智能配電網在電網中的發展

摘要：文對現代的智能配電網給了初步介紹，比較了跟傳統配電網的區別，并指出我國配電網建設存在投入薄弱的問題，接下來對智能配電網中應用的主要技術進行了總結概括，得出智能配電網可以實現電網的經濟運行，保證高度可靠的供電，推動了新能源在電網中的應用。

關鍵詞：智能配電網

0 引言

智能電網是目前社會的熱點話題，也是廣大電力科研人員所關注的熱點領域之一。智能電網結構上分為智能輸電網和智能配電網兩個部分，很多高新技術被應用到智能配電網當中，其結構已與傳統配電網有了很大不同，因此如何建設好智能配電網是實現電網智能化的不可或缺的部分。

1 什么是智能配電網

智能配電網（smart distribution grid，SDG）：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。

智能配電網與傳統配電網相比，主要在三個方面有差異：

傳統輸電網是電網向用戶供電，智能配電網可實現電能的雙向流動。

傳統配電網信息交流速度慢，通信手段落后，智能配電網應用現代通信技術，可實現通信的高速雙向流動。

傳統配電網的業務流程僅限于部門內部，智能配電網業務貫穿多個部門，支持互動業務流程，全局角度的優化政策。

智能配電網加強了電網對全網的掌控，使電網調度更加合理、迅速，優化了能源的最大利用，使能源投資效益最大化，保證了廣大用電區域的可靠供電。預計實現全網的智能化配電后，全國平均停電時間降低至歐美、日本等實現高度智能配電的國家水平。

2 智能配電網的發展現狀

我國在配電網中的投資嚴重不足，全國平均停電時間為7-8個小時。就發電、輸電、配電3個環節來說，美國投資比例為1：0.43：0.7；英國是1：0.45：0.78；日本是1：0.41：0.68。我國在2000年前是1：0.21：0.12，這兩年電網投資有所加大，2009年電網投資8億，第一次超過電源投資，但由于負荷也在快速增長，電網、特別是配電網建設滯后的問題還沒有得到根本解決。

在智能電網中，配電網未來預期投資比例將達到總投資的40%，智能配電網截至目前已經在多個城市試點運行，北京具有智能自愈功能的配電網線路已有24條，另有數量可觀的一批開關站、電纜分界室、小區配電室等站點、設備和167條架空混合線路，具備了實時監控、故障判斷、故障區段定位與遠程隔離等自動化功能；杭州市在初步建成智能配電網后，已實現供電可靠性由原來的99.99%提升到99.995%，10千伏線損由原來的2.5%下降到現在的2.2%，同比減少損耗2015.8萬千瓦時。

一大批建成的智能配電網證明了發展智能配電網的必要性。

3 智能配電網中的技術

智能配電網中的技術涉及許多學科，其中主要包括以下幾個方面[1]：

先進的IP通信網技術。智能配電網將融合通信技術，以光纖，無線通信等方式將控制中心、變電站、用戶等配電網中的各個節點連接成一個巨大的電力領域的通信網絡，使配電網中的變電站，中壓饋線及用戶的管理、監控、優化等技術帶來質的飛躍。

傳感、檢測和支持智能配電工程的高級量測系統[2]，包括高級的傳感器，能實時監測架空線路和電纜線的溫度；智能化的變電站，實時監視各配電區負荷情況、各種事故情況并能及時作出策略應對；智能化的電表，能顯示實時電價，實現電能的質量監控。

先進的保護控制技術，包括廣域保護、自適應保護、 配電系統快速模擬仿真、網絡重構等技術，實現配電信息系統的信息安全防護、運行維護管理控制和容災備用，保證信息系統對智能配電系統運行的可靠支持。

高級配電自動化技術[3]。高級配電系統自動化在故障隔離與自愈、分布式電源與可平移負荷調度、通信技術、計算機輔助決策等方面有新的要求。需要建立在具備可自愈的配電網絡結構基礎之上，可以有效提高供電可靠性，縮小非故障停電區域，減少停電恢復時間。

分布式電源并網技術。分布式儲能裝置并網后，可在負荷低谷時從電網上獲取電能，而在負荷高峰時向電網送電，起到對負荷削峰填谷的作用，提高電網運行效率。

DFACTS是柔性交流輸電(FACTS)技術在配電網的延伸，包括電能質量與動態潮流控制兩部分內容。

故障電流限制技術，指利用電力電子、高溫超導技術限制短路電流的技術。

智能調度技術。獲取配網全景信息實現一體化的信息支撐優化調度計劃。

4 建設智能配電網的目的

4.1 實現配電網的經濟運行

我國10kv的配電網線路長度占電力網總長度的60%左右[4]，但損耗卻占總線損的80%左右，因此實現電網的節能減排，必須從配電網損耗著手。

智能配電網的全網監視功能，使調度人員可以了解配電網的運行情況，為全網的優化運行提供技術支持，實現負荷的最優化分布，降低某些線路的過載情況，從而降低線損，達到節能效果。

4.2 實現電網用戶的可靠性供電

智能配電網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，極大的提高了供電質量。另外擁有分布式電源裝置的微網可以在大電網事故時維持重要用戶的持續供電，避免大面積停電給國民經濟帶來的嚴重后果和巨大損失。

4.3 推動新能源在電網中的大規模應用，實現電網綠色化

風能、太陽能等新能源發電裝置不可避免的一個問題是發電的間歇性，分布式儲能裝置的并網可以彌補新能源發電裝置的間歇性問題，兩者結合使用可以大大降低對石油、煤炭等化石燃料的依賴，實現電網的可持續發展。

5 總結

我國由于歷史原因，配電網投資相對不足，停電事故時有發生，像北京、中山等配電網比較發達的城市全年平均停電時間也達到3-5個小時，帶來了巨大的經濟損失，而新加坡、東京等發達國家和地區全年平均停電時間只有幾分鐘左右，所以建設現代化的智能配電網具有重大意義。

智能配電網涉及能源、信息、電子、通信、材料等多個科學技術領域，政府部門需要大力組織和精細規劃，推動多部門的共同合作，廣大科技工作者也要齊心努力，盡早實現我國的智能配電網。

參考文獻：

[1]徐丙垠，李天友，薛永端，金文龍.智能配電網講座[J].供用電.2009，26(4):22-27.

[2]余貽鑫.新形勢下的智能配電網[J].電網與清潔能源.2009，25(7):1-3.

[3]王成山，王守相，郭力.我國智能配電技術展望[J].南方電網技術.2010，4(1):18-22.

[4]張繼紅.配電網損耗簡析[J].高科技與產業化.2010，5:72-73.