智能配电网架构分析以及技术挑战

南山

摘 要：随着信息技术的发展，智能化技术被应用到各行各业，尤其是在电力行业，智能配电网的应用为配电系统提供了新的发展方向。基于此，本文通过分析智能配电网的特点，阐述了智能配电网在模型拓展中、优化接口方案中、跨专业横向协同中的应用。

关键词：智能配电网；配电自动化；智能体系架构

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.147

0 前言

智能配電网技术广泛应用，促进了电力系统的飞速发展，尤其是在中低配电系统中。传统的配电系统往往都是闭环设计，然后开环运行，主要参与电力配送，智能配电网架构主要实现高效、可靠、灵活等的配电，它的高安全性以及高可靠性是智能电网的关键环节，能够实现配电自动化。

1 智能配电网架构的特点

1.1 用户侧类型多样且灵活互动

智能配电网架构中有大量的分布式储能系统、充电设施、可控的智能电气设备以及分布式电源等，这些设施、系统普遍具有灵活且可控的特点，并且与配电系统能够进行双向互动，智能配电网通过对自身的状态以及运行的计划进行调整，来满足电网和用户两方面的用电需求。传统配电网的用户侧是被动用电，而智能化配电网却具备同时用电、发电、储电等特点，智能化配电网能够成为一种主动参与配电系统运行的响应资源。

1.2 交流和直流混合的特性

由于储能设备、分布式电源以及负荷中都有大量的直流电，智能配电网一改以往单纯的交流电运行模式，它融合交流和直流电，形成了相互混合的配电系统。在微电网方面上，智能配电网可以根据配电系统的实际运行需要，将交流微电网和直流微电网自动转化，也可以直流微电网和交流微电网相互混合使用；在配电系统的网络构架方面，中压、低压配电系统的交流馈线和直流馈线可以并存，交流线路和直流线路通过电子装备控制、连接。智能配电网的交直流混合特性可以根据配电系统的实际运行情况来决定使用直流供电还是交流供电，使系统运行效率以及适应性提升。

1.3 运行模式和控制方式灵活多样

智能配电网采用的控制方式是分层次协调，这种控制方式的特点是既可以分散式控制，也可以集中式控制，在相互协同和局部区域自治的基础上，实现对配电系统的监测管理，如：用户侧的、社区、商业楼、微电网等能量管理系统以及虚拟的、Cell控制系统等等。这些区域控制中心在控制自身的日常运行外，还能进行相互之间的沟通、协同。智能配电网通过区域控制中心进行双向互动，使整个配电系统实现有效、主动的管理。

2 智能配电网关键技术的应用

2.1 模型拓展应用

传统的配电网中主要涉及到开关、馈线段以及配变等设备，这些设备的主要缺点是调节和控制的手段比较少，当电动汽车、微电网以及分布式电源这些新型的元素连接到配电网中，就会使配电网中出现新的配电管理业务的需求。在“智能配电网优化调度关键技术研究”以及“智能配电网自愈控制技术开发与研究”中都是在遵循智能配电网研究标准，然后应用智能配电网新型配电设备统一的结构模型，使电动汽车、微电网以及分布式电源这些新型的元素所对应的模型得到扩展。例如：在河南灵宝供电公司，利用智能配电网新型设备所构建的模型中压配电网和高压配电网进行融合和拼接，使其提供的模型和数据可以让智能配电网在进行优化决策时实现自愈控制和优化调度[1]。

2.2 在优化接口方案应用

智能配电网中很多新型辅助装置和分布式电源都具有很强的可控性和灵活性，可以为配电系统的优化以及运行提供更多的技术手段，使智能配电系统中的多种能源能够协调互动。对整个配电系统的层面进行优化设计，主要优化的目标有改善电压水平、减小维护的费用以及降低系统网损等，配电网的接口常常会出现不稳定的现象，同时配电系统的可控设备也无法正常工作。传统的配电网内部接口不能够对提供CIS接口，同时也不能使配电系统的接口遵循CIS和CIM，智能配电网在优化接口中的应用使配电系统的接口能够内外兼用。例如：河南灵宝供电公司的一个配电系统运行多年，但是由于不符合配电系统的标准，导致不能对外提供CIS接口，同时它的标准组件的应用也是不符合CIM和CIS。河南灵宝供电公司设了基于中间件技术的CIS接口的改造方案，在这个方案中，在对外部的接口应用时，以CIM数据库为适配器，通过数据的转换以及映射将原有的模型数据映射到数据库中，然后封装数据库，使之成为对外提供的CIS接口，配电系统可以利用这个接口访问CIS、CIM标准的系统。外部接口CIS也可以直接访问智能配电网中的数据，从而实现内外接口之间的相互访问。这个应用实现了原配电系统的标准化改造[2]。

2.3 在跨专业横向协同应用

配电网管理需要涉及到非常多的专业和部门，工作流程也非常的复杂，同时，传统的配电网管理方法在配电系统中各个环节之间的横向沟通不是很通畅，配电系统中的相关信息的共享与集成不能实现，使得各个环节的管理相互制约。智能配电网技术的应用通过模型的交互构架，使配电系统的信息、数据等资源得以整合。例如：河南灵宝供电公司，在应用智能配电网构架时，以一次设备异动、多源数据融合、配变台区管理、检修计划停电等为切入点，通过对配电系统的横向集成，使服务网络以及电气物理网络能够进行信息监测和结果反馈，这样智能配电网实现了对配电系统的全程管控的应用，使配电系统的精益化管理水平得到提升。

3 结论

综上所述，智能配电网架构的特点非常多，且它的技术应用能够使配电系统互联互通。经过上文分析可得，智能配电网的关键技术在模型拓展中的应用能够实现自愈控制和优化调度；智能配电网的关键技术在优化接口方案应用实现了原配电系统的标准化改造；智能配电网的关键技术在跨专业横向协同应用，使配电系统管理水平得到提升，因此，智能配电网应用在电力系统中具有安全性和开放性。

参考文献：

[1]赵江河.智能配电网的体系架构设计探讨[J].供用电，2016，33

（10）：2-6.

[2]谢灿明，杜爱华，刘盛.新型智能配电网基本架构及工程建设方案研究[J].管理观察，2014（32）：88-90+93.