智能配电网的发展趋势

深圳供电局有限公司 胡佳新

1 智能配电网相关内容

1.1 智能配电网特征

智能配电网指运输电网过程中，借助提升有关设备的自动化、信息化和互动化等特性，进而将更加便捷的配电服务网络提供给用户的总称。电网发展到一定程度后就会促进智能配电网的产生。

高度自动化性能。是智能配电网的突出特征，通过对计算机等电子元件的应用，可第一时间定位出来路线铺设与管理工作中的线路故障，促进维护成效的提高，使维护成本降至最低。智能配电网能科学调配电力资源，借助远程管理工作能使科学化配电成为现实，是我国电力领域建设的重要发展方向之一；自动解决电网故障。运行与发展中的智能配电网借助相关可视化设备能快速检测和解决电路中出现的故障，因可在短时间内解决问题，从某种程度上具备配电过程中自我解除故障的功能，为广大客户用电效能提升及用电需求满足提供保证。

一体化的配电调控。借助调试有关设备可促进一体化调控配电的实现，通过科学采集用电信息，能将合理管理模式构建出来，使遥测开关与远程控制成为现实，对优化配电功能与相关性能十分有利，从而将良好条件创造出来，有利于智能用电网络的实现；客户服务的优化。在整个电网系统最关键与核心的一个环节就是智能配电网，与用户实际体验密切相连，借助对智能配电的合理应用能全过程监测放大用户的用电状况。

1.2 智能配电网重要技术内容

限制故障电流技术。是通过对电力电子技术和高温超导技术的应用，限制短路电流的一种技术；DFACTS技术。在配电网中应用的一种技术，包括控制动态潮流、控制电能质量；DER并网技术。包括微网技术、DER应用于配电网中的即插即用技术；高级量测体系。借助不同介质应用智能电表，根据设定方式或按需方式对用户用电数据体系进行收集、分析与测量；自动化高级配电技术；先进的保护控制技术。主要内容是重构网络技术、自适用包括技术、快速模拟仿真配电系统技术、广域保护技术等；先进传感测量技术。如在线监测电力设备状况、测量电能质量技术、测量电缆温度和架空线路技术等；通信网络的配电数据。

1.3 智能配电网的构建作用和价值

不断发展和建设起来的智能电网逐渐改变传统配电网和运行模式，使其从人工管理、供电主导、单线供电向高度自动化、用户参与、双向流动方向发展，转型过程中主要产生三方面效益：首先，为不对智能配电网正常运行造成任何影响，已有运行导则或标准都严格控制接入的智能电网容量和并网点，这样能对分布式发电的推广与应用产生抑制作用。智能电网的适应性较强，其在大量接入DER前提下可使并网成本降至最低，为持续发展的可再生能源发电技术提供保障。

其次，将优质电力能源提供出来，保障社会的发展和进步。还能满足专门电力用户的各种电力需求，使其更好开展生产工作。对于重合闸、故障倒闸操作过程中引起的供电中断现象都能很好解决，且还能使电压中不平衡、谐波等产生的不利影响得以消除，有利于为现代社会经济与科技的发展提供可靠电力保障；最后，能保证整个电网的优化运行，促进经济高效发展。通过对先进监控技术的应用，全过程动态化监控电网设备的运行情况，使电网运行系统容载比不断下降，促进电网运行负荷率的提升，实现充分利用系统的目的，减少投资电网运行的费用，帮助获取最大化经济效益与社会效益[1]。

1.4 智能配电网建设现状

配电自动化领域。相关研究数据表明，国网公司分别在地级城市、县区城市开展项目建设工作，数量达到几百个，同步开展建设配电自动化工作的还有南方电网，开展城市有深圳、广州等，其在很多方面包括并网控制分布式电源、交互信息、处理故障、监控运行等获得重大突破，将促进配电网进行调度、生产指挥的作用和价值充分发挥出来。其建设特点包括：指导体系具有标准性和规范性；信息交换的灵活与高效性；综合运用多种不同通信手段；高度重视系统应用的实效性；运维体制建设的同步开展。

配网抢修指挥方面。现阶段已建立配网生产抢修指挥平台的城市和地区基本覆盖全国各个区域，南方同时开展了用电调度技术支持系统建设工作，相关城市有东莞、汕头、广州等。实现了业务方面融汇贯通调度、运检、营销部门目标，使现场指挥互动抢修、研究故障、合并工单等问题得以有效解决[2]。其建设特点包括：融汇贯通的信息流；协调一致的业务流；抢修的标准化与主动化；综合运用多种请求方式方法。

2 智能电网问题和原因

不能贯彻执行到位相关标准。近年国家电力行业与国网公司相继出台一些关于配电网建设改造的规范、标准等技术文件，明确规定配电网改造和建设中需遵守的原则、主要性能、重要设施等。虽然上述标准在一定程度上发挥积极促进作用，然而因贯彻执行力度不足，导致有一定偏差出现在具体执行实践中；薄弱的一次网架。现阶段我国仍存在薄弱的配网网架结构，同时城网与农网间存在很大差距，有不平衡现象出现在城市电力网络发展中，农业电网则表现出很多突出问题，有将近二分之一10kV线路未联通，与城网相比农网联通比例仅为其三分之一。参差不齐的配电设备水平、较低设备利用效率，大大降低配电网供电可靠性。

不足的配电网电源布点。长期以来全国所有大中城市不断增长夏季负荷高峰年，大部分配电网主设备超载十分严重。在全面推进农村城市化建设背景下大大增加用电负荷量，一般情况下出现农网线路低电压问题，突出表现在逢年过节、春灌秋收等时期，导致此种现象的重要原因包括不能科学合理布局、具有较少数量变电站、较低容载变电站、很小导线截面等；较低配电自动化覆盖率。从全国大规模、广阔范围的配电网角度看，相比整个配电网网络，已建成的配电自动化覆盖区域比例仍较低。只有在城市核心区域或相关示范区域配电自动化建设才能充分发挥应有作用和价值，但无法体现其规模效应等，这就对配电自动化的可靠供电与科学化管理配电网产生不利影响。

相对落后配电台区建设方式。各种设备增大运行维护难度，具体包括：有一种或多种终端设备安装在传统配电区，如电能表、集中抄表器、谐波监测仪、控制负荷终端、监测变压器终端等，因此部分台区出现混乱安装设备、安装多种设备等情况，大大增加日后运行、调试难度。对于农村地区而言，不平衡经济发展状况导致出现交叉并存的农网配电台区重载、过载、轻载等问题；存在低电压问题。目前一些地区频繁出现低电压问题，不同地区表现出来不同低电压问题。东部地在总用户数量上低电压用户具有较低比例，集中表现在用电高峰期间断性低电压问题。中部地区建设电网速度远低于用电发展速度，造成频繁发生低电压现象。西部地区具有相对严重的低电压问题，多年来无法有效解决地区供电问题。

配电自动化问题。终端配电覆盖区域较少、没有形成明显规模效应，不能进行充分数据融合、主站无法开展深入应用工作，还需进一步提高配电终端可靠性和易用性，有必要进一步探索和完善专业化运行维护方式；信息应用与交互问题。通过分析信息交换总线在全国电力企业中应用情况可知，具有良好应用成效和较差应用成效的企业都占据较低比例，大部分企业应用效果一般。出现较低应用效果的原因是：信息交换总线是系统交互中间件，无法清楚定位管理职责，通常由调度部门与信通部门共同管理，造成无人维护总线、无人关注运行状况等问题，无法第一时间发现并解决接口数据问题。现阶段很少应用信息交换总线跑业务，GIS、配网图模异动的应用比较成熟，降低信息交换总线使用效率，但没有取得明显应用效果[3]。

3 智能配电网未来发展趋势

智能配电网技术发展方向。未来配电网发展的重要特征包括互动性、清洁性、高效率、经济性、可靠性与安全性。以这些特征为出发点，可大致划分为5种智能电网技术：信息采集技术是数据基础；基础监控技术的实施依靠技术平台；应用自愈控制技术能保证智能配电网安全性与可靠性，有利于自动解决基础故障问题，促进运行效率提高；优化运行技术可保障智能电网经济性与高效性；主动配电网技术能保证智能电网的互动性与协调性。

改造与完善智能配电网网架。从我国目前智能配电网建设情况出发，全面改造和完善已有配电网网架，遵守改造原则。通过对差异化规划方案的应用提升附近电网经济性。加大研究与革新智能配电网技术力度，使电网运行风险降至最低；配电自动化重要特征的把握。配电自动化主要有四个重要特征：高度融合实时数据与非实时数据、相互支持自动化与信息化、兼顾电网运营和设备管理、同时应用技术手段和管理措施。

深入应用配电自动化的重要任务。首先，应用最有效的措施和方法，提高配电终端覆盖率；其次，以IEC61968为基础实现多系统交互信息与集成应用目标；积极配合信息融合与大数据处理分析工作；对分布式电源接入、控制和消纳给予大力支持和帮助；将良好基础奠定出来，以更好管理配电网节能与能效；有机融合智能化配电一次设备与二次设备；对于目前新电力改革的发展需求，配电自动化必须进行很好适应和满足。

配件终端标准化的实施。未来发展智能配电网过程中，有必要促进通信模块、终端运维模块、通讯规约模块的标准化和规范化，全面统一规划全国各个区域配电网电源箱，统一规格与尺寸，采取相同安装方法。另一方面，全面规范智能配电网工作流程，如检修设备、运行维护、设备报错等，促进工作流程标准化，将统一设备报错系统应用于全国范围的电力企业中，从整体上促进智能电网运行成效的提高。

多种通信方式互补的实现。企业化是未来智能配电网建设发展方向，在保障信息安全、通信顺畅的基础上，使多种通信方式互补目标得以实现，具体包括无线网络、光纤网络、电力载波等，针对通信网络设备和软件，实现兼容彼此、互相备用目标，最终促进智能配电网运行可靠性与运行效率的提升。

4 提高智能配电网应用成效对策

注重推广和应用智能配电网。在我国电力发展过程中智能配电网至关重要，能促进电力改革、优化民生。然而在多种因素影响下，仍有问题存在于智能配电网的应用范围和实际操作中，严重影响智能配电网效能，阻碍整个电网的科学系统发展。有关部门须高度重视智能电网的推广和应用；注重引进和培养智能电网专业人才。智能配电网技术含量较高，对从业人员专业能力提出严格且较高要求。想要适应目前智能配电网发展需求，相关部门须加强引进电力信息技术人才，将良好平台搭建起来，进一步提升电力技术员工技能，激发广大电力从业人员工作积极性和热情，为智能电网的发展提供人才支持和保障。

智能配电系统的改进和优化。在社会经济不断进步的背景下，广大人民群众对智能配电系统提出更高的科学性与便捷性要求。由此看来，有关部门须通过对科学信息工具如大数据、云计算等的应用，全面而有效分析区域内供电发展状况，科学合理分配电力资源，防止不合理资源分配造成集中或浪费电力资源情况的出现。

提高智能配电软件性能。现阶段我国已在发展智能配电网络过程中取得良好成果，广大用户获取良好体验。然而在用户提高用电需求标后，仍有一些问题存在于智能配电相关服务软件中，突出表现在个性化服务、人性化服务方面，从而对整体用户体验造成不良影响。由此看来，想要进一步发展我国智能配电网络、满足广大用户对电力资源的需求，有关部门须增加资金投入，对相关基础服务软件设施进行完善，将良好基础奠定出来，以更好发展智能配电网络。