智能配電網與配電自動化

摘 要：面對配電網供電需求的增大、連接復雜度的增高以及可再生能源接入等問題，研究和發展突出自愈功能的智能配電網成為電力系統發展的必然選擇和趨勢。智能配電網具有其獨特的特點和研究目標，其與傳統配電網具有極大的區別，系統對智能電網也有一定的功能需求。智能電網目前已經成為后金融危機時代的研究熱點和推動經濟復蘇的亮點，帶動了整個電力系統中各環節的技術進步和升級換代，配電自動化系統作為智能電網的重要配電環節，在整個智能電網發展中得到了廣泛的應用和發展。

關鍵詞：智能配電網 配電自動化

中圖分類號：TM72 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2011）12（a）-0000-00

隨著哥本哈根會議的召開，經濟發展向低碳化過渡帶來了供能和用能方式的重大變化，而電力系統的轉變是其中的關鍵，與這一轉變密不可分的是智能電網建設。

SDG與業界熟悉的配電自動化(DA)技術有著密切的聯系，理清SDG與DA的關系對于了解、認識SDG十分有幫助。而按照智能電網的要求，充實提高DA技術，對于推動DA技術的發展、建設SDG具有十分重要的意義。

1 智能電網

所謂智能電網就是電網的智能化，它建立在集成的高速雙向通信網絡的基礎上，通過先進的傳感和測量技術、先進的設備技術、先進的控制方法以及先進的決策支持系統技術的應用，實現電網運行的可靠、安全、經濟、高效和使用安全的目標。

2 智能配電網

智能電網包括智能輸電網和智能配電網(smart distribution grid，SDG)兩方面的內容，其中，SDG具有新技術內容多、與傳統電網區別大的特點，對于實現智能電網建設的整體目標有著舉足輕重的作用。

2.1 SDG的基本概念

SDG定義為：集成了傳統和前沿配電工程技術、高級傳感和測控技術、現代計算機與通信技術的配電系統，更加安全、可靠、優質、高效，支持分布式電源的大量接入，并為用戶提供擇時用電等與配電網互動的服務。

2.2 SDG的功能特征

更高的安全性。2)自愈能力。3)更高的電能質量。4)支持DER的大量接入。5)支持與用戶的互動。6)更高的資產利用率。7)對配電網及其設備進行可視化管理。8)配電管理與用電管理的信息化。

2.3 建設智能配電網的作用與意義

SDG將使配電網從傳統的供方主導、單向供電、基本依賴人工管理的運營模式向用戶參與、潮流雙向流動、高度自動化的方向轉變。隨著我國DG建設的進展，將產生越來越明顯的經濟效益與社會效益，主要以下三個方面。

（1）實現配電網的最優運行，達到經濟高效。DG應用先進的監控技術，對運行狀況進行實時監控并優化管理，降低系統容載比提高負荷率，使系統容量能夠獲得充分利用，從而可以延緩或減少電網一次設備的投資，產生顯著的經濟效益和社會效益。

（2） 提供優質可靠電能，保障現代社會經濟的發展。SDG在保證供電可靠性的同時，還能夠為用戶提供滿足其特定需求的電能質量;不僅可以克服以往故障重合閘、倒閘操作引起的短暫供電中斷，而且可以消除電壓聚降、諧波、不平衡的影響。

（3）推動新能源革命，促進環保與可持續發展。傳統的配電網的規劃設計、保護控制與運行管理方式基本上不考慮 SER 的接入，而且為不影響配電網的正常運行，現有的標準或運行導則對接入的DER 的容量及其并網點的選擇都做出了嚴格的限制，制約了分布式發電的推廣應用。SDG具有很好的適應性，能夠大量地接入DER并減少并網成本，極大地推動可再生能源發電的發展，大大降低化石燃料使用和碳排放量，在促進環保的同時，實現電力生產方式與能源結構的轉變。

配電自動化系統

DA指利用現代計算機、通信與信息技術，將配電網的實時運行、電網結構、設備、用戶以及地理圖形等信息集成，構成完整的自動化系統，實現配電網運行監控及管理的自動化、信息化[1]。其作用主要是提高供電質量、用戶服務質量和配電網管理效率。

SDG與DA的比較

比較SDG與DA，可以看出它們之間有著密切的聯系與廣泛的共同性。DA是現代計算機、通信與信息技術在配電網中的應用，而這些新技術也是SDG的主要技術手段。DA的技術內容完全包含在SDG內，且是SDG的主要內容，具有舉足輕重的作用。

但與DA相比，SDG有著革命性的變化:

技術內容更為豐富。（2）性能更為完善。（3）實現與用戶的互動。

配電自動化系統與智能配電網的融合--高級DA的引入

SDG的出現給DA的發展提出了新的要求，為此，美國電力科學研究院在“智能電網體系”研究報告中提出了高級DA的概念。高級DA:配電網革命性的管理與控制方法，它實現接有DER的配電系統的全面控制與自動化，使系統的性能得到優化[2]。高級DA是對常規DA技術的繼承與發展，是SDG中的DA。除對常規DA功能的進一步完善提高外，高級DA的主要特點體現在支持DER的大量接入、深度滲透上。

5.1高級DA主要技術

5.1.1 IP通信網絡

它將克服常規DA通信技術存在的問題。

5.1.2 配電網廣域測控體系

配電網廣域測控體系支持常規SCADA的所有功能。除此之外，還具有以下功能特征:

(1)支持子站的應用。

(2)支持IED之間的對等實時數據交換，使其能夠不依賴于主站或子站完成局部區域保護控制功能，進一步提高控制速度，簡化系統構成。

(3)支持同步相量測量、配電設備在線監測，能夠記錄故障與電能質量擾動數據。

(4)支持故障等事件信息與控制命令的快速傳輸。

(5)具有良好的開放性，支持“即插即用”。

(6)具有網絡與系統管理功能，能夠收集網絡管理信息，向網管工作站報告網絡與終端設備的錯誤。

(7)能夠提供安全訪問控制。

5.1.3 DER控制與調度技術

高級DA支持DER的“即插即用”與優化調度，其核心支撐技術除廣域保護、電壓無功控制外，還包括以下兩項內容:

（1）MG技術[3]。

(2)虛擬發電廠技術。

5.1.4 企業集成總線

6 結語

由于歷史原因，中國配電網投資相對不足，這是目前制約電力系統供電質量與運行效率提高的薄弱環節，亟待進一步加強、提高。而國家大力推動可再生能源發電以及電動車發展的政策更是給配電網提出了新挑戰。智能電網的提出為解決這些問題創造了條件，給配電技術的發展指明了方向。積極研發并推廣應用SDG技術，對于建設現代配電網，更好地滿足中國經濟與社會發展對電力系統的要求，具有十分重要的意義。

建設SDG，首先要從高級DA入手。要認真總結中國十幾年來DA工作的經驗教訓，結合SDG發展的要求，做好高級DA功能與自動化系統規劃工作，切實解決好以前DA建設中存在的實用化程度差、“自動化信息孤島”、管理維護工作量大等問題。堅持長遠規劃、分步實施的原則。

相信，不久的將來，高級DA的融入，與SDG一起，我國智能電網的發展必然讓世人矚目。

參考文獻

[1]李天友，金文龍，徐丙垠.配電技術.北京:中國電力出版社，2008.

[2]徐丙垠，李天友，薛永端. 智能配電網與配電自動化. .電力系統自動化，2009