探讨智能配电网的发展及应用

石 锋，王 华

国网河南省电力公司安阳供电公司，河南安阳 455000

0 引言

随着经济的高速发展，坚强的智能电网是传输效率、提高能源利用率、促进能源减排和促进能源的可持续发展有效保障。智能电网是一个完整的体系，包含发电、输电、配电、调度、变电、用电和通信等几个重要环节。发电是监测发电机组和电源涉网保护及控制技术等保护技术的状态，促进电网和新能源协调发展，保证电力系统的安全稳定运行。输电是检测线路运行环境、状态以保障线路安全运行、提高巡视效率及巡检技术的智能化。智能变电是以先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备为基础。自动完成信息采集、测量、控制、保护计量和检测等基本功能。配电是智能电网的发展提供有效的市场保证。用电是满足用户用电多样化、用电智能化的服务需求。调度是智能电网的“大脑”，是电力系统的神经中枢，是电力系统运行和控制自动化的最高部分。可以有效的提高调度人员进行决策分析的能力，提升电网运行的可靠性。信息通信是智能电网的基础。包括通信网络、信息化应用及信息安全。

在智能电网的整个环节中，配电网作为电网供应链的终端环节是重要的一环。直接面向社会和电力终端用户供电。随着经济的发展，人们对供电服务、电能质量的要求越来越高，建设具有信息化、自动化、互动化的特点的智能配电网意义重大，需求迫切。由于配电网错综复杂，运行方式多变，生产信息变化频繁导致实际生产信息跟不上变化，造成生产管理信息不及时、不准确、不全面、不一致的局面。管理起来也受到地理信息系统的限制，制约了其作用的发挥。而配电自动化工程的实施将为智能配电网的实现打下坚实的基础。

1 配电自动化是实现智能电网的重要组成部分

由于自然灾害、外力破坏10kV 配电线路发生故障时，工作人员首先要查找故障，由于配网线路接线复杂，需要拿着图纸、资料对整个线路的开关、环网箱、分支箱等设备一一进行排查，一般需要两三个小时，少则半个多钟头，降低了工作效率。

配网自动化的“智能”是智能电网最重要的特征，体现在自愈功能上。自愈功能是配网自动化的“免疫系统”，当发生故障时能够快速自动防御并隔离故障点。对于非故障线路则通过双回路快速恢复送电。一般10kV 配电线路故障查找故障进行定位和故障隔离时间不超过3 分钟。配电自动化系统通过变电站、线路、台区、客户建立成集成平台，可集中将所需各设备的参数以报表与图形的形式进行显示和打印。由于现场控制设备具有自动诊断与故障处理能力，可以通过数字通信将相关的诊断维护信息送往控制室，可以在早期分析故障原因，缩短了停工时间。同时，由于系统结构简化、连线简单减少了系统维护的工作量。靠“全网一张图”即打破配电、营销之间各自维护数据的现象。

2 智能配电装置具有高程度的自动化功能

智能配电装置可以用计算机实现集中控制，通过配网线路二维GIS 技术和物联网应用系统的结合，让信息在计算机与设备间双向传输。配电线路发生异常、故障时，及时通过后台发出报警信号及精确定位故障位置。使用智能配电装置，系统的操作只需通过键盘来改变设置，避免了由于现场操作而带来不安全隐患，大大提高了操作的安全性及抢修效率。为智能电网的经济、高效运行提供辅助决策，为智能电网的自愈、可靠提供基础支撑。同时，物联网技术可以实现数据自动获取及电网资产的自动识别，为提升管理水平、提高运转效率、实现电力资产全寿命周期管理提供了技术保障。

智能配电装置的自动计量管理功能比传统配电网更加优越，主要表现在：一是缓和了需求的增长，平衡配电网络负载；鼓励工业、企业、居民高峰负荷时减少用电，智能仪表根据用户消费电量情况，采取分时计价的措施避峰消费。二是减少了窃电，智能仪表可以无需人的干预而自主地完成检测或控制功能，及时、准确地确定出窃电位置，大大减少供电企业的经济损失。

智能感知技术实时监测配电站、分支箱、环网箱内电缆进出线接头温度。一旦出现异常，可以第一时间了解现场情况，并制定出及时、有效、可靠、低成本的解决方案，使城市配网的管理更加精细全面。另外结合传感器网络、移动GIS、GPS技术可以对现场设备进行精确识别，取代了事故抢修前需发费大量时间、大面积地排查事故，规范了作业人员执行标准化、规范化，实现故障查找、线路巡视、故障抢修、两票等作业管理的精益化。

3 智能配电装置具有遥测功能

遥测功能替代了点对点的通信，实现标准的分组网络。通过遥测和遥控可以合理调配负荷，实现优化运行，全面、实时检测电网状态，有效节约电能，并有高峰与低谷用电记录，从而为能源管理提供了必要条件。同时先进的状态传感器不仅可以使控制中心及时准确地了解故障发生点、还能够提供电网相关数据的预测及预防突发故障并及时派遣维修人员，以保障附近居民的用电。

4 配网实现馈线自动化功能

所谓“馈线自动化”，就是通过配电网的运行状态和必要的约束为判断条件，根据配电SCADA 采集的信息与主站系统信息进行比较分析生成网络重构方案确定出故障区段，调度人员可根据实际情况选择自动、手动、半自动方式进行隔离故障点，快速恢复用户供电。配网实现馈线自动化功能后，提高了快速应对发生的各种配电网故障及定位、隔离，瞬时切断故障段并保持对非故障区的不间断供电。

5 智能配电网具备电网故障自愈功能

与传统配电网相比，智能电网可以对配网设备进行可视化管理即能够检测到正在发生或已经发生的异常、故障后将快速启动决策程序，实现故障处理“秒级”响应。并采取有效措施实现自动隔离故障，确保线路自诊、自愈。将故障处理时间缩短到“秒级”，同时缩短非故障用户恢复送电的时间。避免扩大停电范围，保证配网可靠、安全运行，使用户感受不到故障停电的发生。为用户提供更高的电能质量，满足客户不同需求，真正感受到智能电网给人民生活带来的方便。智能电网还对实现设备管理、停电管理、检修管理、以及用电管理的信息化、科学化提供保障。

6 智能电网优化客户服务

智能电表实现智能终端建设和用电信息的互动共享。可以实现对用户、企业用电情况进行实时监测。业主想要了解自家用电情况，可以随时通过网络查询截止到任何一刻的用电量。及时调整用电计划，达到节约用电的目的。用电信息采集系统还可根据余额报警提示，通过系统及时向业主发出欠费提醒具备双向计量功能提前知道电费剩余，避免因电费造成停电现象。对于空置房屋的业主，不能及时知晓家里已经欠电费或者欠电费超过了交费的时限，使用智能电表后，电费用完会自动断电，避免了违约金的产生，节能的同时也帮助业主减少了不必要的麻烦。通过信息远程的传送功能，让电力部门人员及时发现电表是否存在故障，避免损失。对于工业、大型企业根据时实的峰谷用电情况，可以有针对性的选择用电时段，掌握最大负荷，提高能源管理水平及经济效益，降低能耗，对企业的生产可做最优化、效率最大化的安排，为今后的扩产、扩容提供了科学的依据。从而减少电费支出降低用电成本。

7 配电调控一体化为智能配网奠定基础

配电调控一体化具有电网模拟溯源分析、供电范围分析、负荷信息分析、点图成票、操作票预演、及单线系统图、框架系统图的生成和输出功能，它是建设配电自动化、智能配电台区、用电信息采集、电网营配调管理模式优化的基础。解决了联络线开关、分支开关的负荷遥测及开关的遥控问题。以电网模型为基础的各种功能实现后，为实现配调管理提供了直观可靠的图形化依据，并在此基础上开发负荷负荷和无功管理、潮流计算、无功优化、配网经济运行等高级功能，实现并通过配电调度与配电GIS 系统双向接口，实现地理位置图与系统图的切换调用，为实现智能配网奠定基础。

8 结论

智能电网的建设和发展对提升电网运行的稳定性、可靠性与经济性方面发挥重要基础支撑作用，将带来巨大的综合效益。对推动技术进步、清洁能源利用、节能减排、优化能源结构、转变能源发展方式方面发挥显著作用。同时智能化配网建设在为提升城市功能上发挥着巨大作用，给城市居民生活带来更大便利，同时也在潜移默化的改变着我们的生活。

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