配電網智能化相關問題分析

【摘 要】智能電網代表著未來國家電網發展方向，而智能配電網作為電網供應鏈的終端環節，分布情況復雜，直接面向廣大電力終端用戶供電，是我國智能電網建設進程中的重要組成部分。本文結合筆者多年實際工程經驗，就目前我國配電網的現狀進行了簡要闡述，引出了智能配電網的概念、特性，探討了我國配電網智能化的建設內容和技術支撐分析。

【關鍵詞】配電網；智能；發展；技術

作為電網的重要環節，配電網擔負著電力系統與用戶聯系，向用戶供應電能和分配電能的重要功能，在電力系統及其自動化管理中有著重要的地位。但隨著社會經濟的發展和人民生活水平的改善，傳統配電網規劃模型滿足不了實際配電網要求的可靠性，環保，占地，線路走向等多種屬性。配電網的規劃出現的復雜性、不確定屬性增加和決策主體多元化等新情況，迫使我們必須加大配電網新建設的力度，發揮配電網建設最大的綜合投資效益，逐步改造成結構合理，建設可靠性高，自動化程度高，電壓質量好，可遠程實時監測的智能配電網。

1 我國配電網現狀

由于歷史遺留、配網規劃不合理等原因，我國配電網存在諸多問題，配電網架結構不夠堅強，中壓變電站普遍存在單線單電和負荷過載的問題，低壓供電半徑較長，供電質量較差。老舊設備依然大量存在，損耗高且運行指標低。給我國城區經濟發展、居民安全用電和城市美觀帶來了一定的影響。根據配網“十二五”規劃，我國各地都在加大投資進行配網結果的改造工作。

據了解，2009-2012年國家電網公司電網總投資將達到3.45萬億元，其中智能化投資3841億元，占電網總投資的11.1%，再加上特高壓“三縱三橫一環網”的建設，未來10年，我國電網將迎來建設黃金期。而在配電領域，市場前景廣闊。未來10年，配電領域智能化投資規模達892億元，占智能化總投資的23.2%，預計到2020年，所有地級城市將全面建成配電自動化和配網調控一體化智能技術支持系統，前景廣闊。

2 智能配電網

2.1 智能配電網的概念

智能配電網就是在配電網的高級自動化技術的基礎上，通過應用、融合先進的測量、傳感技術、控制技術、計算機和網絡技術、信息與通信技術，且利用智能化的開關設備、配電網終端設備，在堅強電網架構和雙向網絡的物理支持以及各種集成高級應用功能的可視化軟件支持下，允許可再生能源和分布式發電單元的大量接入和微網運行，鼓勵各類不同電力用戶積極參與電網互動，以實現配電網絡在正常運行狀態下完善的監測、保護、控制、優化和非正常運行狀態下的自俞控制，引導用戶科學、合理用電、提高電能使用的經濟性和安全性。

2.2 智能配電網的功能特性

智能配電網是智能電網中配電網部分的內容，與傳統的配電網相比，具有以下功能特性。

2.2.1 自愈能力

所謂自愈，就是指自我預防和自我恢復能力，主要體現兩個方面：1）預防控制為主要的控制手段，實時監測，及時發現，診斷和消除故障隱患；2）具有故障情況下維持系統連續運行的能力，不造成系統的運行損失，并且通過自治修復功能從故障中盡可能恢復供電。自愈是智能配電網最突出的特點。

2.2.2 提高更高的電能質量

智能配電網能夠實時監測并控制電能質量，使電壓有效值和波形符合用戶的要求，即能夠保證用戶設備的正常運行并且不影響其使用壽命。

2.2.3 具有更高的安全性

能夠很好地抵御戰爭攻擊，自然災害等，避免大面積停電，具有一定的抵抗能力，對電力運行進行實時預測和故障智能處理，最大限度減少配電網故障對用戶生產、生活的影響。

2.2.4 集成化程度高

實現實時和非實時信息的高度集成、共享和利用，為運行管理展示全面、完整和精細的電網運營狀態信息，同時提供相應的輔助決策支持、控制實施方案和應對方案。

2.2.5 互動能力強

這是智能化配電網區別與傳統配電網的一大新特征，使用戶由被動的電力消費者變為電網運行管理的積極參與者。應用智能電表，實行分時電價、動態實時電價，讓用戶自行選擇用電時段，在節省電費的同時，為降低電網高峰期負荷作出貢獻，允許并積極創造條件讓擁有DER的用戶在用電高峰期時向電網送電。

3 配電網智能化的建設內容

3.1 用電信息采集

建設內容為涵蓋公變、專變采集；單、三相居民用戶采集；提供多種繳費方式。建設目標位實現用電信息采集的自動化和互動化，實現用電信息實時監測、預警及多種自助繳費方式。

3.2 智能臺區

臺區裝設智能配電箱或智能配變終端，將用戶用電信息采集信息和臺區信息通過光纖、無線公網、無線公網、無線專網等通信方式上傳到統一數據采集與集中監控平臺。

3.3 配變自動化

實現農村配電網的運行監視和控制的自動化系統，具備配電SCADA、饋線自動化、電網分析應用及與相關應用系統互連等功能，主要由配電主站、終端、配電子站和通信通道等部分組成。有簡易、實用、標準、集成、智能型之分。利用自動化裝置或系統，監視配電線路的運行狀況，及時發現配電線路故障，迅速診斷出故障區間并將故障區間隔離，快速恢復對非故障區間的供電。分為全自動、半自動、智能分布、重合器四種方式。

目前，在我國配網中使用較多的電力配網自動化EPON通信系統具有突出的特點。EPON由于使用經濟而高效的結構，從而成為連接城市配電網環網柜內監測單元的最有效的通信方法，使得配電自動化系統更為先進更為高效。電力用戶用電信息采集系統的全面建設，可實現對所有電力用戶和關口的全面覆蓋，計量裝置在線監測和用戶負荷、電量、電壓等重要信息的實時采集，從而為智能電費結算等營銷業務策略的實施提供技術基礎，為企業經營管理各環節的分析、決策提供支撐，提升快速響應市場變化、快速反映客戶需求的互動能力。

4 配電網智能化技術支撐

配電網智能化需要先進的電力新技術作為支撐才能平穩、有效的運行。智能配電網將諸多的先進電力技術有機集成、融合成了一個統一的整體。

4.1 自愈控制技術

自愈控制主要解決“供電不間斷的問題”，也就是在無需或者需少量人為干預情況下，監測電網的實時運行狀態，及時發現、快速診斷和消除故障。

4.2 智能微網技術

通過采用先進的電力技術、通信技術、計算機技術和控制技術在實現微網現有功能的基礎上，滿足微網對未來電力、能源、經濟環境的更高發展需求。

4.3 用戶服務和需求側響應技術

在傳統配電網中，用戶只是被動接收供電，絕大部分用戶不熟悉電力零售市場和電能生產過程。在智能配電網中，用戶的用電模式和行為將發生變化，它能夠幫助電力系統平衡電力供需。

4.4 電能質量和綜合節能技術

變壓器經濟運行技術，通過合理配置變壓器、優化選擇運行方式、經濟調整變壓器負載，最大限度降低變壓器的電能損耗。電能質量監測與治理，電能質量監測及治理技術；動態電壓恢復器有效解決諧波、三相不平衡、跌落、浪涌和穩態電壓質量等問題；寬幅有載調壓變壓器；電力有源濾波器對變化的諧波和無功功率都能動態補償。線損分析與管理技術，有效降低農網供電企業線損，提高經濟效益。

4.5 自動化技術

縣級電網調度自動化，對電網運行進行實時監視、控制和分析的一種集成自動化系統，由主站、通道、廠站端設備構成。配電自動化，實現配電網正常運行及事故時監測、保護、控制和管理。調配控一體化，是采用一套系統，在同一數據平臺上，實現調度、集控、配網三大功能的整合。

5 結束語

配電網的智能化是統一堅強智能電網的重要內容，結合我國配電網的實際，掌握智能配電網核心支撐技術，達到配電網自預測、自預防、自優化、自恢復的能力，同時依據負荷密集程度、負荷重要性、經濟發達程度、發展趨勢、售電收入等，對于不同的地區在不同發展階段，應科學地選擇恰當的模式。通過配電網的智能化，提供優質電能，在故障情況下減少停電時間，加快網絡恢復速度，實現電力企業社會責任。

[責任編輯：丁艷]