智能配電系統的內涵及其關鍵技術

陳美慧 賀曉菲 徐溢卓

摘要：科學技術的不斷發展，推動了電網系統的快速進步，出現了智能電網。智能電網中，智能配電系統的出現很大程度上提高了配電系統的自動化程度，讓配電企業能夠更加穩定的運行。本文主要對智能配電系統的內涵及其關鍵技術做出了詳細分析，希望可以對智能配電系統的發展有所幫助。

關鍵詞：智能配電系統；內涵；關鍵技術

配電系統DS（Distribution

System）直接向終端用戶傳輸和分配電能，直接關系到用戶的用電體驗和供電服務質量，因此在電力系統中具有舉足輕重的地位。本文對智能配電網的內涵及其關鍵技術進行了系統歸納和總結，以期對智能配電系統的發展提供借鑒。

一、智能配電系統內涵

智能配電系統的配電設施主要包括高低壓配電室以及其中的各種高壓開關、直流配電屏、變壓器、低壓開關以及相關儀表等設備。通過智能配電系統對電網數據進行采集和監控，對各種配電設備進行統一的監管和控制，實現配電工作的順利完成。

二、智能配電系統的關鍵技術

（一）智能配電系統的不確定性建模技術

傳統的優化分析方法需要各物理量的準確的點值信息，而分布式電源發出的電能、用戶消費的負荷功率時刻都會發生較大的波動變化，難以預知其準確的數值。而且，傳統優化分析方法得到的優化結果往往依賴于所給的具體點，受參數變化的影響較大，優化結果的適應性和可信度差，難以適應系統結構和狀態的變化，一旦條件改變，其優化的效果和性能會大幅降低，有時甚至適得其反。因此，研究考慮不確定性的智能配電系統建模和分析方法十分必要。

（二）智能配電系統的態勢感知技術

智能配電系統的態勢感知既涵蓋了傳統的數據采集，更聚焦于實時感知配電系統的各種不確定性因素的變化及影響，如負荷隨機需求響應、電動汽車無序接入、分布式電源間歇性出力、外部災害因素等。其從態勢覺察、態勢理解、態勢預測、態勢呈現4個層面逐層遞進。

智能配電系統的態勢感知關鍵技術主要包括：

（1）提高可觀測性的量測優化配置技術；（2）PMU優化配置及數據應用技術；（3）高級量測體系構建技術；（4）含分布式電源的配電三相狀態估計技術；（5）計及不確定性的分布式電源建模及出力預測技術；（6）負荷分層分級預測技術；（7）智能配電系統的大數據與云平臺技術。

以智能配電系統的大數據與云平臺技術為例，智能配電系統采集的多源異構的數據既包括系統管理和運行的數據，也包括用戶的用電數據，還包括氣象信息數據、社會經濟數據，以及用戶側的分布式電源、微電網、電動汽車等數據，具有海量、更新速度快等大數據的固有特性，因此，有必要提出針對智能配電系統的大數據體系架構和處理方法，開發智能配電系統的大數據和云平臺應用技術。

（三）智能配電系統快速分析與仿真技術

智能配電系統快速分析與仿真技術通過基于數據的快速分析和仿真，拓展了數據價值。其主要內容包括：（1）數據缺失條件下的潮流分析技術；（2）快速三相不對稱潮流計算技術；（3）含分布式電源的交直流混合配電網潮流計算技術。

（四）智能配電系統分布式能源、電動汽車和負荷接納能力評估與提高技術

該項關鍵技術的主要內容包括：

（1）分布式能源、電動汽車和負荷接納能力的影響因素分析方法；（2）分布式能源、電動汽車和負荷接納能力評估技術；（3）分布式能源、電動汽車和負荷接納能力提升技術。

智能配電系統分布式能源、電動汽車和負荷接納能力受多種影響因素的制約，主要影響因素包括：a.節點電壓約束；b.支路載流量約束；c.網架結構；d.分布式能源與負荷特性；e.短路電流限制；￡電能質量；g.可靠性；h.保護配置；i.并網穩定性；i.控制手段；k.能量管理手段。

（五）智能配電系統中的儲能價值分析與應用技術

通過智能配電系統中的儲能價值分析與應用技術發掘儲能在智能配電系統中的應用價值。儲能在配電系統中具有消減不確定性、削峰填谷、平抑功率波動、調頻、調壓等功能。通過儲能的濟性、保證電網安全穩定運行、提高供電電能質量、通過構建微電網獨立運行提高供電可靠性、提供系統備用等。通過儲能的價值分析和定價研究，可以促進儲能的發展，并促進其在智能配電系統中發揮重要作用。

（六）智能配電系統風險評估與安全預警技術

智能配電系統風險評估與安全預警技術的主要內容包括：（1）配電元件和系統的風險建模方法；（2）考慮一次設備影響的配電系統風險評估；（3）考慮通信、保護等二次設備影響的配電系統風險評估；（4）間歇式新能源發電、儲能、電動汽車等接入下的配電網風險評估；（5）配電系統的靜態安全分析與靜態安全預警；（6）配電系統的動態安全分析與動態安全預警。

（七）智能配電系統優化規劃技術

智能配電系統的優化規劃技術包括：（1）網絡優化規劃技術；（2）自愈結構優化規劃技術；（3）分布式電源優化規劃技術；（4）電動汽車優化規劃技術；

（5）儲能的優化規劃技術；（6）源網儲荷協同優化規劃技術。

以微電網中儲能的優化規劃為例，微電網中合理配置功率型和能量型儲能，并從儲能系統運行的角度出發，通過對微電網經濟運行、儲能充放電計劃的優化，實現系統的運行成本最小與儲能效益最大化。

智能配電系統所包含的內容廣泛，本文在對智能配電系統的相關概念進行辨析的基礎上，提出了智能配電系統分析的內涵，并從數據獲取、數據分析、數據應用的角度提出了智能配電系統的幾大關鍵技術。本文純粹是從技術的角度探討智能配電系統的關鍵技術，并沒有涉及太多市場、政策等因素的影響。由于只是一家之言，難免掛一漏萬，尤其對概念的理解難免存在爭議，但希望能對當前智能配電系統領域的相關研究起到拋磚引玉和引發思考與討論的作用。

參考文獻：

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