電力系統(tǒng)中的智能配網(wǎng)設計探析

韓曉建

【摘 要】配網(wǎng)的意義對于電網(wǎng)系統(tǒng)運行過程來說尤為重要。他能夠?qū)⑸鐣娏τ脩襞c電力系統(tǒng)有效地連接起來，并將電能進行合理地配合，這為電力系統(tǒng)在新時代下快速發(fā)展提供了重要基礎。社會的飛速發(fā)展和不斷進步使得社會用電量逐漸增多，這就要求整體提升配網(wǎng)的運行質(zhì)量。特別是在配網(wǎng)可靠性、環(huán)保性、安全性等方面要求達到更髙的標準。所以當前要合理規(guī)劃配網(wǎng)，強化配網(wǎng)建設，使配網(wǎng)建設取得更高的綜合收益。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng);智能配網(wǎng);設計

配網(wǎng)是電網(wǎng)系統(tǒng)運行過程中較為重要的組成部分，社會電力用戶通過配網(wǎng)能夠與電力系統(tǒng)進行有效連接，對電能進行供給和配置，在新時期電力系統(tǒng)發(fā)展過程中占有重要位置。當前隨著社會用電量不斷擴大，對配網(wǎng)整體要求在不斷提升，主要在配網(wǎng)安全性、可靠性、環(huán)保性等方面提出了更高的要求。所以現(xiàn)階段電力企業(yè)需要強化配網(wǎng)建設，對配網(wǎng)進行合理規(guī)劃，更好地突出配網(wǎng)建設的綜合效益。優(yōu)化配網(wǎng)基礎結(jié)構(gòu)，促使配網(wǎng)結(jié)構(gòu)更加合理化、實用化、智能化。

一、智能配網(wǎng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成

傳統(tǒng)配網(wǎng)主要由負責電力轉(zhuǎn)換的變電站、進行電能分配的配電站及配電線路、各種開關(guān)、電力用戶端構(gòu)成。智能配網(wǎng)是在傳統(tǒng)配網(wǎng)的基礎上發(fā)展而來的，通過加入自動化、無功控制、數(shù)據(jù)編輯等先進科學技術(shù)和設施設備，使配網(wǎng)實現(xiàn)智能化的高級自動化管理。通常智能配電分為高級操作和高級管理兩個部分。高級操作主要是對數(shù)據(jù)資料內(nèi)容的操作，具體是調(diào)節(jié)自動化、無功控制等功能，并管理和控制配電和數(shù)據(jù)資源，同時對配電進行管理和控制。高級管理是對配電數(shù)據(jù)的輸入、編輯及統(tǒng)計等內(nèi)容進行管理，利用自帶的地理圖像功能獲取配網(wǎng)的空間資料及配電設備的網(wǎng)絡資料。高級管理和高級操作系統(tǒng)在智能配網(wǎng)中占有重要地位，可以通過二者獲取網(wǎng)絡屬性、數(shù)據(jù)及電路運行信息資料，獲取設備終端故障位置，并進行有效的故障隔離和維修。

二、智能配網(wǎng)主要內(nèi)容

智能配網(wǎng)的出現(xiàn)在電力系統(tǒng)中將數(shù)據(jù)進行有效的收集，并對突發(fā)故障等進行控制，但是在這個過程中必須要依靠電力網(wǎng)絡以及通信網(wǎng)絡的支持，同時還需要更高級的軟件對其進行支持，從而保證智能配網(wǎng)的安全性和可靠性，并為用戶提供穩(wěn)定的用電需求。通過對智能配網(wǎng)的了解，筆者對智能配網(wǎng)的具體內(nèi)容進行了概括：

首先智能配網(wǎng)的主要內(nèi)容是對數(shù)據(jù)進行采集。智能配網(wǎng)中的監(jiān)控技術(shù)可以通過無線光纖以及載波等技術(shù)，建立一個節(jié)點，這個節(jié)點可以有效對配網(wǎng)進行覆蓋，同時還可以將配電終端和廣域IP之間進行連接，使其進行正常的通信，并且在處理通信功能方面，可以有效解決通信過程中的問題，使多個環(huán)節(jié)有效結(jié)合在一起。其次智能配網(wǎng)具有控制和保護的作用，這都要依附在智能配網(wǎng)的控制保護技術(shù)上，將理論知識與實際技術(shù)操作有效結(jié)合在一起，同時可以將信息進行同步，對廣域網(wǎng)絡起到保護的作用。智能配網(wǎng)中還包括高級自動化配電系統(tǒng)、客戶信息系統(tǒng)以及傳感測量技術(shù)等，在高級自動化配電中，主要分為兩個部分，一部分是自動化，另一部分是配電管理自動化，其中將高級自動化配電中的自動化進行應用，可以有效采集到數(shù)據(jù)，并對電力運行等環(huán)節(jié)進行監(jiān)控，而配電自動化管理則是自動對電能等設備進行維修管理等，為人們提供更好的用電條件。

三、智能配網(wǎng)的主要技術(shù)

（一）數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控技術(shù)

數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控功能的實現(xiàn)，基于覆蓋整個配網(wǎng)節(jié)點的創(chuàng)建，這種節(jié)點處理通信功能很強，不僅可以實現(xiàn)配網(wǎng)調(diào)度中心、配電變電站、用戶連接端口等配電終端和廣域網(wǎng)之間的通信，還支持其他各類通信方式，能夠有效解決各類通信傳輸信息的傳輸處理問題，實現(xiàn)輸電流、電子信息流和用戶業(yè)務的統(tǒng)一。特別要指出的是，配網(wǎng)節(jié)點是利用智能配網(wǎng)的無線光纖和載波等技術(shù)建成的。

（二）高級自動化配電

目前實現(xiàn)高級自動化配電能夠?qū)ε潆娨约斑\行管理進行控制，在運行過程中，能夠獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息，通過實時監(jiān)控，能夠掌握各項數(shù)據(jù)。再通過自動化配電功能的有效應用，能夠?qū)C器設備進行綜合管理。對電力用戶來說，應用自動化配電之后，能夠通過自行抄表掌握用電量，還能對配網(wǎng)信息展開管理工作。

（三）數(shù)據(jù)傳輸功能

數(shù)據(jù)傳輸功能是智能配網(wǎng)系統(tǒng)應當首先實現(xiàn)的功能。就目前的設計情況來看，該系統(tǒng)可以利用GPRS無線系統(tǒng)對外部電表的信息數(shù)據(jù)進行控制和讀取，并將這些數(shù)據(jù)統(tǒng)計和存儲起來，建立起一個比較完整的數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的功能，同時也能將遠程的一些數(shù)據(jù)參數(shù)功能應用到整個系統(tǒng)中來，增強系統(tǒng)的兼容性。

（四）DER并網(wǎng)技術(shù)

DER并網(wǎng)技術(shù)對提升配網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性和安全性具有重要作用。這種技術(shù)主要通過控制保護配電網(wǎng)絡，對配電系統(tǒng)與接口設備的連接進行管理等方式，實現(xiàn)對調(diào)度和微網(wǎng)的優(yōu)化。特別要指出的是，微網(wǎng)是配電子系統(tǒng)中的一個分類，不僅能夠應用于配電環(huán)節(jié)，還可以獨立于主網(wǎng)使用。在實際操作中可以統(tǒng)一對分散的DER并網(wǎng)技術(shù)進行管理，保證配網(wǎng)的安全性。

（五）故障分離技術(shù)

故障隔離主要是對配網(wǎng)電力進行限制，通過超導技術(shù)使用對電流進行限制。目前配網(wǎng)中融入故障隔離技術(shù)對完善智能配網(wǎng)功能具有重要作用，在配網(wǎng)設計過程中得到有效應用。在配網(wǎng)設計規(guī)劃過程中需要制定合理的規(guī)劃方案，結(jié)合各項先進技術(shù)，使智能配網(wǎng)可靠性不斷提升。此外，相關(guān)技術(shù)人員還需要采取在線監(jiān)測措施，對配網(wǎng)運行過程中存在的各項問題進行監(jiān)測，通過維護措施使得配網(wǎng)正常運行。

四、電力系統(tǒng)中的智能配網(wǎng)設計探析

設計電力系統(tǒng)智能配網(wǎng)時，第一步要確定設計目標，并制定明確的設計方案。在配電系統(tǒng)正常運行的前提下，要想完善智能監(jiān)測系統(tǒng)，就必須在整合監(jiān)測活動時得到數(shù)據(jù)。對配電系統(tǒng)功能的明確劃分需要結(jié)合智能配網(wǎng)設計目標，比如監(jiān)測數(shù)據(jù)，又比如記錄三相電流、電壓以及功率等，并計算出不同時期的平均值，以反饋配電系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。而且數(shù)據(jù)報表有記憶功能，它可以自動地將系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息生成完整的工作日志。傳輸性也是數(shù)據(jù)的一大特點，在無線系統(tǒng)中可以利用自身的傳輸功能對各項數(shù)據(jù)信息進行調(diào)控，并用所獲得的各種統(tǒng)計信息有針對性地指導實際操作。此外，由于變壓器以及其他設備在運行過程中可能出現(xiàn)各種故障，因此故障檢測與檢修功能是配網(wǎng)運行必備的功能，必須實時改進，使之能夠在自動報警的基礎上進行自我修復。在設計目標之前需要搞清楚監(jiān)測系統(tǒng)的功能。其中一個功能是數(shù)據(jù)監(jiān)測，三相交流電測量數(shù)據(jù)是其主要的監(jiān)測對象。例如小于等于15次的諧波電壓、小于等于25次的諧波電壓、三相功率因數(shù)、頻率等。先統(tǒng)計數(shù)值，再通過計算處理后傳輸。在設計配網(wǎng)智能監(jiān)測終端的時候，開關(guān)狀態(tài)的信息極其重要。開關(guān)基本狀態(tài)一旦變化，繼電器就會對開關(guān)進行調(diào)整，這時便能得到脈沖電能表實際數(shù)值的變化范圍。

五、結(jié)論

綜上所述，電力系統(tǒng)智能配網(wǎng)的應用提升了電力系統(tǒng)管理效率。但是智能配網(wǎng)在電力系統(tǒng)的應用中還存在一些問題，相關(guān)人員應該重視對智能配網(wǎng)的設計，研究能夠有效提升智能配網(wǎng)使用效果的對策，進一步提高智能配網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。

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（作者單位：山東弘圖電力科技有限公司）