智能配電網的發展趨勢

深圳供電局有限公司 胡佳新

1 智能配電網相關內容

1.1 智能配電網特征

智能配電網指運輸電網過程中，借助提升有關設備的自動化、信息化和互動化等特性，進而將更加便捷的配電服務網絡提供給用戶的總稱。電網發展到一定程度后就會促進智能配電網的產生。

高度自動化性能。是智能配電網的突出特征，通過對計算機等電子元件的應用，可第一時間定位出來路線鋪設與管理工作中的線路故障，促進維護成效的提高，使維護成本降至最低。智能配電網能科學調配電力資源，借助遠程管理工作能使科學化配電成為現實，是我國電力領域建設的重要發展方向之一；自動解決電網故障。運行與發展中的智能配電網借助相關可視化設備能快速檢測和解決電路中出現的故障，因可在短時間內解決問題，從某種程度上具備配電過程中自我解除故障的功能，為廣大客戶用電效能提升及用電需求滿足提供保證。

一體化的配電調控。借助調試有關設備可促進一體化調控配電的實現，通過科學采集用電信息，能將合理管理模式構建出來，使遙測開關與遠程控制成為現實，對優化配電功能與相關性能十分有利，從而將良好條件創造出來，有利于智能用電網絡的實現；客戶服務的優化。在整個電網系統最關鍵與核心的一個環節就是智能配電網，與用戶實際體驗密切相連，借助對智能配電的合理應用能全過程監測放大用戶的用電狀況。

1.2 智能配電網重要技術內容

限制故障電流技術。是通過對電力電子技術和高溫超導技術的應用，限制短路電流的一種技術；DFACTS技術。在配電網中應用的一種技術，包括控制動態潮流、控制電能質量；DER并網技術。包括微網技術、DER應用于配電網中的即插即用技術；高級量測體系。借助不同介質應用智能電表，根據設定方式或按需方式對用戶用電數據體系進行收集、分析與測量；自動化高級配電技術；先進的保護控制技術。主要內容是重構網絡技術、自適用包括技術、快速模擬仿真配電系統技術、廣域保護技術等；先進傳感測量技術。如在線監測電力設備狀況、測量電能質量技術、測量電纜溫度和架空線路技術等；通信網絡的配電數據。

1.3 智能配電網的構建作用和價值

不斷發展和建設起來的智能電網逐漸改變傳統配電網和運行模式，使其從人工管理、供電主導、單線供電向高度自動化、用戶參與、雙向流動方向發展，轉型過程中主要產生三方面效益：首先，為不對智能配電網正常運行造成任何影響，已有運行導則或標準都嚴格控制接入的智能電網容量和并網點，這樣能對分布式發電的推廣與應用產生抑制作用。智能電網的適應性較強，其在大量接入DER前提下可使并網成本降至最低，為持續發展的可再生能源發電技術提供保障。

其次，將優質電力能源提供出來，保障社會的發展和進步。還能滿足專門電力用戶的各種電力需求，使其更好開展生產工作。對于重合閘、故障倒閘操作過程中引起的供電中斷現象都能很好解決，且還能使電壓中不平衡、諧波等產生的不利影響得以消除，有利于為現代社會經濟與科技的發展提供可靠電力保障；最后，能保證整個電網的優化運行，促進經濟高效發展。通過對先進監控技術的應用，全過程動態化監控電網設備的運行情況，使電網運行系統容載比不斷下降，促進電網運行負荷率的提升，實現充分利用系統的目的，減少投資電網運行的費用，幫助獲取最大化經濟效益與社會效益[1]。

1.4 智能配電網建設現狀

配電自動化領域。相關研究數據表明，國網公司分別在地級城市、縣區城市開展項目建設工作，數量達到幾百個，同步開展建設配電自動化工作的還有南方電網，開展城市有深圳、廣州等，其在很多方面包括并網控制分布式電源、交互信息、處理故障、監控運行等獲得重大突破，將促進配電網進行調度、生產指揮的作用和價值充分發揮出來。其建設特點包括：指導體系具有標準性和規范性；信息交換的靈活與高效性；綜合運用多種不同通信手段；高度重視系統應用的實效性；運維體制建設的同步開展。

配網搶修指揮方面。現階段已建立配網生產搶修指揮平臺的城市和地區基本覆蓋全國各個區域，南方同時開展了用電調度技術支持系統建設工作，相關城市有東莞、汕頭、廣州等。實現了業務方面融匯貫通調度、運檢、營銷部門目標，使現場指揮互動搶修、研究故障、合并工單等問題得以有效解決[2]。其建設特點包括：融匯貫通的信息流；協調一致的業務流；搶修的標準化與主動化；綜合運用多種請求方式方法。

2 智能電網問題和原因

不能貫徹執行到位相關標準。近年國家電力行業與國網公司相繼出臺一些關于配電網建設改造的規范、標準等技術文件，明確規定配電網改造和建設中需遵守的原則、主要性能、重要設施等。雖然上述標準在一定程度上發揮積極促進作用，然而因貫徹執行力度不足，導致有一定偏差出現在具體執行實踐中；薄弱的一次網架。現階段我國仍存在薄弱的配網網架結構，同時城網與農網間存在很大差距，有不平衡現象出現在城市電力網絡發展中，農業電網則表現出很多突出問題，有將近二分之一10kV線路未聯通，與城網相比農網聯通比例僅為其三分之一。參差不齊的配電設備水平、較低設備利用效率，大大降低配電網供電可靠性。

不足的配電網電源布點。長期以來全國所有大中城市不斷增長夏季負荷高峰年，大部分配電網主設備超載十分嚴重。在全面推進農村城市化建設背景下大大增加用電負荷量，一般情況下出現農網線路低電壓問題，突出表現在逢年過節、春灌秋收等時期，導致此種現象的重要原因包括不能科學合理布局、具有較少數量變電站、較低容載變電站、很小導線截面等；較低配電自動化覆蓋率。從全國大規模、廣闊范圍的配電網角度看，相比整個配電網網絡，已建成的配電自動化覆蓋區域比例仍較低。只有在城市核心區域或相關示范區域配電自動化建設才能充分發揮應有作用和價值，但無法體現其規模效應等，這就對配電自動化的可靠供電與科學化管理配電網產生不利影響。

相對落后配電臺區建設方式。各種設備增大運行維護難度，具體包括：有一種或多種終端設備安裝在傳統配電區，如電能表、集中抄表器、諧波監測儀、控制負荷終端、監測變壓器終端等，因此部分臺區出現混亂安裝設備、安裝多種設備等情況，大大增加日后運行、調試難度。對于農村地區而言，不平衡經濟發展狀況導致出現交叉并存的農網配電臺區重載、過載、輕載等問題；存在低電壓問題。目前一些地區頻繁出現低電壓問題，不同地區表現出來不同低電壓問題。東部地在總用戶數量上低電壓用戶具有較低比例，集中表現在用電高峰期間斷性低電壓問題。中部地區建設電網速度遠低于用電發展速度，造成頻繁發生低電壓現象。西部地區具有相對嚴重的低電壓問題，多年來無法有效解決地區供電問題。

配電自動化問題。終端配電覆蓋區域較少、沒有形成明顯規模效應，不能進行充分數據融合、主站無法開展深入應用工作，還需進一步提高配電終端可靠性和易用性，有必要進一步探索和完善專業化運行維護方式；信息應用與交互問題。通過分析信息交換總線在全國電力企業中應用情況可知，具有良好應用成效和較差應用成效的企業都占據較低比例，大部分企業應用效果一般。出現較低應用效果的原因是：信息交換總線是系統交互中間件，無法清楚定位管理職責，通常由調度部門與信通部門共同管理，造成無人維護總線、無人關注運行狀況等問題，無法第一時間發現并解決接口數據問題。現階段很少應用信息交換總線跑業務，GIS、配網圖模異動的應用比較成熟，降低信息交換總線使用效率，但沒有取得明顯應用效果[3]。

3 智能配電網未來發展趨勢

智能配電網技術發展方向。未來配電網發展的重要特征包括互動性、清潔性、高效率、經濟性、可靠性與安全性。以這些特征為出發點，可大致劃分為5種智能電網技術：信息采集技術是數據基礎；基礎監控技術的實施依靠技術平臺；應用自愈控制技術能保證智能配電網安全性與可靠性，有利于自動解決基礎故障問題，促進運行效率提高；優化運行技術可保障智能電網經濟性與高效性；主動配電網技術能保證智能電網的互動性與協調性。

改造與完善智能配電網網架。從我國目前智能配電網建設情況出發，全面改造和完善已有配電網網架，遵守改造原則。通過對差異化規劃方案的應用提升附近電網經濟性。加大研究與革新智能配電網技術力度，使電網運行風險降至最低；配電自動化重要特征的把握。配電自動化主要有四個重要特征：高度融合實時數據與非實時數據、相互支持自動化與信息化、兼顧電網運營和設備管理、同時應用技術手段和管理措施。

深入應用配電自動化的重要任務。首先，應用最有效的措施和方法，提高配電終端覆蓋率；其次，以IEC61968為基礎實現多系統交互信息與集成應用目標；積極配合信息融合與大數據處理分析工作；對分布式電源接入、控制和消納給予大力支持和幫助；將良好基礎奠定出來，以更好管理配電網節能與能效；有機融合智能化配電一次設備與二次設備；對于目前新電力改革的發展需求，配電自動化必須進行很好適應和滿足。

配件終端標準化的實施。未來發展智能配電網過程中，有必要促進通信模塊、終端運維模塊、通訊規約模塊的標準化和規范化，全面統一規劃全國各個區域配電網電源箱，統一規格與尺寸，采取相同安裝方法。另一方面，全面規范智能配電網工作流程，如檢修設備、運行維護、設備報錯等，促進工作流程標準化，將統一設備報錯系統應用于全國范圍的電力企業中，從整體上促進智能電網運行成效的提高。

多種通信方式互補的實現。企業化是未來智能配電網建設發展方向，在保障信息安全、通信順暢的基礎上，使多種通信方式互補目標得以實現，具體包括無線網絡、光纖網絡、電力載波等，針對通信網絡設備和軟件，實現兼容彼此、互相備用目標，最終促進智能配電網運行可靠性與運行效率的提升。

4 提高智能配電網應用成效對策

注重推廣和應用智能配電網。在我國電力發展過程中智能配電網至關重要，能促進電力改革、優化民生。然而在多種因素影響下，仍有問題存在于智能配電網的應用范圍和實際操作中，嚴重影響智能配電網效能，阻礙整個電網的科學系統發展。有關部門須高度重視智能電網的推廣和應用；注重引進和培養智能電網專業人才。智能配電網技術含量較高，對從業人員專業能力提出嚴格且較高要求。想要適應目前智能配電網發展需求，相關部門須加強引進電力信息技術人才，將良好平臺搭建起來，進一步提升電力技術員工技能，激發廣大電力從業人員工作積極性和熱情，為智能電網的發展提供人才支持和保障。

智能配電系統的改進和優化。在社會經濟不斷進步的背景下，廣大人民群眾對智能配電系統提出更高的科學性與便捷性要求。由此看來，有關部門須通過對科學信息工具如大數據、云計算等的應用，全面而有效分析區域內供電發展狀況，科學合理分配電力資源，防止不合理資源分配造成集中或浪費電力資源情況的出現。

提高智能配電軟件性能。現階段我國已在發展智能配電網絡過程中取得良好成果，廣大用戶獲取良好體驗。然而在用戶提高用電需求標后，仍有一些問題存在于智能配電相關服務軟件中，突出表現在個性化服務、人性化服務方面，從而對整體用戶體驗造成不良影響。由此看來，想要進一步發展我國智能配電網絡、滿足廣大用戶對電力資源的需求，有關部門須增加資金投入，對相關基礎服務軟件設施進行完善，將良好基礎奠定出來，以更好發展智能配電網絡。