關于城市配電網建設技術的探討

摘 要：回顧近30年來我國配電網建設的情況，指出在考慮配電網的建設模式時要注意到我國幅員遼闊、配電網區域性差別較大的特點，將智能配電網建設視為一項長期艱巨復雜的任務，根據需求演變和技術發展水平，制定系統性、有計劃、有步驟的實施方案。此外，分析了我國當前城市配電網建設所面臨的困難以及未來影響可能較大的部分關鍵技術。

關鍵詞：智能；配電網；配電自動化；配電網建設

改革開放初期，我國電力工業基礎非常薄弱，經濟高速發展和電力可靠保障之間的矛盾在相當長一段時期內長期存在，雖歷經發、輸、變、配、用各大環節輪次的大規模發展，至今仍不能很好的滿足社會因能源、環境、經濟模式調整所產生的新需求；尤其是配電網的建設，與國際上發達國家相比，無論是整體供電可靠性水平還是經濟結構轉變對電力供應的要求，均面臨著較大的壓力。

1 配電網建設模式

智能配電網建設是一項長期艱巨復雜的任務，尤其是我國幅員遼闊，配電網區域性差別較大，需要緊密結合我國當前的配電網現狀、需求演變和技術發展水平，制定系統性、有計劃、有步驟的實施方案。一段時期以來，國家電網公司積極開展了多項智能配電網試點工作，其意義十分重大，配網建設者們有必要充分借鑒、仔細研究相關經驗教訓，積極穩妥的開展智能配電網規劃、設計建設和設備研發工作，使配電網建設的各項投資能做到經濟、高效、適用。

1.1 配電網規劃設計

我國整體供電可靠性指標較發達國家有較大差距，據資料介紹，歐美部分發達城市的平均每戶停電時間已經小于3min（供電可靠性99.999%以上），而我國多數城市的平均每戶停電時間依然在數小時以上，其根本原因是我國經濟發展階段不同，配電網所面臨的基礎和發展環境有著較大的區別，所以想在較短時間內達到歐美發達國家水平是既不現實也不經濟的。

1.2 配電自動化技術建設

其主要包括以下幾個主要方面。第一，因地制宜，循序漸進。配電網架構是配電自動化建設的基礎，按饋線自動化標準設計的配電網自動化實施區域應該首先布局合理、成熟穩定，且供電可靠性指標已達到99.9%。不同地區配電網架構基礎差別較大，改造難度不一，因此在實施配電自動化系統過程中，要因地制宜，制定切實可行且投資效益可見的自動化改造目標。第二，重視可靠性和實用性。在配電自動化系統建設初期，由于忽視了配電自動化系統建設的艱巨性和復雜性，曾片面追求功能的多樣性并賦予其過高的期望，收獲了較多的教訓，使得我國的配電自動化系統建設工作一度停滯。因此，我們要充分認識到配電自動化系統建設是電力自動化領域最復雜的環節，要將系統的可靠性和實用性放在首位。配電終端大多安裝于戶外，工作環境十分惡劣，需考慮雷擊、高低溫、污穢、潮濕、振動以及電磁干擾等因素，配電終端設備的每一個器件選擇必須充分注意到其耐嚴苛環境和長壽命的影響，盡可能的做到其較長壽命周期內的免維護或少維護設計。

2 配電網建設關鍵技術

2.1 基于IEC 61968的信息交互總線

基于IEC 61968的信息交互總線不同于輸電網架構清晰、流程明確和應用規范的特點，配電網信息的管理面臨著節點眾多、海量數據、應用繁多和接口交錯等困難，很難將模型、數據和多部門應用一次性理清并建設完成，這就需要一種接口規范、架構開放和各應用可分布實施的系統平臺，IEC61968（DL/T 080）標準的推出較好的解決了這一難題。該標準為電力企業內部各應用系統間的信息共享提供了接口規范和實現機制，旨在建立統一的體系架構、電網數據模型、通用信息接口和標準服務，實現跨業務的數據交換和信息集成。信息交換總線（IEB）基于IEC 61968標準，將若干個相對獨立的、相互平行的應用系統/模塊（信息孤島）以松耦合機制整合起來，組成一個既各自獨立又相互關聯的高效應用體系，為配電的管理服務、綜合分析、輔助決策等高端應用創造必備的條件。無論是配電自動化主站，還是各種配電管理應用系統的建設，都應參照該信息交互總線，以實現未來整個配電生產管理系統的無縫融合與系統管理。

2.2 配電終端戶外電源技術

戶外配電終端的電源供應是一大難題，當前較多的采用了PT取電和蓄電池后備供電的模式，但其免維護周期較短且安全隱患較大，是目前提升配電終端整體可靠性的最大障礙，應積極探索可靠性更高的供電模式。電流感應電源（電流互感器取電）近年來的研究不斷取得進展，安全取電效率和取電功率顯著提升，它不僅可以避免電壓互感器安裝可能導致的鐵磁諧振現象，具有體積小、重量輕、安裝方便、成本低廉等特點，還可以有效防御雷電等過電壓對配電二次設備的沖擊，其缺點是線路運行電流較小時供電穩定性較差，需配備合適的后備儲能元件。超級電容器作為一種新型的儲能器件以其高功率密度、強充放電能力、長循環壽命、溫度范圍寬、無污染等優勢在配網應用領域展現出廣闊的應用前景，較傳統蓄電池相比，超級電容器可以實現短時間內的大電流充放電、15年以上理論壽命和提升兩個數量級的循環充放電次數，維護工作量大為減少，在國內外的配網戶外終端中得到了越來越廣泛的應用。

從配電網建設與發展的歷程回顧，可以看出我國已逐步進入配電網建設的高潮階段，如何從當前實際出發，逐步把我國配電網建設成為結構健壯、信息健全、管理高效且符合未來社會發展需求的智能配電網，將是一項復雜且艱巨的任務，我們應從配電網規劃、信息化建設和智能配電設備的發展等多方面。

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