电力配网可靠性技术应用探讨
作者 王燕 许丙义
发表于 2025年3月

【摘 要】随着社会经济的迅速发展,对电力需求不断增加,电力系统的稳定性和可靠性日益成为公众和行业关注的热点问题。为提高电力配网在实际运行中的可靠性,本文首先分析了配网可靠性的关键影响因素,针对具体因素,本文提出相应的可靠性提升策略,如采用动态无功补偿技术、智能故障定位与自动化恢复系统,有效提升了配网系统的可靠性,以供实践参考。

【关键词】电力配网;可靠性;负荷波动;故障处理;网络结构

引言

电力配网作为电力系统的终端环节,其可靠性直接关系到最终用户的用电质量和供电安全。随着社会经济的快速发展和人们生活水平的提高,对电力供应的稳定性和可靠性要求越来越高。同时,新能源的广泛接入、智能化技术的应用以及用户侧需求响应等新情况不仅增加了配网系统复杂性,也对传统配网运行模式提出了更高要求,给配网运行管理带来了新挑战。此背景下,探索和研究电力配网可靠性技术成为当务之急。因此,探讨如何采用先进技术手段,提升配网系统抗风险能力,并确保供电服务质量具有重要的现实意义。本文旨在对电力配网可靠性技术应用进行深入分析与探讨,明确相关技术的实际应用方法,以达到提高电力配网可靠性的目的。

一、电力配网可靠性的影响因素

(一)负荷波动

负荷波动指电力系统中用电量的不稳定变化,目前这种变化可分为周期性和随机性两种,其中周期性指日负荷曲线和季节性变化,随机性指突发事件导致的异常用电量增减,或新能源因气候因素导致的发电量增减。负荷波动对电力配网可靠性影响较大,当用电量突然增加时,如果供电能力跟不上需求增速,会造成配网中某些节点或区域的电压下降,严重时甚至会出现低于设备正常运行所需最小电压水平的情况。同时,在新能源大规模接入背景下,太阳能和风能等可再生能源由于其自身特性使得配网负荷更加复杂多变,这些新型负载特征给传统以稳定供应为主要目标的配网设计和运营带来了较大挑战[1]。

(二)故障处理能力不足

目前,当配网系统出现故障时(如线路断裂、设备损坏等),系统恢复正常供电功能的效率和效果不理想,这种情况直接影响到配网可靠性。造成此现象的原因可归结三种,一是电力配网在信息获取与处理方面存在滞后的情况,在发生故障时无法迅速定位问题和判断故障范围及性质,延长了响应时间,甚至导致错误判断。二是当故障处理资源(如应急修复队伍、备用设备等)分布不合理或总量不足时,即便已经正确诊断出故障原因和位置也无法迅速进行修复作业。三是缺少先进技术支持(例如自愈网络技术、智能诊断工具等)使得故障处理过程依赖人工判断较多、修复时间长、成功率低[2]。

(三)网络结构单一

网络结构单一是影响电力配网可靠性的重要因素。当电力系统的网络结构单一,缺乏冗余路径时,如果某设备或者某线路发生故障,极易引起大面积的停电,影响电力供应。例如,雷电、台风等自然灾害,或者设备老化、设备维护等原因均会导致配网的某一部分设备发生故障。同时,网络结构单一也限制了电力系统的扩展性,比如系统设计之初,未充分考虑将来的扩展需求,那么在系统用户增加或用电需求增大的情况下,会面临扩容的问题,因此冗余性与电力系统的可靠性直接相关[3]。

二、电力配网可靠性的提升策略

(一)动态无功补偿和负荷管理

电力配网中,针对负荷波动的问题,可利用动态无功补偿技术调节电网中的无功功率,优化电压分布,提高电力系统的稳定性和传输效率。负荷管理则以调配电网负荷,减少系统负荷波动,避免过载运行为主,以提高电网的运行效率和可靠性[4]。

动态无功补偿装置主要包括静止无功补偿器(SVC)、静态同步补偿器(STATCOM)。其中SVC 的作用是调节电感和电容的并联组合补偿无功功率,而STATCOM 则是利用电力电子技术生成所需的无功功率,对系统电压进行快速、动态的调节。以STATCOM 为例,其工作原理可以用式(1)表示:

Q =V × ISTATCOM (1)

式(1)中的Q 表示STATCOM 提供或吸收的无功功率(单位为MVar),V 表示系统电压(单位为kV)。

本文刊登于《消费电子》2024年12期
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