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美国电科院《智能电网成本与收益评估报告》

2011/11/21 13:44:30    4135

来源：仪表网

摘要：

　　配电自动化通过整合监控与数据采集系统、配电感应器、智能电子设备以及双向通信系统，来优化系统性能。在覆盖密集的城市网络区域，配电自动化还包括网络变压器和保护装置。监控与数据采集系统收集并报告电压等级、电流需求量、MVA和VAR流量、设备状态、运行状态，及事件记录，允许操作员远程操控电容器组、断路器和调控电压。连接自动开关、重合器和电容器的变电站自动化将会使智能电网功能性发挥到大。
　　
　　这包括了实现配电变电站、测量基础设施的智能化，还包括实现连接上述电网两个主要部分的配电馈线线路及元件的智能化。也就是说使配电系统开关自动化，允许自动重新配置;使保护系统自动化、对其进行改装，以便分布式能源的重组和整合;整合电力电子控制器和其它技术，用来加强可靠性和系统性能;通过电压和无功控制降低损耗、提高电能质量、促进可再生能源一体化，从而优化系统性能。
　　
　　智能头端馈线重合器和继电器
　　
　　以微处理器为基础的智能中继器和重合器代替机电保护系统成为智能电网运行不可分割的一部分。其优势包括：多功能性也就是即时和时限过电流保护、高敏感度、同其他设备更好的融合性、自我诊断能力。到2030年所有馈电线中约70%将装有智能重合器和中继器，据估计单位成本为50，000美元。
　　
　　智能重合器
　　
　　在馈线上使用智能开关和保护装置，可以使馈线各部分相互隔绝，从而提高可靠性。到2030年所有馈线中约25%将配有智能重合器和中继器，据估计单位成本为100,000到150,000美元。
　　
　　远程控制开关
　　
　　远程控制开关拥有分布式智能，并使用不需中央控制即可运行的对等通信技术，这样在断供期间，故障会被隔离，电力也可迅速恢复。如此，配电系统操作员不再是可以实现该功能的途径。据估计到2030年，所有馈线中的5%将会安有远程控制开关，成本为50,000到75,000美元。
　　
　　包含配电短路电流限制器的电力电子设备
　　
　　电力电子技术的进步不仅提高对故障的防护，还允许不同频率、相位和电压之间更灵活地转换，同时仍旧提供给终端用户合适的交流电压。到2030年57,000个变电站中约有5%将会启用电力电子设备，平均成本为80,000美元/套。
　　
　　馈线电压和无功控制
　　
　　对于所有电力配电馈线来说，电压和无功控制是为在馈线所有节点获得可接受电压和获得高功率因素的基本需求。近旨在提高功效、降低需求、获得更高资产利用率方面的努力，为我们指明了电压/无功控制以及优化的重要性。功效还面临无功负载产生的系统损耗，比如洗衣机和空调。通过优化电压和无功控制，高功效性能够得以实现。到2030年，据估计566,000配电馈线中的55%将会安装电压无功控制，平均成本为258,000美元/线。
　　
　　智能电网软件将会连接自动化变电站的信息流和分布在配电系统的监测与数据采集系统里的数据点，通过分析和推荐针对配电系统的重新架构，实现性能的大化。优化电路将使线路损耗降至低，并会整合计量系统的客户数据，从而调控电压，使其仍能维持在客户可接受的水平之上。该项功能将有助于降压保护措施的实施，以便节能。随着智能电网发展，优化性会从此方面扩展到其他方面，比如可靠性的优化、电力质量和资产管理的优化。
　　
　　到2030年，据估计现有的配电馈线中55%将会装配配电自动化系统，成本为每线308,000美元，到2030年所有新馈线会装配该系统。根据此分析，馈线自动化本身也可能有额外成本，如6-4表格所示，据估计配电自动化智能电网投资约达960亿美元。
　　
　　表6-4配电自动化成本
　　
　　如表格6-5所示，2010年到2030年，配电馈线自动化总投资超过920亿美元。
　　
　　表6-5现有系统配电馈线自动化成本
　　
　　表6-6新配电馈线自动化成本

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