智能配電網初探

摘要：智能配電網是以配電網為中心來對電網進行實施建設、運行、維護，以安全、可靠、經濟、高效、環境友好為目標，實現電網安全穩定發展。智能電網具有可靠、優質、高效、兼容、互動等特點，是未來智能化電網的發展方向。近幾年來，我國配網自動化發展較快，在城區實現配電網的智能化，滿足了我國經濟不斷發展的需求，也推動了我國智能電網研究的發展。

關鍵詞：智能；配電網；自動化

作者簡介：蘇毅明（1982-），男，海南儋州人，海南電網公司科長，工程師。（海南 海口 570203）

中圖分類號：TM726 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）26-0225-01

一、智能配電網的意義

配電網是電力系統配送電力能源到最終用戶的網絡命脈。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，在電力系統及電力系統自動化管理中占有非常重要的地位。目前，用戶遭受的停電絕大部分原因是由于配電系統故障造成的。電力系統的損耗有近一半產生在配電網，是造成電能質量惡化的最主要因素。智能配電網不僅可以克服電網以往故障重合閘、倒閘操作引起的短暫供電中斷等問題，保證了供電的穩定和可靠性，而且還能夠消除電壓突然聚降、諧波、不平衡的影響等，還能夠為用戶提供滿足其特定需求的電能質量，可以有效保證電器設備的正常穩定運行，對于提高我國配電網的自動化和可靠性水平、改變傳統電網的控制方式和建設具有較優越綜合性能、較高運營效率、較好社會效益、較低投資成本的智能電網及推動我國配電網技術革命和解決人類所面臨的能源、環境、氣候等問題都具有重要意義。

二、智能配電網的優點

智能配電網，顧名思義就是配電網的智能化。智能配電網的優點表現在以下方面：

以保證供電可靠性為前提，確保電力用戶用電的時效性，滿足電力用戶的供電需求。實現配電網的最優運行，達到經濟高效應用先進的監控技術，降低電網的損耗、減少線路電能損失。采取無功就地補償，提高功率因素，合理調度和負荷分配，優化網絡潮流，達到環保經濟、穩定運行的目的。為了降低系統容載比并提高其負荷率，并優化管理，使系統容量能夠獲得充分利用，可對運行狀況進行24小時監控。實行配電網的經濟調度，實時的網絡經濟分析，歷史數據的記錄和查備，事件記錄的查詢規劃。

無需人工干預就能獨立地執行相關指令。智能控制指具有信息的網絡化交互、共享、控制能力，大大減輕運行人員的勞動強度和維護費用；不用人到現場，無交通成本；智能配電網（SDG，Smart Distribution Automation）具有很好地適應性，能夠大量地接入分布式電源（DER，Disributed Electric Resoure）并減少并網成本。

三、先進智能配電網的功能特征

1.具有自愈能力

智能配電網實現自愈的目的是保證供電質量，提供優質電力。

電網的自愈功能是最核心的控制技術之一，是指其在已發生或正在發生安全事故的情況下，利用電腦和先進的監控手段對電網運行狀態進、網絡進行連接，通過自檢系統對運行線路進行自我評估、預測電網將有可能出現的線路運行問題。

正常運行時，通過配電網運行優化和預防矯正控制來避免故障發生。

故障發生時，及時發現，診斷出問題，采取預防性的控制手段、通過緊急恢復控制和檢修維護控制并能快速消除故障隱患，使得故障后不失去負荷或失去盡可能少的負荷。同時還能進行自我恢復。就像人體的“免疫功能”一樣，是智能配電網建成的重要特征和標志。自愈主要以保障供電不間斷為目標，是對供電可靠性概念的延伸，其內涵要大于供電可靠性。

配電網直接面向用戶，一般采用輻射性供電方式，其中的任何故障、電能質量擾動都直接影響著對用戶的供電質量，因此配電網中的自愈功能有著不同于輸電網的特點。智能配電網自愈功能的作用是減少停電時間與停電次數，特別是避免目前電網大量存在短時停電問題，提高供電質量；優化電能質量，尤其是抑制電壓偏移、頻率偏移、三相不平衡、諧波、閃變、電壓驟降和突升等，提供優質電力；有效抵御攻擊，大大提高電網防災防破壞能力；為用戶提供特定要求的“定制電力”，提高服務水平。

2.智能配電網具有更高質量的安全性

實現電壓、無功的優化控制，實現敏感用電設備的不間斷連續供電。在正常運行下，完善的運行、監測、保護、控制、優化、管理和故障情況下緊急控制及智能處理將破壞控制在一定范圍內，避免大面積停電，為電力用戶提供安全、可靠、優質、經濟、環保的電力供應。

3.集成的可視化管理平臺

實時采集電網及其設備運行數據，提供潮流、負荷、設備狀態監測、電能質量、故障位置、停電范圍等實時信息，解決配電網“盲管”問題。

4.支持分布式電源的大量接入

支持分布式電源的大量接入，其重點任務是提升并網分析能力，增強間歇電源可控性，實現靈活、可靠接入，提高配電網供蓄能力。智能配電網不再像傳統電網那樣，而是從有利于可再生能源足額發電、節省整體投資出發，有效地接入分布式電源并發揮其作用。通過分布式電源的優化調度實現對各種能源的優化利用。分布式電源并網技術包括分布式電源在配電網的“即插即用”以及微網兩部分技術內容。分布式電源并網技術在傳統的配電網中是“有限接入 ，即對于接人容量等作出了嚴格限制。為了充分利用可再生能源，必須實現DER并網的“寬限接入”和大量接入。隨著DER的大量接入，配電網就由傳統的無源網路發展成為有源網路。

四、智能配電網的主要技術內容

1.配電主站

配電主站的構建標準必須具備可靠性、實用性、安全性和可擴展性。

智能電網的評價指標：

（1）可靠性：停運間隔與頻率；瞬間停運；電能質量。

（2）安全性：分布式發電占總發電的比重；能量市場中用戶的參與程度。

（3）經濟性：分區的能量電價的峰值和均值；輸電阻塞成本；斷電和電能質量擾動的成本；交換能量的總成本。

基本功能：智能電網需要具有實時監視和分析系統目前狀態的能力；在系統中安放大量的監視傳感器，把數據采集與監控系統負責數據采集、狀態監視、遠方控制、防誤閉鎖、事件告警、事故追憶、數據統計連接到一個安全的通訊網上去，與上一級調度自動化系統和生產管理系統等互聯，建立完整的配電網拓撲模型。

擴展功能：饋線故障處理，與配電終端配合實現故障的識別、隔離和非故障區域自動恢復供電；智能化功能：快速仿真與模擬（Fast Simulationand Modeling，FSM）是含風險評估、自愈控制與優化的高級軟件系統（包涵廣義的EMS、DMS等功能）。它為智能電網提供數學支持和預測能力（而不只是對緊急情況做出反應的能力），以期達到改善電網的穩定性、安全性、可靠性和運行效率的目的。

2.配電子站

配電主站與配電子站是“上司”和”下屬”關系。因為配電SCADA系統的測控對象既包含較大容量的開閉所、環網柜，又包含數量較多、分布較廣的柱上開關，不可能把所有的站端監控設備直接連接到配電主站，因此必須增設“下屬”，稱為配電子站（SUB-STATION），由“下屬”（子站）管理其附近的開關、開閉所、配電站監控設備，完成“數據采集器”、饋線監控；并將實時數據轉送“上司”（配電主站）通信處理器，這樣既能節約主干通道又使得配電自動化主站SCADA網絡可以繼承輸電網自動化的成熟成果。

3.配電終端

配電終端具備運行信息采集、事件記錄、對時、遠程維護和自診斷、數據存儲、通信等功能。

4.通信網絡

配電通信網絡可利用光纖、無線與載波等組網技術，與配電主站（子站）至配電終端的通信通道，支持各種配電終端與系統“上網”，接入通信網絡。它將徹底解決配電網的通信瓶頸問題，給配電網保護、監控與自動化技術帶來革命性的變化，并影響一次系統技術的發展。

五、智能配電網自動化技術的主要特點

系統具有良好的可擴展性和兼容性，最大限度兼容各類分布式發電和儲能支持監控設備與應用軟件的即插即用；滿足有源配電網的監控需要，降低擾動對電網的影響和停電對用戶的影響；支持故障等事件信息與控制命令的快速傳輸；實現電網運營優化，以電網的智能化和資產管理軟件深度集成為基礎，使電力資源和設備得到最有效的利用，降低運行和維護費用。

六、結語

配電網直接面向用戶，為了滿足用戶對供電可靠性、電能質量及優質服務的要求，最大限度發揮電網的價值和效率，提高電網的運行效率。因此，智能配網管理系統實現可以提高對配網的駕馭能力，是提高優質供電服務的重要手段。同時，結合我國實際開展智能配電網技術研究和應用是踐行南網方略的具體表現，對于推動實現智能配網管理系統意義十分重大。建造具有中國特色的智能電網是未來中國電力發展的方向。

（責任編輯：王祝萍）