智能电网配电自动化技术的发展

2016-01-28汤文洁南京苏逸实业有限公司

科学中国人 2016年35期

汤文洁南京苏逸实业有限公司

智能电网配电自动化技术的发展

汤文洁
南京苏逸实业有限公司

电力是确保现代社会正常运转的基础能源之一，深刻的影响着社会与国家的发展。配电网作为电力供应链的末端，服务于广大客户用电群体与全社会。配电自动化技术关系到整个电力系统的发展。本文主要对现代智能电网配电自动化技术的发展进行探讨，以期为电力行业的发展提供借鉴参考。

智能电网；配电自动化技术；发展

配电自动化是智能电网的组成部分，是提高配电网供电质量与供电可靠性的重要手段；是提高用电设备利用率，利用清洁能源的关键之举；是完善配电网，提高管理效率的有效之路。迄今，配电自动化已有近40年发展历程，是电网现代化建设的重要组成部分，是提升用户用电质量，提升电力企业经济效益的关键手段。上世纪九十年代，我国开始将配电自动化融入企业发展之中，历经十几年的探索，目前相关技术不断完善。当前在大力建设坚强型智能电网环境下，如何建设智能配电网现在还没有一个完整的提法。作为共识认为智能配电网将最终体现在配网调度上，并且主要取决于配网自动化水平的高低。因此，配电自动化是提高供电可靠性和供电质量、扩大供电能力、实现配电网高效经济运行的重要手段，也是实现智能电网的重要基础之一。配电自动化技术的发展史是人类现代文明不断进步的缩影，研究配电自动化技术的特征并规划技术的发展道路是提升电力运输质量与效率的有效措施。

1、配电自动化系统概述

主流的城市配电自动化系统包含智能终端设备、子站系统、主站系统等。主站系统是城市配电自动化系统的核心组分，主流的主站系统通常应用一体化系统设计，事实表明，该种设计形式能够有效地提升主站系统的功能性以及稳定性。快速以太网以及光纤网是主站系统的构成基础，它们是决定主站系统运行效率的关键因素。城市配电自动化系统的中问层是子站系统，变电站以及开闭所通常需要安装子站系统，从而实现识别配电网故障、监控电网运作状况等目的。子站系统具有较强的信息处理能力，能够在短时问内处理大量的工作信息。智能化设备是支持支持系统运行的物质基础，现行的智能化电力设备有智能断路器、智能配电变压器、智能传感器以及故障电流限制器等，得益于科学技术的高速发展，终端设备制造行业的进步非常明显，其是推动电力行业前行的重要因素。

2、配电网自动化技术

2.1 微网技术

微网技术是一类非常重要的配电网技术，对电力行业的发展产生了深远的影响。分布式发电技术是微网技术的基础。目前，分布式发电技术已经较为成熟，从而使得微网技术的应用较为稳定。微网技术在配电网系统中的应用，体现于一体化单元的构建，该一体化单元由保护、控制以及融合储能等基础装置构成。

微网技术的优势在于其能够提升分布式发电技术的灵活性，进而强化整个电网的智能性。应当看到，微网技术的运用赋予了系统较强的能量管理能力，这能够减低系统管理难度，能够将系统工作人员从繁重的运行管理工作中解放出来。微网技术在我国的发展时问并不长，严格上属于新兴高新技术。

2.2 电动汽车充换电站

近年来，国内道路拥堵与能源危机状况日益严重，造成该现象的原因之一是私有汽车数量不断攀升。为了提升人民生活质量与促进经济可持续发展，世界各国都在大力研究电动汽车。中国电动汽车研究计划落地相对较晚，但是经过大批汽车人的不懈努力，我国在电动汽车研发领域取得了斐然的成绩。对于电动汽车而言，快速有效地充电无疑是最重要的，在此背景下，电动汽车充换电站诞生并获得了发展。

对于电动汽车充换电站而言，充电安全性保障工作是最为重要的，目前充换电站中应用的配电技术的安全性较高，能够保障电动汽车充电过程中车辆与电网系统的安全。电动汽车充电技术的发展受多类因素的影响或者制约，总体上看，国内的电动汽车研究工作仍处于初级阶段，公众对电动汽车的接纳程度有待提升，所以国内短时问内并不会普及电动汽车，但这不意味着电动汽车充换电站技术的研究是无意义的，相反，在一次能源日益枯竭的今天，电动汽车充换电站技术的研发与革新正逐渐加速绿色能源革命的到来。为了最大限度地推动电动汽车充换电技术的发展，科研人员需要综合考虑电动汽车的充电时问、充电方式以及充电特性等影响因素，从而最为有效的促进智能化配电技术的进步。

2.3 分布式能源接入技术

分布式储能与分布式发电技术是分布式能源接入技术的主要组分。当前，燃料电池技术、风力发电技术、微型燃气轮机技术等技术的应用愈来愈广泛，这些技术都是分布式发电技术大家庭的成员。分布式储能装置主要有飞轮储能、超导储能以及蓄电池储能装置。分布式发电技术与传统的发电技术相较具有极大的优势，表现在发电效率高、故障率低以及对环境污染小等方面上。除此之外，分布式能源的使用成本也较低，能够省卜大笔的投资。

需要特别指出的是，传统的配电线路保护方案难以满足分布式能源技术的应用要求，因此在大规模应用分布式能源接入技术后，应当采用新型的配电系统保护方案，如此方能有效地提升电网的稳定性、保护线路的安全。为了实现保护配电网系统的目的，人们研发了新型配电网自动化系统，该系统支持协调分布式电源运行的功能，从而能够有效发挥保护电路的作用。

2.4 配用电互动技术

电力行业若想做大做强，必须要积极保护用户的核心利益，不断地满足用户的消费口味。在过去，由于电网智能化程度不足，用户参与电网互动的积极性并不高，而在配用电互动技术诞生并快速发展后，用户参与电网互动的积极性显著提升，这有利于用电管理工作的普及与优化。

目前，我国的分布式能源技术较为成熟，由此引发了用户用电行为以及模式的深刻变革。现阶段，智能电网技术的快速发展赋予了用户更强的主动响应能力。目前，国内电力使用较为紧张，电网公司为了合理分配电力消费需求、保证高峰用电期正常供电，通常会采用分时电力计费模式，用户通过响应各种用电管理模式，既能够有效地保障自身的用电，又可以最大限度地提升电力的利用水平，实现节约资源的目的。

2.5 可视化技术

可视化技术的核心基础是图像处理技术以及计算机图形学理论，通过计算机设备的运用，能够实现在屏幕上显示数据，数据则以图像或者图形的形式出现在屏幕上，这对于数据分析工作而言具有重要的意义。通过观看简单直观的数据图，数据分析者能够准确便捷地获知各类数据的内部规律。目前，可视化电力调度系统的应用愈来愈广泛，其有效地提升了电网调度工作的质量与效率，降低了电网故障的发生概率。

3、促进智能电网配电自动化技术发展的对策

尽管我国的配电网自动化技术具有较高的水平，但是仍有一些不足之处，与发达国家有一定的差距。因此，电力企业应当大力发展配电网自动化技术，政府需要给予企业足够的政策或者资金支持。无论是何种工作，在其中发挥最关键作用的因素是“人才”，因此必须要提升广大配电网自动化技术研发者的综合素质。建设一支专业化、适应现代配电网自动化技术发展的人才队伍，通过大力引进高素质、复合型人才以及提高在岗技术人员综合素质等形式来优化人才团队的整体素质，从而为技术的革新与优化工作提供保障。政府应当给予配电网自动化技术更好的政策支持，推出一批名牌、示范性技术企业，从而促成榜样效应，使得示范性企业发挥带动行业技术研究的作用。