配电网智能化的相关问题分析

滕 建/中国能源建设集团新疆电力设计院有限公司

配电网智能化的相关问题分析

滕 建/中国能源建设集团新疆电力设计院有限公司

随着科技进步以及人民生产、生活对用电需求的增大，国家电网建设朝着自动化、智能化方向发展。配电网作为电网供应链的终端环节，直接面向广大用户供电，为了满足配电生产管理和运行需要，供电企业需要进一步推广配电自动化，加大智能化配电网的建设力度。

智能化；配电网；特点；构成

配电网作为电网的组成部分，担负着向用户分配电能、供应电能的重要功能，担负着联系用户与电力系统的重要任务，在电力系统中的作用不可忽视。随着城市化、工业化进程的不断加快，用户对于供电的不间断性以及供电质量的要求越来越高，当前的电力输送设施已逐渐不能满足电力供应的需求，并且对传统的配电网规划也提出了更多的要求：可靠性、环保性、线路规划以及占地的科学性等等，配电网规划复杂化，决策主体多元化，这些因素都迫使我们必须要优化改进配电网建设，智能化配电网应运而生。随着现代化电子技术、计算机技术、自动化技术的发展应用，为实现智能化配电网建设提供了可靠的支持和保障，对于提高城市电力系统的安全稳定性具有十分重要的意义。

1.我国配电网现状以及存在的问题

在我国城市建设期间，配电网规划由于一些历史遗留、规划不合理等因素，导致当前城市的配电网存在一些问题，配电网架结构不够结实，中压变电站的单线单电和负荷过载的现象十分普遍，低压供电的供电半径较长，供电质量差，一些老旧设备依然存在并运行，耗损高效率低，不仅破坏城市美观，对城市用电安全也造成很大的隐患。当前传统配电网运行还面临着以下几点压力：

1.1经济方面的压力

配电网事业是采用“成本加”的方式来收回投资，因此供电基础设施的改进就意味着电价的上升，上世纪末我国进行了大规模的城乡电网改造工程，就是通过提高电价来实现还本付息的。对于一般的输变电工程，如果提高电价，势必会引起用户的不满，并且可操作性也不强。随着电网建设的不断深入，高压电、大电网的发展趋势明显，电网运行成本将更高，但用户对于电价的预期水平是不变甚至是逐步降低的，因此供电企业利益的空间将会更小。

1.2峰荷方面的压力

随着人民生活水平的提高，各种家用电器应用也在增多，人们对于电量的需求不断攀升，并且随着计算机、电子设备的普及，对于不间断用电提出了新的要求。用户对电能的需求提高了，用电高峰负荷也随之急剧增大，给配电网的容量带来了很大的压力，尤其是空调一类的高负荷电器的使用，进一步加剧了峰荷的压力。

1.3分布式发电带来的压力

（1）环境的制约：随着我们对环境问题关注度的提升，人们越来越重视生活环境的优劣，国家也倾向于大力发展绿色新能源，比如太阳能、风能、水能发电等等；另外新电力走廊的建设也需要占用大量的土地，我国的土地资源日趋紧张，因此电力开发的成本也越来越高。

（2）经济的考虑：一般大型的电厂都距离负荷中心非常远，而又要满足短时峰荷，这是相当不经济的。而分布式发电其投资小，发电方式灵活，适应性强，无数的小型发电厂并入大电网给传统的电力系统带来巨大的冲击。

2.智能配电网的概念和特性

智能配电网就是在配电网的高级自动化技术的基础上，通过应用、融合先进的测量、传感技术、控制技术、计算机和网络技术、信息与通信技术，且利用智能化的开关设备、配电网终端设备，在加强电网架构和双向网络的物理支持以及各种集成高级应用功能的可视化软件支持下，允许可再生能源和分布式发电单元的大量介入和微网运行，鼓励各类不同电力用户积极参与电网互动，以实现配电网络在正常运行状态下完善监测、保护、控制、优化和非正常运行状态下的自愈控制，引导用户科学、合理用电，提高电能使用的经济性和安全性。

与传统配电网相比智能配电网具有以下特性：①自愈能力，即指自我预防和恢复能力，能够实时监测及时发现、诊断和消除故障隐患；在故障情况下能够维持系统连续运行，并通过自治修复功能尽可能恢复供电。②提升电能质量，智能配电网能实时监测并控制电能质量，

使电压有效值和波形符合用户的要求，既能够保证用户设备的正常运行并且不影响其使用寿命。③提高用电安全性，智能配电网能够抵御自然灾害、外力攻击等，避免大面积停电，降低配电网故障对用户的影响。④信息高度集成化，为运行管理展示全面、完整、精细的电网运营状态信息，同时提供相应的辅助决策支持、控制实施方案和应对方案。⑤互动能力强，应用智能电表实行分时电价、动态实时电价，增加用户的用电选择提高用电体验，使用户由被动的电力消费者变为电网运行管理的积极参与者。

3.智能化配电网构成分析

3.1 配电主站

配电主站应当符合国家、行业的相关规定和要求，要具备安全可靠性、实用性、可扩展性，可以根据不同地区的配电网架结构、配电自动化基础以及供电企业需求选择配置合适的软硬件系统。配电主站的基本功能包括配电SCADA 和电网分析应用，其中配电SCADA 为必备功能；电网分析应用为选配功能，可根据数据完备情况和实际需求进行选配。配电主站通过与其它应用系统的相关信息交换和业务流程交互而实现的扩展功能，包括：模型/图形信息交互、停电管理、保电管理、双电源管理、计划检修作业、供电可靠性统计、事故紧急处理和一次设备状态监测等。配电主站与其它系统之间的互连，应采用基于IEC 61968标准的信息交换总线来实现，若有综合数据平台，可作为基于数据库方式的应用系统接入信息交换总线。另外配电主站还具备智能化功能，包括：分布式电源/储能装置/微电网的接入和监控、配电网自愈控制、输/配电网的协同调度、多能源互补的智能能量管理以及与智能用电系统的互动等。

3.2 终端及子站

配电终端就是用于监测和控制配电设备的装置，主要应用于配电室、开关站、环网柜、箱式变电站、配电变压器、线路等设备。配电网终端要采用模块化设计，要确保其安全稳定并且具有可拓展性，要严格遵守《城市配电网技术导则》关于配置配电终端的要求，在功能方面，要满足不同可靠性及接线方式一次网架的要求。

配电子站位于变电站或开关站，主要作用是集中并转发本供电区域范围内的配电终端的相应数据。以功能需求不同划分为两类，一是通信汇集型子站，主要功能是终端数据的汇集与转发，远程通信，监测并通报配电终端通信故障，自动诊断并维护等；二是监控功能型子站，除了具备通信汇集型子站所有功能外，其还要具备信息存贮功能，人机交互功能。

3.3 通信系统

要因地制宜从实际出发，对配电通信网络进行设计和构建，其主要包括骨干层和接入层，分别负责连接配电主站与子站的通信网络；配电主站、子站到终端的通信网络。配电通信网应采用多种通信方式相结合的原则组建，具有馈线自动化需求的区域应选用光纤专网通信方式，对于实时性、可靠性要求较高的且具备遥控功能的配电终端优先采用专网通信方式，若采用公网通信方式，必须符合相关安全防护规定要求。

3.4 信息交换总线

信息交换总线应遵循IEC 61968/61970标准， 以松耦合方式实现主站和其它系统之间的信息交换。支持标准的发电、输电、配电、用电统一融合的全CIM模型和IEC 61968消息交换模型，并可采用适配器将非标准私有协议转换成标准协议，实现符合面向服务架构（SOA）的数据集成。

4.总结

配电网线路是城市电力系统与用户直接联系的重要媒介，其运行状态直接影响着经济效益和社会效益。随着配电网建设的不断发展完善，自动化、智能化的配电网已经成为未来城市配电网建设的必然发展趋势，智能化配电网以其独有的特性能够为用户提供更加安全、稳定、可靠的电力供应，因此我们应对智能化配电网进一步探讨研究，并致力于扩大配电网的自动化应用范围，这不仅是供电企业提高管理的必要之举，更是推动社会进步的巨大贡献。

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[2]赵歌,适应智能电网发展的配电网智能化分析[J].天津电力技术,2011,02.

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