智能电网中的检测、计量和测量新技术(原创)
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在智能电网中,采用各种先进的传感器、结合双向通信的智能表计与监视系统,用以监视用户端用电状况、电网设备的健全状态与网络安全状态,提供智能电网安全经济运行的最基础的功能。智能电网中的检测、计量和测量技术是智能电网五大关键支撑技术之一,以下对其作简要介绍。
1. 动态线路热容量
在线路、变压器等设备中安装确定动态容量的技术,可以支持额外的10% - 25%的容量。这些技术对于设备可以提供违反规划运行标准的解决方案,而又提供使收入增加(输电线路负荷)的机会。安装在各个铁塔上的线路各相的Dynaflo分布式串联阻抗装置,可以测量线路的温度。结合低成本无线传感器网络技术,可以计算出动态线路容量。这对于所有线路档距可建立动态容量,而不需要识别一个关键档距,并且可以不受微气象条件的影响。这些技术目前正处于演示阶段,预计商用大约需要2至3年时间。
2.用于系统信息的无线智能传感器
目前作为低成本无线节点的工作在2.4GHz和5.2GHz下、范围可达10英里的网状网络的智能无线电设备(IRD)已经上市,并且可以添加到各种变电站传感器(温度、Ι²t、功率等)和线路中(温度、张力、应力等)。这种IRD网络也可用于铁塔的可靠性宽带通信的网状网络无线节点。这些无授权的频率不会提供来自FCC的保护,并常遭受信号干扰。
I-Grid现在提供了一个全国性的基于Web的电力扰动监测和报告系统。它是一种用于测量电力系统参数的无线智能传感器,可收集各种系统远行信息,如电压、电流、有功和无功功率、功率因数等,它用于输电系统的关键节点,以及负荷贮器(Load Pocket)为动态的配电系统场合。目前在全美范围大约安装有1500个电能质量监测装置。该技术几乎能在任何特定地区提供事件分析。
3. 光纤电压互感器(PT)和电流互感器(CT)
NxtPhase和ABB公司可以提供任何电压等级准确测量电压和电流的计费标准的光纤电压互感器(PT)、电流互感器(CT)和仪表。其它光CT和光PT的生产商还有日本三菱电机和日立/东芝公司等。
4.用于状态信息的无线智能传感器
一种特别的或“自发”的网络是局域网或其它小型网络,尤其是与无线或临时插件连接的网络,其中的一些网络设备仅在通信对话期间、或者在有移动或便携式设备在非常接近网络的其它部分时作为网络的一部分。带有设备状态传感器的特定网络的集成,可以接近实时评估需要确定的资产的健全性。现时这方面有众多技术可供使用,其中包括:
(1)用于中小型变压器的Nortech热点监测装置,可供关注高压设备安全可靠运行的公用事业单位使用。
(2)实时测量变压器和有载调压转换开关油中溶解气体并预测其健康状况的先进的变压器监测工具,现在市场上已有商用产品供使用。
(3)断路器实时监测系统,可用于测量上次维护以来的操作次数、油或气体的绝缘水平和断路器机构特征波形。
(4)电缆监视器,通过监视线路的局部放电脉冲趋势或定期的脉冲测试,可以帮助确定地下电缆健全性的变化。
5. 消费者入口装置
基于一个开放灵活的架构,消费者入口装置(consumer portal)要有利于实施新的服务,如需求响应、实时定价、停电检测、远程连接/断开、支持分销业务、电能质量监测和提高客户的信息。此外,消费者入口要支持基于信息的新的解决方案,以提高工商企业、建筑物和住宅的效率、舒适性和安全性,并集成供电系统的应用。
美国Bonneville 电力管理局部(BPA)在其几百个客户地点已经成功展示消费者入口装置的无线解决方案程序。在此应用中消费者入口装置作为一个从客户的电表到其它可控负载(如泳池泵、热水器、空调等)的网关工作。目前消费者入口装置仅以一个有限的基数提供,而广泛部署带有全功能的装置估计将在3年以后。
