智能配電系統架構分析及技術挑戰

吳迪

摘 要：電力企業在將基礎配電工作落實下來時，需使用配電系統，將智能化技術運用到現代配電系統中之后，配電效率提升。工作人員可在智能化配電系統的強力支持下，更有條例地應對基礎配電工作。智能配單系統具有高性能、高自動化程度以及專業性極強的特點，其可對電能管理工作起到輔助性作用。在架構該配電系統時，需運用先進科技技術。本文探討相應的架構配電系統的建議，并剖析現有技術問題。

關鍵詞：智能配電系統；架構方法；技術挑戰

電力企業在高效調配電能資源時，需利用各種先進的技術系統，來做好電能分配工作。運用智能化技術可幫助有效改造配電系統，一些已有的配電問題可被消除，整體配電工作可變得更加安全，電力資源的實際利用率也能夠被有效提升。在組建新型智能配電系統時，不僅要有效運用各種配電設備，同時還要有效融入智能化技術。本文根據建設智能配電系統的經驗，提供技術建議與現有技術問題。

1 智能配電系統分析

電力企業在進行基礎性的業務活動時，需重視并優先處理各種配電業務。在配電環節，主要需進行管理電能的工作，整個配電系統都可以自動化的方式運行，在管理低壓型的配電系統，需對傳統的配電系統進行二次開發，使配電系統兼具高可靠性與高性能。引入智能技術之后，配電工作過程被有效優化，配電環節中的電能過度消耗問題被解決，調配電力負荷時，可直接應用遙控技術與遙測技術，相比過去使用的普通配電系統，智能配電系統新增了一些功能，可自動記錄低谷與高峰期用戶的實際用電情況，電力企業可以利用更加科學化的方法完成用的用電管理工作，各類配電問題也可被直接解決。

2 基本系統結構

2.1 通信網絡分析

承擔的業務種類繁多：配電網主站層包括配電網SCADA系統、GIS地理信息系統、遠程抄表等眾多電力業務系統及視頻監控、語音業務等其它業務系統，業務種類繁多、數量眾多，各種業務的數據通信量和實時性要求的差別很大。網絡規模廣、覆蓋面大：配電網是電力網絡的末端網絡，直接連接廣大的電力用戶，其網絡的規模巨大，設備的數量和種類眾多。要解決這樣巨大的、覆蓋面廣的網絡通信問題，對通信網絡規模和覆蓋的要求很高，數據采集系統的前端服務負載巨大。

實時性問題。在配電網通信系統中由于業務種類多，而且每一種業務對信息送的實時性要求也不同。智能配電網調度自動化業務對數據傳輸實時性要求極高，數據傳輸及系統要求實時反映配電網的狀態變化，根據變化情況立即采取措施，從而實現實時級別的數據采集和控制。

2.2 功能分析

通信網絡完成子站層的主要功能，是智能配電自動化系統的重要組成部分，也是智能配電自動化實現的基礎，主要承載業務包括智能配電自動化系統測控信，用電信息數據采集信息（含電力負荷控制數據、遠程自動抄表數據及營銷互動系統等），未來對視頻監控、移動語音、分布電源接入、電動汽車充電站、用電營業廳寬帶接入等方面的業務也有一定的需求。

3 核心技術

在構建具備智能化技術優勢的配電系統時，需精準地使用一些核心技術，這些技術將在多處配電環節中發揮出實際效用。鑒于正確構建新型配電網的工作需求，需了解并把握這部分核心技術。

3.1 系統分析技術

在優化現有的配電網系統時，需做好配電信息分析相關的的工作，基于提升配電系統的智能化水平的訴求，潮流計算與狀態估計兩種基本功能必須是新型配電網具有的。參考實際的配電信息，可正常展開相應的配電工作，而改進與優化配電網時，同樣需應用配電信息資源，雖然原有的配電系統已經能夠幫助達到分析信息的使用目的，一些特殊的配電信息并不能被有效分析，包括用電高峰期以及低谷期的配電信息。智能配電系統可以幫助完成這部分信息的分析工作，并給出可靠的配電工作建議。配電活動可更加有序地展開。

3.2 規劃應用技術

在規劃配電工作方案時，也需發揮出新型智能化配電系統的作用，構建這種配電系統時，要做好網絡結構的整體規劃工作，靈活應對多種網絡結構應用需求，靈活運轉配網系統，把握配網系統規劃的耦合性。對智能配電網系統進行調整時，應對考慮到相應的工況問題，使用科學策略。在配電網系統中需盡可能地使用具有再生功能的新型能源，同時還要對電網互動環節中的一些不確定因素加以認識，盡量保持配電系統的穩定性，選用的規劃方案需考慮到多個方面的配電網需求。

3.3 配電設備

配電設備在智能型配電網中仍舊可以發揮出重要的作用，在給新型的配電網選擇相應的設備時，必須考慮配電應用需求，被應用到配電網系統內部的設備包括分布式電源、通信裝置以及傳感測量設備等。不同類型的設備在配電網系統中可發揮出作用不同，如果需要使配電網系統能夠滿足多個方面的配電應用需要，就必須妥善安裝配電設備。除了正確運用主要設備之外，傳感設備、通信設備等輔助性設備也需被關注，借此來以更加全面化的方法來完成配電信息采集工作。

4 技術挑戰分析

數據的安全、隱私保護與信息訪問的權限等問題，還存在不確定性，這些問題都會阻礙智能電網解決方案的采用。未來能源互聯網、智能交通等系統都會產生大量的數據，也將會造成新的數據安全的問題。

在基于逆變器的可再生能源發電的數量日益增加的趨勢下，電網兼容性標準需做出很大改變，而且必須修改成能同時管理傳統發電和基于逆變器的可再生能源發電。現在對分布式電源的調度模式還不能使利益相關方均獲益，現在還缺乏能識別最優負荷和電源平衡的好模型。智能電網模型需要綜合考慮計算機網絡、基礎設施，市場，乃至國家政策方面的影響。未來的規劃模型需要考慮在分布式電源高滲透率的條件下，如何優化系統運行，這是個重大挑戰。

智能配電系統是智能電網的關鍵環節，未來還可能成為能源互聯網的重要組成部分和綜合能源系統的重要支撐。但是未來電網的典型網絡拓撲結構還不夠清晰；智能電能表的安裝范圍不斷擴大，但是它們如何支持電網的規劃運行仍然不確定，其功能還需要大力挖掘；采用基于新技術的基礎設施，可能遇到經費、風險和運行人員知識不足等問題。

標準化的缺乏，特別是與分布式電源和儲能相關的標準化的缺乏會抑制各運行單位（發電、輸電、配電和電力消費者）之間的數據交換，阻礙系統的完全優化，使系統效率降低。分布式電源跟系統的互聯，在缺乏協調功能的情況下，只能以局部的和自治的方式運行。分布式電源的發展需要從電網角度考慮，與電網協調運行。

5 結束語

電力企業需要加快建設自動化電網系統工作的進程，以更具科學化的方法來完善現有的電力系統。配電工作中的問題會給整個電力調度工作帶去影響，在改進配電網系統時，可以借助現代智能技術來優化配電過程。本文圍繞架構智能化配電網的工作，剖析了新型配電系統的內部結構，還介紹了核心構建技術，最后列舉了配電網改造工作面臨的全新挑戰，總之智能電網構建工作尚存空間，改進思路需被繼續調整。

參考文獻

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