10kV電力系統的智能配電網絡探究

摘 要：配電網絡是電力系統的一個重要組成部分，建設智能電網，對智能配網發展模式積極探索，從而提高經濟效益是目前我們要亟待解決的問題。比對主網目前的配網管理，具有復雜性以及多樣性特點的配網目前依然處于較為原始、簡單的層面。文章對10kv電力系統的智能配電網絡的內容進行了探討，以期為相關工作提供借鑒。

關鍵詞：智能化；開關；應用模式

1 10kV配電智能化系統

基于我國目前的配電網網絡結構現狀，可以總結目前配電智能化系統的基礎模式基本采用分層控制處理的模式，很多城市10kV配電智能化系統分四層。

智能化配電系統是由計算機系統及數字通信連接具有通信功能的智能化設備，實現運行管理變電站電力設備智能化。通過這個電力系統能夠分析故障、實時采集、數字通信、記錄事件及警告、進行遠程操作及控制、自動生成報表、管理設備維護信息及保護定值等功能。有時需要面向分布廣、設備繁雜、現場條件復雜的控制終端的10kV電力系統配電網絡其本身設備操作頻繁而由于故障脫扣等因素而出現諧波干擾及強電磁等情況，通過應用智能化配電系統可對上述問題進行解決，其抗干擾能力超強，由設備層智能化設備完成重要的控制功能，逐步形成了網絡集成式的完全分布控制系統，對于安全、快速要求的電力系統運行可以得以滿足。電力系統的智能化元件的功能可以監測電能質量、對開關及電動機進行保護及控制等。可以不依賴計算機網絡就能夠正常工作的電力系統中的智能化設備能夠大大提高電力系統運行的實用性、穩定性及安全性，符合管理電器設備運行的要求及生產過程控制的需要。

2 應用模式

美國能源控制公司智能化產品的重要組成部分之一的智能配電電力系統配電網絡系統可以解決當前只是在SCADA系統基礎上進行優化升級雖有監控功能卻不能將10kV電力系統配電網絡的特點和要求很好體現出來的10kV電力系統配電網絡的智能化監控系統的問題，該系統是基于成套電力設備的特點及要求設計出AECONTROL監控系統（圖2）。該分布式智能配電網絡管理系統集成了變壓器、變電站設備及中壓電力設備。

變電站一體化集中監控采用10kV電力系統配電網絡智能化主機為平臺。將前端機配置在該系統現場層面，通過內部局域網連接監控主機；設備層開放的現場總線網絡在前端機以下連接變電站設備的智能化裝置。應用工業電腦為前端機使通信處理能力及抗干擾能力得以增強，簡化了網絡結構，無縫連接底層變電站設備。

目前，我國絕大多數分10kV電力系統配電網絡智能化裝置雖然具備數字通信功能，然而，電力設備沒有嚴格通過一致性及互操性的測試，倘若沒有統一協議就會降低通信兼容性。但是將10kV電力系統配電網絡智能化裝置優化后就具備了靈活的處理功能，符合電網開放性的需要，能夠與其他智能化裝置兼容，也可以跟標準的現場總線產品連接，靈活的擴展性，在變電站內符合用戶對不同設備系統集成的不同需要。

3 設備開關要符合配電智能化要求

設備開關跟配電智能化聯系密切，一般需要通過PC機遠程操作設備開關完成配電智能化網絡重構故障和自動隔離。也需要通過設備開關的相關接口控制及采集配電智能化數據。基于此，為了滿足配電智能化系統的需求，對于10kV電力系統配電網絡的全部設備開關要滿足以下要求：（1）操作機構具備直流電動及彈簧儲能功能其電源要盡可能小的容量，采用48V/24V；（2）開關既要有電動也要有手動功能；（3）控制接口要有分合閘外接的控制接點。（4）狀態信號要包含刀閘信號、開關分合閘位置信號及彈簧儲能信號等；（5）設備開關要小型、無油、絕緣及功耗低；（6）與電流、電壓互感器一體化設計的設備開關，作為單機電源的電壓互感器其容量要達到50至100VA，另外要設置三相電流互感器且其飽和度處于測量電流互感器和保護電流互感器之間。

4 10kV配電網智能化系統的應用技術

如今電力系統智能化融入了通信技術、新型傳感器及計算機技術等而在各種電壓等級中，10kV配電設備最具智能化的條件。采用計算機檢測技術可以連接10kV配電網智能化系統的各個模塊，提高了可靠性及處理速度。以雙絞線為通信介質，可以在總線掛一百多個節點，另外還具備總線仲裁技術，標準化通信協議，多主式通信，這些特點對電力系統智能化的通信適合。通信控制器根據現場實際情況采用串行口通信或局域網方式與上位機通信。

智能電網要求能夠支持可再生能源上網時的即插即用要求以及分布式電源的大量接入要求；智能電網對配電網和設備的管理要實現可視化管理運作，要全面采集配電網的實時運行數據進行診斷和分析；智能電網要支持和用戶之間的互動，使用智能化的電表，提升用戶的用電知情權，對單個單位要能夠實現單供與單計；智能電網要求對配電網的管理要實現信息化，對其運行和管理的數據要高度集成融合。到目前為止，北京電力公司已經在背景進行了東西城的配網的自動化試點工作，對配網的功能進行了測試，已經順利的通過了國家電網的驗收，不僅在北京，天津、上海、大連等城市也都開始投入了對配網智能化的進程中，各種智能小區、信息采集試點工程正在日益增加，例如某小區安裝了500KVA的配變兩臺，在這個小區中有住戶八棟樓，每棟樓有三個單元，每個單元有三戶，一共有十七層，智能電網在這個小區中實現了集抄到戶、電梯間單供單計、走廊的照明單計、路燈單計等智能化的供電功能，且能夠保證供電安全可靠。

5 結束語

智能配電網絡不僅能夠提供電網相關數據的預測，還能預防突發故障。在事故發生后，也能夠使控制中心準確地知道故障發生地，并及時派遣維修人員，以保障附近居民的用電。智能配電網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，隨著我國電力事業的不斷發展，將產生越來越明顯的經濟效益與社會效益。智能化配電網是統一堅強智能電網的重要內容，而自愈控制技術、智能微網技術、用戶服務和需求響應技術、集成通信技術、設備技術等是配電網智能化的核心支持技術。根據我國配電網實際建設步伐，進行智能配電網核心支持技術的掌握，使配電網能夠自行預測、預防、恢復、優化、恢復等，從而使我國配電網的自動化和可靠性得到提高、建立的智能電網成本低，具有較高的社會效益、運營效率，從而代替傳統電網的控制方式，從而對國家、人民甚至對整個世界的經濟發展和環境保護都有重大的貢獻。

參考文獻

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