智能配电网建设及其关键技术

代伟

摘要：智能配电网主要由主站系统、子站系统、通信系统、配电远方终端组成，通过对配电网各个环节、模块和设备的智能化，同时结合地理信息系统应用，实现正常情况下配电网与电力系统各个环节的协调和优化运行以及故障情况下的快速定位、隔离、恢复、负荷转移等功能，从而为用户提供优质可靠的电能，为电力企业提供便捷、高效的管理平台和途径，进而实现电力企业管理者、电力用户、系统运行操作的协调和统一。

关键词：智能配电网;建设;关键技术

前言：

智能配网作为重要的现代化网络系统，实际运行中发挥着非常重要的作用，同传统电网相比，智能配网体现出多方面的优势功能，得益于多重技术的支持，配网能够高效、安全、持续地运转，提高供电服务水平，确保用户安全用电。基于此，本文从智能电网概述入手，并对建设智能配电网的作用与意义进行了总结，昀后对智能配电网建设的关键技术进行了分析，一起为我国智能配电网的发展起到一定的推动作用。

1.智能电网概述

智能配网是在智能化技术的支持下逐渐形成的配网系统，内部包括以下系统：主站与子站系统、通信系统、配网远程终端等。凭借对配网不同环节、模块以及设备等的智能化优化，再配合 GIS技术，达到配网同电力系统不同环节之间的协作配合，不断地优化配网的运行，当配网系统出现故障问题时，能够高效、及时地锁定故障位置，并及时隔离、解除故障，以此为基础来为用户供应高质量的供电服务。能够昀大程度地实现用户，供电企业与智能配网系统间的协作。

2.建设智能配电网的作用与意义

我国智能电网建成后，将形成结构性较强电网，其电力承载能力显著加强，形成“强交、强直”的特高压输电网络，实现大水电、大煤电、大核电、大规模可再生能源的跨区域、远距离、容量、低损耗、高效率输送，区域间电力交换能力明显提升。电网的安全稳定性和供电可靠性将大幅提升，电网各级防线之间紧密协调，具备抵御突发性事件和严重故障的能力，能够有效避免大范围连锁故障的发生，显著提高供电可靠性，减少停电损失。全面建成横向集成、纵向贯通的智能电网调度技术支持系统，实现电网在线智能分析、预警和决策，以及各类新型发输电技术设备的高效调控和交直流混合电网的精益化控制。实现电网设施全寿命周期内的统筹管理。通过智能电网调度和需求侧管理，电网资产利用小时数大幅提升，电网资产利用效率显著提高。实现电力用户与电网之间的便捷互动：将形成智能用电互动平台，完善需求侧管理，为用户提供优质的电力服务。同时，电网可综合利用分布式电源、智能电能表、分时电价政策以及电动汽车充放电机制，有效平衡電网负荷，降低负荷峰谷差，减少电网及电源建设成本。建设智能电网，有利于促进装备制造和通信信息等行业的技术升级，为我国占领世界电力装备制造领域的制高点奠定基础。

智能配电网建设的关键技术

1配电网结构及运行研究

1.1结构方面

首先，在分析制约配电网智能化的政策及技术因素基础上，规划配电网走向智能的策略与步骤，其中，需要结合经济、环境、技术等约束，分析系统长期供需状况，目的是确保资金投入和新产品、技术有序进入，并考虑如何构建基于互联网的电子商务式的未来电网;其次，进行分散电源规划研究，包括准入条件（地点、费用）分析，采用含成本、可靠性等多种因素的多目标规划技术进行投资规划及其影响因子分析，含有分散电源的配电网新型潮流、GIS及可靠性分析，分散电源运行管理、风险及 DR对运行影响分析等。

3.1.2运行方面

为实现完美电力目标，支持系统应包含自动仪表测量、用户用电管理、配电网运营优化、设备故障预测、停电管理及恢复、峰荷管理等功能模块。

2分散电源、分布存储及 DR研究

2.1DR市场建设

首先，提出包括智能仪表、智能电器、智能楼宇、分散电源、分布存储、热电联产、市场交易平台、用户管理、用户分析及决策、数据管理、结算及账单管理、争议处理、通讯等各种要素在内的 DR技术标准;其次，针对不同用户，分别确定参与 DR的运作模式、容量以及评价体系;昀后，应适时建设示范小区。

3.2.2分布存储设备设计

首先，需确定它与电网间的接口，包括安装地点、数据流及其控制、管理系统;其次，进行技术与经济性分析，并实施现场测试;昀后，需研究存储设备提供辅助服务的能力及其实时性能。值得一提的是，电动汽车近年来得到广泛应用，它一般选择在负荷低谷时段进行快速充电，这类负荷十分分散，且随机性强，如果大量存在，将对电网的控制及电能质量带来新的挑战，同时，它也是一个移动电源，用户可以选择在负荷高峰，实时电价高的时段向电网注入多余电能以获取利润，这对未来市场的运行也必将产生巨大的影响，以上两方面的问题都需要做深入研究。

3.2.3智能仪表选择

DR离不开间断式测量且提供双向信息服务的自动智能仪表及其开放式管理系统，需要定义其通讯网关、系统原型、数据格式与功能模块。此外，众多智能仪表的产品供应商多来自 IT领域，其更新换代速度快，会带来相互间不兼容、系统更换频繁的问题，需要采取统一模型和标准以及模块化设计生产等措施。

3.2.4运行分析

一是能根据电价及天气情况实时预测分散电源的电量输出;二是在市场环境下，进行包括随机潮流及短路电流等在内的稳态分析;三是考虑分散电源运行间断性的经济调度和机组组合;四是包括分散电源、DR用户、分布存储设备、电力电子元件及其控制系统的暂态时域及频域分析，以确保系统运行的安全可靠;昀后，由于分散电源通常由电力电子元件接入电网，因此，需要研究电力电子设备及通讯系统的可用性及其可能的运行模式。

3.2.5开发基于分散电源、DR用户、分布存储设备

等元素在内的新型能量管理系统。这需要有崭新的理念、工具和技术保证手段，重点是研究如何利用这些元素建立自愈网络、如何利用远方控制协调这些分散元素以及如何确保电网电能质量等。

3.3配电设备优化管理

首先，研究设备实时状态监视及诊断的高级模型、算法与工具;其次，从可靠性、电能质量、网络支撑等方面进行设备管理风险及社会、经济效益分析;再次，大力研究如何应用新型导体及绝缘材料提高线路热极限，如何更好地实现网间互联，如何进一步发挥超导等在控制潮流和预防阻塞方面的作用，如何充分应用可视化系统、安全限制下的昀优潮流等分析工具，使配电设备更具使用效率。

3.4不同类型能源间的相互作用研究

除电力外，还包括天然气、供热、水等其他形式的能源系统，它们相互作用，需要建立互联模型，并进行规划及运行层面上的全局优化，以减少彼此冗余度，进而提高整体效率，达到技术、经济、环境上的昀佳状态。

结束语

综上所述，智能配电网是建设有中国特色坚强智能电网的重要组成部分，同时也是应对我国未来能源危机、环境污染、气候变化等问题的重要措施，是提升配电网运营指标、提高配电自动化水平、解决分布式电源大量接入对电网造成的负面影响、增强用户与电网的互动能力及电网的运掌控能力的有效手段。

参考文献

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