新型电力系统下“智慧配电网+”的探索与实践

吴兆顺

（杭州市钱塘区供电公司， 浙江 杭州 310000）

0 引言

传统配电网面临着诸多挑战，包括能源浪费、负荷不平衡和安全隐患等问题。这些问题不仅给电力系统的运行带来困扰，也限制了能源的有效利用和用户体验的提升。为了应对这些挑战，“智慧配电网+”作为一种创新的技术解决方案应运而生。本文旨在通过介绍“智慧配电网+”的概念，引出“智慧配电网+”的建设以及应用场景，并探讨其未来趋势，以期为新型电力系统下“智慧配电网+”的探索提供方向。

1 “智慧配电网+”概述

“智慧配电网+”是一种基于新型电力系统思想的配电网架构，集成先进的信息通信技术、大数据分析和人工智能等技术，实现对配电网的智能化管理和优化调控[1]。其基本原理是通过实时监测、远程控制、数据分析和决策支持等功能，对分布式能源接入、负荷预测与调度、故障检测与诊断等关键环节进行精细化管理，从而提高供电可靠性、降低能源消耗、优化功率质量等方面取得更好的效果。

1.1 “智慧配电网+”的关键技术

1）智能感知技术：通过安装智能传感器和测量设备，实现对电网各节点的实时监测和数据采集。

2）大数据与云计算技术：将海量的监测数据进行采集、存储和分析，实现对电力系统的状态评估和故障诊断。

3）人工智能与机器学习技术：通过建立模型和算法，实现对电力系统的负荷预测、能源调度、故障检测等智能决策与优化。

4）通信与物联网技术。构建可靠的信息传输和通信网络，实现对分布式能源和智能设备的远程控制和监管。

1.2 “智慧配电网+”与传统配电网的不同

1）“智慧配电网+”支持大规模接入分布式能源，实现了能源的去中心化和可持续发展，而传统配电网主要依赖于集中式发电。“智慧配电网+”采用先进的通信和信息技术，实现了对分布式能源和智能设备的远程监管和控制，而传统配电网通信手段有限，缺乏智能化管理能力[2]。

2）“智慧配电网+”能通过大数据分析和人工智能技术，实现了对电力系统状态的评估、故障的诊断和决策的优化，而传统配电网决策主要依靠经验和规则，通过智能化管理和优化调控，提高供电可靠性和能源利用效率，而传统配电网存在较大的供电风险和能源浪费。

2 “智慧配电网+”建设方向

2.1 提升配电网感知能力

在“智慧配电网+”建设中，首要的任务是提升配电网的感知能力。通过引入先进的感知技术，如传感器、智能电表和监控设备，可以实时获取配电网各个环节的电流、电压、功率等数据，并将其进行集中监控和管理。这种感知能力的提升可以帮助运营商更好地了解电网的运行状态，及时发现和解决问题，提高电网的可用性和稳定性。

此外，配电网感知能力的提升还可以支持更精确地负荷预测和调度。通过对用户用电行为的分析和数据挖掘，可以准确预测不同时间段的负荷需求，从而合理调配电力资源，避免负荷不均衡和供电紧张的情况发生。同时，感知技术也可以帮助监测电能质量，及时发现并解决供电异常、谐波污染等问题，提高用户的用电品质。

在配电网感知能力提升的基础上，还可以通过应用人工智能和大数据分析技术实现智能化的运维管理[3]。对大量的运行数据进行分析和挖掘，可以建立预测模型，提前发现潜在故障，并进行精准维修，避免故障扩大化。同时，通过优化运行策略和调度算法，可以实现更高效的供电管理，降低运行成本，提高系统的可持续发展能力，为未来智能电力系统的发展奠定坚实的基础。

2.2 提升配电网智慧物联平台能力

配电网智慧物联平台是指通过物联网技术实现配电设备之间、设备与系统之间的互联互通，构建起一个全面感知、高效协同、智能管理的平台。该平台通过接入各种感知设备、智能终端和数据采集装置，实现对配电网各个环节的综合监测和集中管理。

在配电网智慧物联平台的能力建设中，首先需要确保设备的互联互通。通过部署传感器、智能电表等设备，可以实时采集电流、电压、功率等数据，并将其传输到平台进行分析和处理。这样可以实现对配电网的全面感知，及时发现异常情况并采取相应的措施。

其次，配电网智慧物联平台需要具备数据收集和存储的能力。大量的数据需要进行采集、整理和存储，以便后续的分析和决策支持。因此，建设物联平台应具备高效的数据处理和存储能力，以确保数据的及时性和可靠性。通过分析负荷预测数据，优化调度策略，合理配置供电资源，从而提高供电效率和质量。配电网智慧物联平台，支持智能化的运维管理。通过将监测设备、维修人员、运维系统等各个环节连接在一起，实现信息的共享和协同，可以提高故障诊断和修复的响应速度，降低维修成本，提高供电系统的可靠性和可持续性。

最后，配电网智慧物联平台的能力建设还需要注重数据安全和隐私保护[4]。在数据传输和存储过程中，应采取相应的安全措施，保障数据的机密性和完整性，防止数据泄露和被篡改。

配电网智慧物联平台的能力建设是实现“智慧配电网+”目标的关键一环。通过物联网技术的应用，可以实现对配电网的全面感知和智能管理，提高供电效率、质量和可靠性，满足未来电力发展的需求。

2.3 新型电力系统下“配电网智慧+”建设方案

1）配电网运行状态感知。通过引入智能感知和监测技术，实现对配电网的实时监测和远程操作。通过数据采集和分析，能够及时识别故障和异常，提高配电网的可靠性和稳定性。

2）营配业务贯通应用。建立统一的配电网信息平台，实现不同部门、不同业务之间的信息共享和协同工作。通过提供全面、准确的数据支持，优化业务流程，提高工作效率和服务质量。

3）源网荷储综合优化。通过智能调度和优化算法，实现对电源、电网、负荷和能源储备的综合调度和优化。合理分配资源，可以提高能源利用效率，降低能源消耗和排放。

4）优质服务精益管理。建立完善的服务体系和管理机制，提供个性化、高效率的配电服务。通过引入智能客服、移动应用等技术手段，实现服务过程的数字化和智能化，提升用户体验。

5）能源平台生态共建。在配电网建设过程中，与石油、重工业、口岸、园区、电采暖、智慧农业、多能互补、清洁能源、新能源和地市级能源互联网进行合作。共同构建能源生态系统，促进能源互联互通，实现能源的高效利用和可持续发展。

通过以上多方面的提升建设，将推动智慧配电网的发展，实现更高效、安全、可靠的配电服务，并为清洁能源和可持续发展作出贡献。

3 新型电力系统下“智慧配电网+”的应用

3.1 在城市电网中的应用

在城市电网中，“智慧配电网+”的应用可以显著提升供电可靠性、能源利用效率和电网安全性。例如，通过智能感知技术和大数据分析，可以实现对城市电网负荷需求的准确预测和优化调度，从而避免过载和电压不稳定问题[5]。“智慧配电网+”还可以实现对分布式能源的接入和管理，促进可再生能源的利用，并支持城市电网的微网化发展。其结果是提高了城市电网的供电质量，降低了能源消耗，增强了电网的抗灾能力。

3.2 在工业电网中的应用

在工业电网中，“智慧配电网+”可以有效解决工业用电的高负荷、复杂负荷需求等问题。通过智能感知和监测技术，可以实时监测工业设备的用电状况，并进行智能化的负荷预测和调度，以最大程度地优化电力资源的利用和节约能源成本。此外，“智慧配电网+”可以提供准确的电能计量和结算服务，提高对企业用电情况的监管和管理效果。通过“智慧配电网+”的应用，工业电网的供电可靠性得到了显著提升，能源消耗得到了有效控制，为工业生产提供了稳定可靠的电力保障。

3.3 在农村电网中的应用

在农村电网中，“智慧配电网+”的应用可以改善农村地区的电力供给状况，提高电网的可靠性和安全性。通过智能感知技术和智能设备的安装，可以实现对农村电网各节点的实时监测、故障检测和诊断。“智慧配电网+”还可以促进农村地区分布式能源的接入和利用，如太阳能光伏发电和农村小型水电站等，降低对传统电网的依赖，并提高电力供应的可持续性。此外，“智慧配电网+”还可以支持农村电网与智能农业、农村电商等领域的深度融合，为农村地区的经济发展提供可靠的电力保障。

3.4 在微电网中的应用

微电网是由分布式能源、储能设备和负荷所组成的小型电力系统，“智慧配电网+”在微电网中的应用非常重要。通过智能感知技术和智能控制策略，“智慧配电网+”可以实现对微电网内部各个节点的监测、控制和协调。例如，利用智能传感器对微电网中的能源输入和输出进行精确测量，实时监测微电网的运行状态；通过数据分析和预测算法，实现对微电网的负荷需求和能源供应进行智能化管理和优化调度。“智慧配电网+”还可以实现微电网与主电网的互动和协同，在微电网与主电网之间实现能量交互和优化分配。“智慧配电网+”的应用为微电网的安全稳定运行提供了有效的支持，促进了微电网的发展和推广。

4 “智慧配电网+”的发展趋势

“智慧配电网+”在未来的市场前景非常广阔。随着经济的发展和能源需求的增长，配电网的可靠性、灵活性和智能化要求不断提高。

1）技术的创新与进步。随着先进技术（如物联网、人工智能、大数据分析等）的应用，“智慧配电网+”将实现更高级别的自动化、智能化管理，并且能够与其他领域（如智能交通、智慧城市）相互融合。

2）分布式能源的快速发展。分布式能源（如太阳能、风能等）的应用逐渐增多，“智慧配电网+”能够提供对这些分布式能源进行有效管理和优化调度的解决方案。

3）能源转型与可持续发展。随着全球对环境保护和可持续发展的重视，“智慧配电网+”能够有效推动能源转型，促进可再生能源的利用，降低能源消耗，减少碳排放。

5 “智慧配电网+”发展建议

1）加强技术创新和标准制定。加大对“智慧配电网+”关键技术的研发力度，推动技术标准的制定和推广，建立开放、通用的技术平台，提高各个环节的互操作性。

2）加强数据安全与隐私保护机制。制定相关法律法规，建立完善的数据安全保护机制，加强数据采集、传输和存储环节的安全控制，保护用户数据的安全和隐私。

3）推动政策支持和合作机制。政府可以制定相关政策和规划，加大对“智慧配电网+”建设的支持力度；同时，推动不同利益相关方之间的合作与共享，促进“智慧配电网+”的良性发展。

4）强化市场推广和宣传。通过加大市场宣传力度，提高用户对“智慧配电网+”的认知度和接受度，鼓励更多企业和用户参与到“智慧配电网+”建设中。

6 结语

建设“智慧配电网+”及解析“智慧配电网+”在城市、工业、农村、微电网的典型应用，能够更好地管理电力供需平衡，降低网络传输损耗，提高电力系统的整体效率，有效推动电力行业的可持续发展和能源转型进程。