变电站4变电站1变电站3案例 快速自愈组组1 60A组组370A组组430A组组540A组组660A100A Max350A Max400A Max IR5分闸120A0A0AN.O.N.O.组组2 120A0AN.O.IR3IR9IR2IR7IR8IR6IR4IR1IR5变电站2变电站4变电站1变电站3案例 快速自愈组组1 60A组组370A组组430A组组540A组组660A100A Max350A Max400A Max IR8合闸

8、 重构结束重构结束120A260A0AN.O.N.O.组组2 120A0AN.O.IR3IR9IR2IR7IR8IR6IR4IR1IR5变电站2变电站4变电站1变电站3案例 快速自愈IntelliTeam SG 重要特征二 方便快捷的保护配置软件 IntelliTeam SG Designer设计软件 配网保护的合理配置一直困扰着配电专家 定值整定 画出系统的单线图设定少量必须的基 本参数形成定值传至现场各设备 IntelliTeam SG 重要特征三 重构后的负荷管理 在“系统重构”后到“返回正常运行方式”这段时间内，若系统出现过负荷，IntelliTeam SG 可根据设定值执行以下的任一

9、操作直接切除多余的负荷，用户可预先设定切负荷的优先顺序不允许切除负荷，将多余的负荷切至其它具有足够转供能力的备用电源上，在转供过程中可设允许系统短时合环或不允许系统合环先尽量转移多余的负荷，若还不能消除过负荷再切除多余的负荷 IntelliTeam SG 重要特征四 现场自动测试SAT测试目的 检验系统二次参数设置是否正确、合理 检验系统一次设备是否可靠 检验通信系统是否正常 了解故障时系统重构时间测试基本条件 装有“现场自动测试管理”软件的电脑一台 现场一二次设备均设为正常运行状态 通信系统正常运行 通过SAT管理软件模拟系统各种类型的故障，在软件窗口中显示详细动作情况 IntelliTea

10、m SG 重要特征五 事件即时回放 在设计软件窗口中回放整个事件的动作过程，在一个文件中形成完整的故障报告 大大简化了故障发生后的判断和分析过程IntelliTeam SG 重要特征六 借助通信加强保护配合 故障发生， IR2、IR3和IR4过流保护可能都会启动，靠近故障点的IR4向IR3,IR3向IR2发过流保护延时动作命令。IntelliTeam SG 重要特征七 新的正常运行方式 若一次接线系统的正常运行方式有所改变，仅需进行以下的操作：l在IntelliTeam Designer设计软件窗口中画出新的正常运行方式下的系统单线图;l通过通信系统，将IntelliTeam Designer

11、设计软件与系统中的任一设备连接起来;l根据IntelliTeam Designer设计软件的提示逐一完成系统所有设备的配置其它应用 孤岛效应用于接有电能储存系统的配电系统IntelliRupter智能脉冲式重合器配电领域内极具革命性创新的智能保护产品设计先进精精确的传感系统、一二次一体式结构;独特的脉冲关合技术，用户可根据需要设定脉冲检测次数; 和间隔触头合分一次仅3-8ms;WiFi、GPS、光纤或无线;切除故障总时间不超过35ms;安全性高，高度智能化系统;现场直接吊装，无任何外接部件，完全免维护 3,0004,0006,0008,00010,000-1,000,0002,000,0003

12、,000,0004,000,0005,000,0006,000,000Available F a ult Curr ent (amps)Conventio n a lReclosin gPulseClo s in g注入的能量对比示意图故障电流故障电流(A)脉冲式重合器脉冲式重合器传统重合器传统重合器 电源侧电压特定相位角(118度)关合 快速的合-分操作,注入能量小:脉冲时间为38ms 脉冲关合操作始终有 一个合-分操作:分析脉冲信号, 然后判断故障。将脉冲信号发出后的返还数据与数据模型库中已存4万次试验结果状况比较，确认是否有故障。不同合闸角度下的脉冲比较 90不同合闸角度下的脉冲比较 0

13、不同合闸角度下的脉冲比较 118脉冲关合-AB相间永久故障Test 1Test 2Initial TripPhase C (A)Phase B (A)Phase A (A)非故障电流脉冲非故障电流脉冲Fault-Pulses故障电流脉冲故障电流脉冲可排除励磁涌流可排除励磁涌流Time (s)普通重合器 VS S&C脉冲式重合器普通重合器通过重合闸测试引发其他故障巨大的系统冲击故障穿越变压器相连的周边线路电压暂降保护难以配合脉冲式重合器通过脉冲关合测试 注入能量 2% 无系统冲击无故障穿越变压器相连的周边线路无电压暂降脉冲探寻解决了配合问题消除普通重合器在重合于永久故障时产生的负面影响：电压暂降

14、电压暂降、机械应力机械应力、热应力热应力和设备损坏设备损坏电压/电流传感器和真空灭弧室电源模块通信模块保护和控制模块手动操作杆分相分合闸指示器避雷器相电流保护（可带方向）、零序电流保护，设有正序元件、电流速断和定时限元件;过流方向闭锁;过压和失压;系统频率高和频率低;三相不平衡;同步检测;躲涌流; 配置、监控方便地面柜式地面柜式柱上紧凑式柱上紧凑式柱上直立式柱上直立式 安装方式电流电流/ /电压传感器电压传感器整体式储能操动机构整体式储能操动机构手动操作拉环手动操作拉环失电时失电时, ,可进行手动操作可进行手动操作Cypoxy Cypoxy 绝缘子绝缘子 密封密封SFSF6 6灭弧室灭弧室分合

15、闸指示器分合闸指示器Scada-MateTM CX智能负荷开关Scada-Mate CX SF6负荷开关显著特点全密封的SF6灭弧室, SF6正常压力为0.055Mpa，无SF6泄露现象，无需监视SF6压力。即使发生SF6泄漏，零表压下，开关仍可正常运行，开断有限次数的负荷电流;可根据需要选择整体式电流/电压传感器的位置和数量，电压传感器还可为与其配套的控制单元提供电源;安装简易，可根据现场需要提供多种安装方式，如：直立式、层叠式等;整体式结构，无需多余的零配件，结构紧凑，节约空间、整洁美观，实现真正的免维护;层叠式安装层叠式安装紧凑式安装紧凑式安装直立式安装直立式安装 安装方式较大规模储能系统较大规模储能系统钠硫蓄电池储能系统钠硫蓄电池储能系统小区储能系统小区储能系统S&CS&CS&C智能电网储能系统解决方案智能电网电能储存管理系统 (SMS)(1 MW / 1.25 MVA to 4 MW / 5MVA+更大容量钠硫蓄电池)智能电网小区储能系统 (CES)(25 kVA)智能电网电能储存管理系统 (SMS) SMS部分客户列表西弗吉尼亚州Charleston, WV (1MW)俄亥俄州Bluffton,