区域智能化配电方案研究①

摘 要：坚强智能电网的重要环节是智能配用电服务，其在统一坚强智能电网的建设中地位突出。本文着眼于工业用户，探究已有的电网系统，设计智能配用电的方案。

关键词：智能化 配电方案 区域

中图分类号：TP393.11 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）07（a）-0087-02

近年来，各国电力行业重点研究智能电网。根据我国的具体国情，国家电网明确提出了“坚强智能电网”这一新的概念。坚强智能电网的建设依托于成熟的技术支持体系，智能配用电体系是上述体系的分支。配电网是智能电网的主要组成部分，是电网配置智能化的重要突破口，它面向用户。

1 智能配电方案的概述

将高级传感和测控技术、通信技术、现代电力电子技术、计算机及网络技术与电力设备结合起来，在事故及正常使用的状态下使配电网的计算、保护、监测、控制等与供电部门的工作环环相扣、紧密融合，允许接入分布式电源，为用户提供分时计费、择时用电的互动型服务，以及更加高效、可靠、安全、优质的电能，这就是智能配电网的意义。通常，智能配电网分为三个层次，如下图。智能配电网的特征有以下几个：与用户互动、提高设备可利用率、较强的自愈恢复能力、可视化管理、节约开销、支持分布式电源接入、更高的安全性与可靠性等。

智能配网的基础是物理实体电网，例如配电传感器、配电终端、基础设施等；它融合了许多现代技术，如控制技术、自动化技术、传感测量技术等。由于智能配电网支持电动汽车、储能装置、分布式电源的使用和接入，比传统配电网运行更加灵活，可以提高能源利用的效率，从而提高经济效益。智能配电的技术支持系统有这样几个组成部分：智能配网数据平台、配电自动化系统、数据挖掘和配网智能调度。

2 智能配电方案的技术路线

2.1 无源光电电流互感器的原理及分类

建设坚强智能电网，主要是完成配电自动化，这对于提高供电的可靠性以及改善配电网的供电质量十分有效；可以进一步开发清洁能源，使设备的利用率提高，优化资源的配置；同时还能提高管理效率，更好的管理配电网。依据这篇文章建立的配电自动化的试点工程，应当紧密围绕国家电网的“五大”体系建设和坚强智能电网这一理念，建设“信息化、自动化、互动化”为特征的坚强智能配电网，全面提高配电网的安全管控能力和运行管理水平，充分探索运行管理配电网的新方法，使企业的社会效益和经济效益不断提升。

这一试点工程的主站系统的基础是SCADA，核心是管理配网调度，加强信息的综合利用及共享集成，使配网的业务管理流程化；通过IEB信息交换这一桥梁，充分提升信息交互水平和应用系统集成，整合现有资源。利用已有的电缆通道，用EPON技术新建通信系统，连接终端与子站，使配电自动化全部覆盖光纤；在配电自动化系统的基础上，使配网的调控一体化。

3 智能配电方案的具体设计

配电网的对象是用户，对于创新用户服务、提高电网运行效率、保证供电质量有重要意义。为了更好的体现智能电网互动性的特点，设计配电时，必须考虑用户这一因素。本文着眼于工业用户，探索设计智能配用电的方案。

3.1 设计原则

本文涉及到的项目，是以智能配用电技术为基础，其智能配用电的设计方案，是根据工业用户用电行为的特点，进行新产品与服务的设计，以达到智能配用一体化的目的。智能配用电方案包括以下几种：智能用电功能和通信功能的综合设计；设计配用一体化的互动平台；智能配用电技术支持系统等。用户的反应可以分为五个类别：用电安全与便捷特征、环境保护、电力市场信号响应特征、电能质量要求、用电需求特征。

3.2 需求分析

对于工业用户，设计配电方案，首先要完善配用电一体化，根据不同用户不同的用电需求，推广与实施不同的方案，提供互动化、多样化、个性化的服务，充分发挥用户的市场的主体的作用，优化智能电网的分配。通过调研总结工业用户，探索未来智能电网的前进道路，用户用电需求有高级需求、中级需求、基础需求这三个层次，不同的层次具体的需求内容也不相同。

基础需求：要求供电可靠、安全，使电费的成本降到最低，且不影响企业正常生产运营。这一层次的企业在电力市场中被动。调查发现，由于企业的成本控制水平和信息化水平有限，一部分企业，其电费的控制手段和成本管理粗糙，对用电量只进行月统计或年统计，按时段统计的企业很少，管理不够精细化。

中级需求：部分企业有较高的自动化和信息化水平，粗放型的电能使用和成本管理已经不能满足企业发展需求，需要充分利用现代化的管理手段，优化电能资源的配置。

（1）定制电力：不同的工业用户有着不同的生产特点，其对电能质量水平的需求也各不相同，定制电力就是为了满足特定企业的特定需求。不同的企业需求电能质量不同，不同的电能质量对应不同的价格，配置不同质量的电能必须以配电自动化系统为支撑。

（2）多渠道自助服务：用户作为买方，希望用电安全可靠，用电成本较低，同时希望服务更加互动化、个性化、便捷化、多样化，对电力公司的营销要求越来越高。自助服务包括以下几个方面：信息查询及发布、费用结算、用电咨询、故障的诊断及处理、业务扩装和其它增值形势的服务，电网可以通过实体营业厅、短信、95598、网上营业厅、智能终端设备、邮件等不同的渠道提供这些服务。

（3）能效分析：随着尤其大型高耗能企业等工业企业对节能减排的需求越来越大，企业越来越重视能效分析，主要包括能效项目实施效果验证、能效诊断、设备能耗的动态监测信息等服务。

（4）用电分析：重点是分析统计企业的用电负荷，同时也可以进行动态实时的负荷结构分析、负荷预测、负荷统计，比较不同用户间的负荷，使得企业更加精细的管理电能。

高级需求：建设未来智能电网的重点是互动化，通过企业与电网之间业务流、信息流、电力流的三流互动，使企业积极管理电能。在电能使用管理的过程中，企业的需求会上升到高级需求，企业开始重点考虑合理优化配置电能资源，增强企业的核心竞争力。当企业的中级需求达到其预定的标准时，企业可以立足于能效分析的结果，选择具有经济效益的能效项目，与此同时，根据市场的电价，选择适合本企业的电价策略，并在各个环节参与电网的负荷管理。

4.3 实施方案

对于三个需求层次，有三套不同的实施方案。

方案I：部分的工业用户其关注的重点是供电的可靠性和电费成本的降低，因此，方案增加了较多有意义的自助服务，其中一项是在线查询，通过这个功能，企业可以更加方便、清晰的了解企业实际的用电状况，包括电费成本、负荷变化、设备能耗信息和电价信息等。

（1）电价信息的查询：在短期内，终端销售的电价依然是由政府部门管制的，工业用户不能自由选择电价，电价数据的查询应运而生，包括峰谷分时电价、固定电价和将来可能出台的可中断电价、高可靠性电价等。伴随着改革电力市场，未来将可以为用户提供实时的电价查询服务，方便用户。

（2）增值服务：如支持其它增值信息的查询服务（例如其他能源的动态实时价格的查询）、为大客户提供节能评估的服务、为大客户提供节能衍生品（例如二氧化碳等）的交易服务等。

（3）实时用电负荷情况的统计：监测企业24小时的用电负荷的变化情况，这种监测可以细化到不同的单个车间，同时，系统可以自动根据监测的数据，生成该企业的用电负荷构成的分析图，方便企业管理。

方案II：配用电体系中信息互动平台和通信技术正在不断的发展，立足于原有的数据系统，重点强化数据处理的功能，使互动更加广泛。

（1）定制电力服务：发展配电自动化，可以使配电网的电能质量分布情况得到更好的监测，并分析评估质量问题对配电网电能的不利影响，通过配置各种智能型装备来治理和抑制电能质量。将来，终端电价会部分放开，企业可以自主选择电价，在电力供应商更好的为重要用户提供优质的服务。

（2）用电策略定制的服务：依据工业用户提供的电费预算和生产计划等信息，电力公司可以为用户制定合理的用电计划并选择合适的电价。

（3）在线的安全用电服务：通过系统，可以实时管理重要用户的安全用电的状况，并且依据用户自备应急电源配备、供电方式等信息，自动分析所监测的重要用户的供电安全问题可能出现在哪里，并向用户提供治理用电安全隐患的方案。

（4）能效优化的解决方案：通过利用现代计算机和网络技术，将工业企业的生产能耗过程可视化、信息化，提供管理提升、数据采集、智能控制、统计分析、决策支持等功能，使得用能结构得以改善、运行方式得以优化，用能设备效率得以提高，实现企业的经济效益。

方案III：通过调研智能用电项目，能效管理系统、智能用电管理系统的市场前景明朗，而侧分布式的储能装置及电源似乎并不太受欢迎，只有少量自动化、信息化水平较高的大型工业企业对它有兴趣，这些企业的一个公共特点就是用电需求层次普遍较高，所以，应该向这类企业重点推广用户侧分布式储能装置及电源。

（1）电能交易的服务：电力公司与用户双向计量用电，部分用户需求侧报价，通过这种方式用户可以向电网出售电能或者从电网中买入，这样就可以在不同的时段，电网和用户之间互相供应电量。

（2）充放电与储能的接入管理系统：这个管理系统可以对用户充电时段合理调配、分析统计用户的充电需求。依托信息数据系统，平衡电网负荷，使得用户可以有序的充放电，使设备利用 效率得以提高，同时可以提供关于调度、配网的相关数据信息。

5 结论

建设智能配电网是一个系统的、复杂的工程，根据不同用户用电行为的不同，设计智能配用一体化这一新产品。本文对工业用户用电需求进行了分类，分为高级需求、中级需求、基础需求，依据这个分类，设计相应的用户智能配用电方案，推动智能配用电的发展。

参考文献

[1]余贻翕，栾文鹏.智能电网[J].电网与清洁能源，2009，25⑴：7-11.

[2]王蓓蓓，李扬，高赐威.智能电网框架下的需求侧管理展望与思考[J].电力系统自动化，2009，33（20）：17-22.

[3]余贻鑫，来文鹏.智能电网述评[J].中国电机工程学报，2009，29（34）：1-8.