试论基于智能配电网关键技术的城市配电网规划

李劭全

摘 要： 智能配电网关键技术的应用，促进了城市配电网的自动化与智能化发展。基于此，本文从智能配电网的关键技术入手，将我国某地区作为研究对象，进行了城市配电网的规划，分别介绍了该地区中心地区及外环区域的城市规划。规划人员可以通过分布式发电技术、配电自动化技术以及自愈控制技术的应用，实现城市配电网的优化规划，为城市居民提供更为优质的电力服务。

关键词： 智能配电网；配电自动化；自愈控制技术

前言：作为城市电网的重要内容，配电网的合理规划与用户电力供应关系密切。随着城市化的不断推进，城市居民对电力的需求逐渐增大，传统的配电网难以满足用户的多样化需求，供电质量及供电可靠性都得不到保障，这就要求供电企业进行智能配电网的建设，结合其关键技术，科学合理地进行城市配电网的规划，从而提升城市配电网的供电可靠性，为城市居民提供可靠安全高质量的电能。

1.智能配电网的关键技术分析

1.1分布式发电技术

目前大部分地区的城市配电网都采用高电压与大电网的集中供电技术，一旦配电网中某一部分出现了故障，会对整个大电网的运行造成影响，分布式发电技术应运而生。该技术属于非模块发电技术，主要是在用户现场或者附近设置相对较小的发电机组，为用户提供充足的电力，保障城市配电网的稳定运行。这种发电技术可以按照用户的重点电量进行电力供应，实现了电力资源的优化调节，有效避免了大规模长时间的停电事故，有助于供电可靠性的提升。与此同时，分布式发电技术具备相对较强的调峰性能，可以实现电力系统的自动化控制。

1.2配电自动化技术

配电自动化主要有配电主站、配电子站以及馈线终端组成，能够有效提升城市配电网的供电可靠性，提高配电网的故障分析能力，支持自动化配电网控制系统，保障配电网的稳定运行。在实际的配电自动化技术应用过程中，规划人员需要根据所在地区的经济社会发展状况、供电服务以及配电网的运行管理等多个方面，明确配网自动化技术的应用思路，从整体上提升智能配电网规划的效益。

1.3自愈控制技术

作为智能电网的重要指标，城市配电网的自愈性能主要通过自愈控制技术实现。自愈控制技术主要是指城市配电网通过现场配电自动化终端、开关装置以及保护装置的配合应用，自动隔离配电网的故障，并将故障相关的数据信息传递给控制中心，使故障区域能够自动恢复供电。目前自愈控制技术已经应用于我国大中城市，通过与分布式电源关键技术的配合使用，可以实现在线电网数据采集与分析等操作，有助于城市配电网的智能化发展[1]。

2.基于智能配电网关键技术的城市配电网规划

本文将我国某地区的城市配电网作为研究对象，结合智能配电网关键技术，对城市配电网规划进行分析。该地区的区域负荷密度相对较高，而且人口集中，对电力的需求及供电可靠性要求较高。虽然该地区的年平均停电时间为52分钟，但是和国际大都市仍旧存在较大的差距，需要充分利用智能配电网关键技术，对其配电网进行进一步的优化规划，具体的规划内容如下：

2.1城市中心区域的配电网规划

第一，现有电网的改进，该地区的电力公司根据区域电力需求及电网建设目标，对现有电网进行改进，消除了不符合N-1要求的中压配电网络，确保中心城区35-110kV供电安全等级符合检修状态下的N-1-1安全准则。其中，10kV的中压配电网络需要符合N-1安全准则。通过上述改进方式，电力设备故障之后的停电影响范围大大缩减，在很大程度上提高了城市配电网的供电可靠性。

第二，配电自动化建设，在国家电网公司颁布的供电安全水平标准中明确指出：不同区域故障线路的非故障段具体停电恢复时间。如果故障线路由单一故障引起，非故障段的具体停电恢复时间和工作人员采用的故障隔离措施关系密切。配电自动化建设可以迅速定位故障部位，并通过自愈控制技术，实现故障定位的网络重构，将相关的拓扑信息传输到配网自动化控制中心，由控制中心的调度人员及时将拓扑信息与故障信息通知给相应的运维人员，运维人员需要快速开展故障维修。在运维人员维修完成之后，控制中心的调度人员能够通过远动遥控指令，对配电自动化系统进行控制，确保电力系统按照故障之前的方式进行正常运行。通过上述规划方法，城市配电网单一故障的处理效率显著提升。

第三，電力设备的更新，在该地区某些中心城区，配电网所用的电力设备较为陈旧，运行时间超过三十年，不满足智能电网的建设要求，很容易导致配电损耗、电压低等问题，而且这类设备难以进行自动化改造升级。因此，规划人员将老旧设备进行更新，并替换了一部分故障率较高的电力设备，促进了城市配电网的标准化与规范化发展。

第四，提升电网联络水平，在规划过程中，规划人员将110kV配电网的接线方式改为链式接线方式，并对35kV变电站的电源进线进行了相应的优化，确保城市配电网能够进行双侧电源供电。与此同时，规划人员在符合密度相对较高的中心城区，配置了开关站，有效提升了电网联络水平以及负荷转移能力，避免单线专供用户出现供电安全风险，在很大程度上提高了供电可靠性。

第五，提升并网容量，中心城区的负荷大都处于饱和状态，而在投资成本和用地面积的限制下，新增电源难度较大。因此，规划人员在中心城区增设了一定量的分布式发电装置（如光伏屋顶电站等），大大提升了中心城区负荷饱和区域的分布式发电并网容量，有效缓解了新增负荷带来的供电压力，不仅能够保障城市配电网的稳定运行，还能够降低城市配电网建设的成本。

2.2城市外环区域的配电网规划

对于该地区的外环区域而言，不仅要进行现有电网的改进与配电自动化建设等规划，加强城市配电网之间的联络，提升外环区域配电网的智能化水平，还需要针对外环区域供电可靠性较低、分布式发电以及电动汽车并网等特点，合理进行配电网的规划。具体的规划内容如下：

第一，大数据技术的应用，规划人员利用大数据技术对城市配电网的可靠性进行分析，对外环区域的分布式发电进行并网规划。将大数据平台和GIS系统进行配合应用，了解外环区域配电网的全网数据以及负荷状况，从而计算出每个节点的供电可靠性，再根据不同节点的供电可靠性进行分布式发电容量的调整。这种规划方法可以有效实现城市配电网的优化，降低电网的损耗与负载率，能够有效缩短负荷停电时间，从而提升配电网的供电可靠性。

第二，电动汽车充换电站的规划，规划人员对外环区域的电动汽车充电电站进行了调整，结合日前负荷预测以及机组出力安排的内容，实时调整并公布电动汽车的充电电价。这种规划方式将电动汽车转变为电网实时运行的储能装置，能够有效削减用电高峰。另外，规划人员还在外环区域的农网中增加了分布式发电的设置，在很大程度上改善了该地区农网的电能质量[2]。

结论：综上所述，智能配电网中的关键技术可以保障城市配电网的稳定运行，提升城市配电网的性能。通过本文的分析可知，规划人员需要根据所在地区的实际状况，有针对性地应用关键技术，合理进行城市配电网的规划，并对电力设备进行更新，对现有线路进行改造，加强配电自动化建设，以此提升城市配电网的供电水平，缩短城市配电网的停电时间。希望本文的分析可以为相关研究提供参考。

参考文献

[1]范明天，谢宁，王承民，张东南，李姝润.No.3消纳高占比可再生能源的智能配电网规划关键技术[J].供用电，2016，33（07）：32-38.

[2]姜智文，张守军，王雪峰.城市智能配电网规划建设中的关键技术问题与研究展望[J].科技与企业，2014（23）：159.