智能配电系统的内涵及其关键技术

陈美慧 贺晓菲 徐溢卓

摘要：科学技术的不断发展，推动了电网系统的快速进步，出现了智能电网。智能电网中，智能配电系统的出现很大程度上提高了配电系统的自动化程度，让配电企业能够更加稳定的运行。本文主要对智能配电系统的内涵及其关键技术做出了详细分析，希望可以对智能配电系统的发展有所帮助。

关键词：智能配电系统；内涵；关键技术

配电系统DS（Distribution

System）直接向终端用户传输和分配电能，直接关系到用户的用电体验和供电服务质量，因此在电力系统中具有举足轻重的地位。本文对智能配电网的内涵及其关键技术进行了系统归纳和总结，以期对智能配电系统的发展提供借鉴。

一、智能配电系统内涵

智能配电系统的配电设施主要包括高低压配电室以及其中的各种高压开关、直流配电屏、变压器、低压开关以及相关仪表等设备。通过智能配电系统对电网数据进行采集和监控，对各种配电设备进行统一的监管和控制，实现配电工作的顺利完成。

二、智能配电系统的关键技术

（一）智能配电系统的不确定性建模技术

传统的优化分析方法需要各物理量的准确的点值信息，而分布式电源发出的电能、用户消费的负荷功率时刻都会发生较大的波动变化，难以预知其准确的数值。而且，传统优化分析方法得到的优化结果往往依赖于所给的具体点，受参数变化的影响较大，优化结果的适应性和可信度差，难以适应系统结构和状态的变化，一旦条件改变，其优化的效果和性能会大幅降低，有时甚至适得其反。因此，研究考虑不确定性的智能配电系统建模和分析方法十分必要。

（二）智能配电系统的态势感知技术

智能配电系统的态势感知既涵盖了传统的数据采集，更聚焦于实时感知配电系统的各种不确定性因素的变化及影响，如负荷随机需求响应、电动汽车无序接入、分布式电源间歇性出力、外部灾害因素等。其从态势觉察、态势理解、态势预测、态势呈现4个层面逐层递进。

智能配电系统的态势感知关键技术主要包括：

（1）提高可观测性的量测优化配置技术；（2）PMU优化配置及数据应用技术；（3）高级量测体系构建技术；（4）含分布式电源的配电三相状态估计技术；（5）计及不确定性的分布式电源建模及出力预测技术；（6）负荷分层分级预测技术；（7）智能配电系统的大数据与云平台技术。

以智能配电系统的大数据与云平台技术为例，智能配电系统采集的多源异构的数据既包括系统管理和运行的数据，也包括用户的用电数据，还包括气象信息数据、社会经济数据，以及用户侧的分布式电源、微电网、电动汽车等数据，具有海量、更新速度快等大数据的固有特性，因此，有必要提出针对智能配电系统的大数据体系架构和处理方法，开发智能配电系统的大数据和云平台应用技术。

（三）智能配电系统快速分析与仿真技术

智能配电系统快速分析与仿真技术通过基于数据的快速分析和仿真，拓展了数据价值。其主要内容包括：（1）数据缺失条件下的潮流分析技术；（2）快速三相不对称潮流计算技术；（3）含分布式电源的交直流混合配电网潮流计算技术。

（四）智能配电系统分布式能源、电动汽车和负荷接纳能力评估与提高技术

该项关键技术的主要内容包括：

（1）分布式能源、电动汽车和负荷接纳能力的影响因素分析方法；（2）分布式能源、电动汽车和负荷接纳能力评估技术；（3）分布式能源、电动汽车和负荷接纳能力提升技术。

智能配电系统分布式能源、电动汽车和负荷接纳能力受多种影响因素的制约，主要影响因素包括：a.节点电压约束；b.支路载流量约束；c.网架结构；d.分布式能源与负荷特性；e.短路电流限制；￡电能质量；g.可靠性；h.保护配置；i.并网稳定性；i.控制手段；k.能量管理手段。

（五）智能配电系统中的储能价值分析与应用技术

通过智能配电系统中的储能价值分析与应用技术发掘储能在智能配电系统中的应用价值。储能在配电系统中具有消减不确定性、削峰填谷、平抑功率波动、调频、调压等功能。通过储能的济性、保证电网安全稳定运行、提高供电电能质量、通过构建微电网独立运行提高供电可靠性、提供系统备用等。通过储能的价值分析和定价研究，可以促进储能的发展，并促进其在智能配电系统中发挥重要作用。

（六）智能配电系统风险评估与安全预警技术

智能配电系统风险评估与安全预警技术的主要内容包括：（1）配电元件和系统的风险建模方法；（2）考虑一次设备影响的配电系统风险评估；（3）考虑通信、保护等二次设备影响的配电系统风险评估；（4）间歇式新能源发电、储能、电动汽车等接入下的配电网风险评估；（5）配电系统的静态安全分析与静态安全预警；（6）配电系统的动态安全分析与动态安全预警。

（七）智能配电系统优化规划技术

智能配电系统的优化规划技术包括：（1）网络优化规划技术；（2）自愈结构优化规划技术；（3）分布式电源优化规划技术；（4）电动汽车优化规划技术；

（5）储能的优化规划技术；（6）源网储荷协同优化规划技术。

以微电网中储能的优化规划为例，微电网中合理配置功率型和能量型储能，并从储能系统运行的角度出发，通过对微电网经济运行、储能充放电计划的优化，实现系统的运行成本最小与储能效益最大化。

智能配电系统所包含的内容广泛，本文在对智能配电系统的相关概念进行辨析的基础上，提出了智能配电系统分析的内涵，并从数据获取、数据分析、数据应用的角度提出了智能配电系统的几大关键技术。本文纯粹是从技术的角度探讨智能配电系统的关键技术，并没有涉及太多市场、政策等因素的影响。由于只是一家之言，难免挂一漏万，尤其对概念的理解难免存在争議，但希望能对当前智能配电系统领域的相关研究起到抛砖引玉和引发思考与讨论的作用。

参考文献：

[1]王守相，王成山.现代配电系统分析[M].第2版.北京：高等教育出版社，2014：1.

[2]王成山，王丹，周越.智能配电系统架构分析及技术挑战[J].电力系统自动化，2015，39（9）.