智能電網(wǎng)在樞紐機場的應(yīng)用

導(dǎo)語：智能電網(wǎng)在樞紐機場的應(yīng)用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：通過描述智能電網(wǎng)對樞紐機場的重要意義，綜述目前智能電網(wǎng)在樞紐機場的應(yīng)用情況。分析了智能變電站、智能巡檢、智能全景電網(wǎng)系統(tǒng)、分布式能源接入等在機場的重要意義，最后給出相應(yīng)分析結(jié)論。

關(guān)鍵詞：樞紐機場；智能電網(wǎng)；應(yīng)用分析

伴隨著科技的進步，傳統(tǒng)電網(wǎng)也在向智能化轉(zhuǎn)變。根據(jù)我國制定的智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，從2021年開始，智能電網(wǎng)將步入完善提升階段［1］。智能電網(wǎng)是以建設(shè)更加可靠、安全、經(jīng)濟、高效、環(huán)境友好和用電安全的電網(wǎng)為目標(biāo)，將精確的數(shù)據(jù)采集技術(shù)、高效的通信技術(shù)、準(zhǔn)確的控制技術(shù)、智能化的分析技術(shù)等技術(shù)與現(xiàn)有物理電網(wǎng)緊密聯(lián)合的新型電網(wǎng)。樞紐機場作為變電、配電、用電的重要組成部分，也應(yīng)向智能電網(wǎng)靠攏，在響應(yīng)國家政策的同時，打造一個更加智能、安全、環(huán)保的電力系統(tǒng)。

1智能電網(wǎng)對樞紐機場的發(fā)展意義

中國民用航空局正在加快推進以“平安機場、綠色機場、智慧機場、人文機場”為戰(zhàn)略核心的四型機場建設(shè)。因此，每個樞紐機場都將在注重質(zhì)量、效率、效益的基礎(chǔ)上，將自身打造成集內(nèi)在品質(zhì)和外在品位于一體的現(xiàn)代化民用機場。能源是當(dāng)今社會重要的組成部分，電力供應(yīng)影響到機場運行的方方面面。智能電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用和推廣有利于四型機場的建設(shè)。

1.1有利于平安機場的建設(shè)

穩(wěn)定電力供應(yīng)是建設(shè)平安機場的基石之一，樞紐機場可以采用智能電網(wǎng)的先進技術(shù)，促進平安機場的建設(shè)。樞紐機場可以建設(shè)智能變電站提高變電站設(shè)備穩(wěn)定性，減少設(shè)備發(fā)生故障的概率；也可以通過落實配電自動化技術(shù)，減少故障恢復(fù)供電的時間，建立快速預(yù)警，可靠自愈的配電網(wǎng)。

1.2有利于綠色機場的建設(shè)

構(gòu)建智能電網(wǎng)有利于綠色機場的建設(shè)。隨著社會對環(huán)境的日益重視，國家推行了很多關(guān)于碳排放相關(guān)政策。樞紐機場通過對分布式發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用，采用太陽能、風(fēng)能等新能源，能有效降低機場本身的碳排放量，為建設(shè)綠色機場打下堅實基礎(chǔ)。

1.3有利于智慧機場的建設(shè)

智能電網(wǎng)能促進智慧機場的形成。樞紐機場通過建設(shè)智能全景電網(wǎng)系統(tǒng)，采取大數(shù)據(jù)等信息化手段，實現(xiàn)航站樓照明智能化控制、空調(diào)智能管理等功能，提高對乘客的服務(wù)質(zhì)量，打造高效互聯(lián)的智能管控平臺。

2智能電網(wǎng)在樞紐機場的應(yīng)用討論

智能電網(wǎng)涵蓋了發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度等多個環(huán)節(jié)，其中包括智能變電站、供配電自動化、分布式能源接入、智能巡檢、柔性輸電、智能調(diào)度等多項關(guān)鍵技術(shù)。智能電網(wǎng)在樞紐機場的應(yīng)用前景分析如下。

2.1智能變電站技術(shù)在樞紐機場的應(yīng)用討論

2.1.1智能變電站技術(shù)。智能變電站是智能電網(wǎng)的建設(shè)重點。根據(jù)《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》，智能變電站是采用可靠、經(jīng)濟、集成、節(jié)能、環(huán)保的智能設(shè)備與設(shè)計，以實現(xiàn)全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)功能集成化、結(jié)構(gòu)設(shè)計緊湊化、高壓設(shè)備智能化和運行狀態(tài)可視化等目標(biāo)為基本要求，能夠支持電網(wǎng)實時在線分析和控制決策，進而提高整個電網(wǎng)運行可靠性及經(jīng)濟性的變電站。與傳統(tǒng)變電站相比區(qū)別如表1。智能變電站的通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)按照邏輯功能可劃分為三層：站控層、間隔層、過程層［2］。智能變電站各層級設(shè)備組成和功能概述如表2。2.1.2智能變電站在樞紐機場的優(yōu)勢。智能變電站采用智能高壓設(shè)備和電子式互感器，能滿足樞紐機場對供電可靠性的高要求，智能變電站設(shè)備特點及功能如表3。機場航站區(qū)和飛行區(qū)的照明是保證航班正常和服務(wù)乘客的重要指標(biāo)，智能變電站采用智能變壓器，能實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制載調(diào)壓開關(guān)，支持自主恒壓控制和智能主從控制模式，能根據(jù)電網(wǎng)電壓情況實時調(diào)節(jié)。有效防止電壓過高損壞燈具等電氣設(shè)備，防止電壓過低影響照明亮度。智能變電站采用智能高壓開關(guān)柜，能夠支持順序控制，通過模塊化的操作等手段，最大程度降低運行人員失誤操作的可能性，有效提高工作效率和供電可靠性。此外，智能變電站將傳統(tǒng)互感器替換為電子互感器，消除了傳統(tǒng)互感器二次側(cè)存在的風(fēng)險，提高了設(shè)備的安全性。傳統(tǒng)的機場配電網(wǎng)采用以預(yù)防性試驗為基礎(chǔ)，定期開展換季檢修來保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行；并且傳統(tǒng)變電站對電網(wǎng)實際運行情況監(jiān)測數(shù)據(jù)不足，為保證安全，預(yù)防性試驗周期一般選擇規(guī)程允許的最短周期，效率較低，耗費人力物力多。智能變電站能夠智能評估設(shè)備狀態(tài)，通過傳感器、人工智能、5G網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)，運用一定算法（如TOPSIS理想解法），通過學(xué)習(xí)分析變電站內(nèi)設(shè)備正常運行時的各種狀態(tài)參量和故障時的特征數(shù)據(jù)，可對設(shè)備的運行狀態(tài)及可靠性作出判斷，從而及早發(fā)現(xiàn)潛在的故障，輔助運行人員制定檢修規(guī)劃［3］。因此，智能變電站能夠量化設(shè)備健康狀態(tài)水平，提高運行檢修效率。

2.2分布式能源接入與微電網(wǎng)技術(shù)在樞紐機場的應(yīng)用討論

2.2.1分布式能源接入與微電網(wǎng)技術(shù)。傳統(tǒng)的機場配電網(wǎng)一般為兩組獨立的單電源輻射網(wǎng)絡(luò)，兩路電源互為備用。分布式能源接入，改變了配電網(wǎng)單向潮流的特點，使傳統(tǒng)配電網(wǎng)變?yōu)榱硕嘣淳W(wǎng)絡(luò)，從結(jié)構(gòu)上改變了配電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，打破了配電網(wǎng)各級繼電保護配合，進而影響整個系統(tǒng)的安全性。分布式電源多為太陽能、風(fēng)能，受天氣影響因素較大，會對電網(wǎng)電壓、頻率等供電質(zhì)量方面造成影響。相比傳統(tǒng)電網(wǎng)，智能電網(wǎng)能夠更好的支持分布式能源的接入。智能電網(wǎng)技術(shù)中的微電網(wǎng)技術(shù)能有效支持分布式能源的接入，進而提高分布式能源的利用效率［4］。微電網(wǎng)能將分布式能源、用戶、儲能系統(tǒng)、智能控制裝置有機整合在一起。運行單位根據(jù)實際能源產(chǎn)生和消納情況選擇微電網(wǎng)的運行方式，在能源不足時，使微電網(wǎng)與大電網(wǎng)并網(wǎng)；在能源充足時也可孤島運行，減少對大電網(wǎng)的影響；在能源盈余的情況下，也可與大電網(wǎng)并網(wǎng)，出售多余電能獲取效益。微電網(wǎng)內(nèi)的智能監(jiān)控控制裝置不僅能提高供電質(zhì)量，更能快速感知、切除微電網(wǎng)故障的能力，能有效控制分布式能源并網(wǎng)的影響。因此，微電網(wǎng)的實施，可以減少大規(guī)模分布式發(fā)電并入電網(wǎng)對電網(wǎng)的影響，提高供電可靠，實現(xiàn)對新能源的高效利用。2.2.2分布式能源接入與微電網(wǎng)在樞紐機場的優(yōu)勢。分布式能源主要有太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電和冷熱電三聯(lián)供等模式。隨著風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電的成本逐漸下降，樞紐機場采用分布式能源，能大大減少樞紐機場的電費支出，并且有效降低碳排放，促進綠色機場的建設(shè)。智能電網(wǎng)中微電網(wǎng)的技術(shù)的應(yīng)用能夠提高分布式電源的穩(wěn)定性，讓分布式能源接入更具有可行性。

2.3智能全景電網(wǎng)系統(tǒng)在樞紐機場的應(yīng)用討論

2.3.1智能全景電網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)。智能全景電網(wǎng)系統(tǒng)是指針對電網(wǎng)系統(tǒng)，進行實時狀態(tài)感知且全景模擬的虛擬同步智控系統(tǒng)，主要包含全息狀態(tài)感知、全態(tài)量化評估、全程精準(zhǔn)控制、全域智能交互四大核心基本功能，最終實現(xiàn)電網(wǎng)的實時態(tài)勢評估與智能控制［5］。在智能全景系統(tǒng)概念下，以現(xiàn)實電網(wǎng)為實際物理系統(tǒng)，構(gòu)建電網(wǎng)時空大數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)互聯(lián)大電網(wǎng)能源供需的實時匹配、態(tài)勢感知、動態(tài)優(yōu)化、安全防御、系統(tǒng)自治、智能響應(yīng)和高效服務(wù)。2.3.2智能全景電網(wǎng)系統(tǒng)在樞紐機場的優(yōu)勢。智能全景系統(tǒng)有利于機場建立一個一體化的電力運行管理平臺。隨著機場電力系統(tǒng)的擴建，部分機場存在多個監(jiān)控平臺的現(xiàn)象，存在信息傳遞復(fù)雜，運行控制難等問題。智能全景電網(wǎng)能夠進行多源信息融合，并且統(tǒng)一通信規(guī)范，不僅有利于數(shù)據(jù)的傳輸分析，更有利于后期新設(shè)備數(shù)據(jù)的接入。機場航站樓部分設(shè)備如步梯、行李傳送裝置等對電力要求高，電壓波動和閃斷均有可能導(dǎo)致上述設(shè)備停機，對乘客造成不利影響。智能全景電網(wǎng)系統(tǒng)通過全狀態(tài)信息的感知、評估和控制，能可靠保證供電質(zhì)量，提高供電服務(wù)水平。智能全景系統(tǒng)有利于實現(xiàn)智能用電管理，包含智能照明、需求側(cè)管理等。機場可以通過全景系統(tǒng)的對人流量、航班量等信息進行采集分析，以優(yōu)化照明、保護光源、綠色節(jié)能為目標(biāo)，智能控制航站樓照明等相關(guān)設(shè)備，在滿足旅客的需求的前提下，追求低碳環(huán)保的發(fā)展；同樣機場路燈也可根據(jù)天氣、季節(jié)、人流量等數(shù)據(jù)進行智能控制。智能全景系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)用電信息采集，實現(xiàn)信息和電能的雙向互動，通過實時電價等手段，進行調(diào)節(jié)用戶側(cè)需求。智能全景系統(tǒng)能支持智能巡檢的實現(xiàn)。部分機場電纜敷設(shè)于綜合管廊，管廊一般距離較長，內(nèi)部剩余空間較小，存在巡視難度和密閉空間作業(yè)的風(fēng)險。機場可采用智能機器人巡檢，利用先進的傳感技術(shù)，智能的圖像識別技術(shù)，高效可靠完成巡檢工作，解決了人工巡檢存在的巡檢效率低，巡檢標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行不到位的問題［6］。既能節(jié)約人力成本，又能減少安全隱患。此外依托于智能全景系統(tǒng)，機場能實現(xiàn)智能調(diào)度、VR培訓(xùn)、智能臺賬、智能工作單等功能。智能全景系統(tǒng)有利于提高機場電力系統(tǒng)運行和控制水平，提高機場的信息化和智能化建設(shè)，推動機場向智慧機場轉(zhuǎn)變。

3結(jié)語

相較于機場傳統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)，智能電網(wǎng)技術(shù)有顯著的優(yōu)越性。樞紐機場對智能電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用和推廣，有利于機場向平安機場、智慧機場、綠色機場的轉(zhuǎn)變，從而實現(xiàn)建設(shè)四型機場的目標(biāo)。智能電網(wǎng)技術(shù)眾多，樞紐機場可根據(jù)實際情況選擇改進的方向，為提高供電可靠性可以優(yōu)先推進智能變電站的建設(shè)；為降低成本，節(jié)能減排可優(yōu)先推進分布式能源并網(wǎng)及技術(shù)的落實；為提高智能化、信息化管理水平，可推進智能全景電網(wǎng)的建設(shè)。

參考文獻：

［1］宋璇坤，韓柳，鞠黃培，等.中國智能電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展實踐綜述［J］.電力建設(shè)，2016（7）：1-11.

［2］李孟超，王允平，李獻偉.智能變電站及技術(shù)特點分析［J］.電力系統(tǒng)保護與控制，2010（18）：59-62.

［3］王珊珊，施磊，顧然.基于TOPSIS法實現(xiàn)智能電網(wǎng)中一次設(shè)備運行狀態(tài)的評估［J］.供用電，2021（6）：56-60.

［4］孫建梅，陳璐.微電網(wǎng)技術(shù)綜述［J］.中國電機工程學(xué)報，2014（1）：57-70.

［5］張曉華，劉道偉，李柏青，等.智能全景系統(tǒng)概念及其在現(xiàn)代電網(wǎng)中的應(yīng)用體系［J］.中國電機工程學(xué)報，2019（10）：2885-2894.

［6］蔡煥青，邵瑰瑋，胡霽，等.變電站巡檢機器人應(yīng)用現(xiàn)狀和主要性能指標(biāo)分析［J］.電測與儀表，2017（14）：117-123.

作者：李辛陽 高陽 單位：河南省機場集團有限公司