新型電力系統下“智慧配電網+”的探索與實踐

吳兆順

（杭州市錢塘區供電公司， 浙江 杭州 310000）

0 引言

傳統配電網面臨著諸多挑戰，包括能源浪費、負荷不平衡和安全隱患等問題。這些問題不僅給電力系統的運行帶來困擾，也限制了能源的有效利用和用戶體驗的提升。為了應對這些挑戰，“智慧配電網+”作為一種創新的技術解決方案應運而生。本文旨在通過介紹“智慧配電網+”的概念，引出“智慧配電網+”的建設以及應用場景，并探討其未來趨勢，以期為新型電力系統下“智慧配電網+”的探索提供方向。

1 “智慧配電網+”概述

“智慧配電網+”是一種基于新型電力系統思想的配電網架構，集成先進的信息通信技術、大數據分析和人工智能等技術，實現對配電網的智能化管理和優化調控[1]。其基本原理是通過實時監測、遠程控制、數據分析和決策支持等功能，對分布式能源接入、負荷預測與調度、故障檢測與診斷等關鍵環節進行精細化管理，從而提高供電可靠性、降低能源消耗、優化功率質量等方面取得更好的效果。

1.1 “智慧配電網+”的關鍵技術

1）智能感知技術：通過安裝智能傳感器和測量設備，實現對電網各節點的實時監測和數據采集。

2）大數據與云計算技術：將海量的監測數據進行采集、存儲和分析，實現對電力系統的狀態評估和故障診斷。

3）人工智能與機器學習技術：通過建立模型和算法，實現對電力系統的負荷預測、能源調度、故障檢測等智能決策與優化。

4）通信與物聯網技術。構建可靠的信息傳輸和通信網絡，實現對分布式能源和智能設備的遠程控制和監管。

1.2 “智慧配電網+”與傳統配電網的不同

1）“智慧配電網+”支持大規模接入分布式能源，實現了能源的去中心化和可持續發展，而傳統配電網主要依賴于集中式發電。“智慧配電網+”采用先進的通信和信息技術，實現了對分布式能源和智能設備的遠程監管和控制，而傳統配電網通信手段有限，缺乏智能化管理能力[2]。

2）“智慧配電網+”能通過大數據分析和人工智能技術，實現了對電力系統狀態的評估、故障的診斷和決策的優化，而傳統配電網決策主要依靠經驗和規則，通過智能化管理和優化調控，提高供電可靠性和能源利用效率，而傳統配電網存在較大的供電風險和能源浪費。

2 “智慧配電網+”建設方向

2.1 提升配電網感知能力

在“智慧配電網+”建設中，首要的任務是提升配電網的感知能力。通過引入先進的感知技術，如傳感器、智能電表和監控設備，可以實時獲取配電網各個環節的電流、電壓、功率等數據，并將其進行集中監控和管理。這種感知能力的提升可以幫助運營商更好地了解電網的運行狀態，及時發現和解決問題，提高電網的可用性和穩定性。

此外，配電網感知能力的提升還可以支持更精確地負荷預測和調度。通過對用戶用電行為的分析和數據挖掘，可以準確預測不同時間段的負荷需求，從而合理調配電力資源，避免負荷不均衡和供電緊張的情況發生。同時，感知技術也可以幫助監測電能質量，及時發現并解決供電異常、諧波污染等問題，提高用戶的用電品質。

在配電網感知能力提升的基礎上，還可以通過應用人工智能和大數據分析技術實現智能化的運維管理[3]。對大量的運行數據進行分析和挖掘，可以建立預測模型，提前發現潛在故障，并進行精準維修，避免故障擴大化。同時，通過優化運行策略和調度算法，可以實現更高效的供電管理，降低運行成本，提高系統的可持續發展能力，為未來智能電力系統的發展奠定堅實的基礎。

2.2 提升配電網智慧物聯平臺能力

配電網智慧物聯平臺是指通過物聯網技術實現配電設備之間、設備與系統之間的互聯互通，構建起一個全面感知、高效協同、智能管理的平臺。該平臺通過接入各種感知設備、智能終端和數據采集裝置，實現對配電網各個環節的綜合監測和集中管理。

在配電網智慧物聯平臺的能力建設中，首先需要確保設備的互聯互通。通過部署傳感器、智能電表等設備，可以實時采集電流、電壓、功率等數據，并將其傳輸到平臺進行分析和處理。這樣可以實現對配電網的全面感知，及時發現異常情況并采取相應的措施。

其次，配電網智慧物聯平臺需要具備數據收集和存儲的能力。大量的數據需要進行采集、整理和存儲，以便后續的分析和決策支持。因此，建設物聯平臺應具備高效的數據處理和存儲能力，以確保數據的及時性和可靠性。通過分析負荷預測數據，優化調度策略，合理配置供電資源，從而提高供電效率和質量。配電網智慧物聯平臺，支持智能化的運維管理。通過將監測設備、維修人員、運維系統等各個環節連接在一起，實現信息的共享和協同，可以提高故障診斷和修復的響應速度，降低維修成本，提高供電系統的可靠性和可持續性。

最后，配電網智慧物聯平臺的能力建設還需要注重數據安全和隱私保護[4]。在數據傳輸和存儲過程中，應采取相應的安全措施，保障數據的機密性和完整性，防止數據泄露和被篡改。

配電網智慧物聯平臺的能力建設是實現“智慧配電網+”目標的關鍵一環。通過物聯網技術的應用，可以實現對配電網的全面感知和智能管理，提高供電效率、質量和可靠性，滿足未來電力發展的需求。

2.3 新型電力系統下“配電網智慧+”建設方案

1）配電網運行狀態感知。通過引入智能感知和監測技術，實現對配電網的實時監測和遠程操作。通過數據采集和分析，能夠及時識別故障和異常，提高配電網的可靠性和穩定性。

2）營配業務貫通應用。建立統一的配電網信息平臺，實現不同部門、不同業務之間的信息共享和協同工作。通過提供全面、準確的數據支持，優化業務流程，提高工作效率和服務質量。

3）源網荷儲綜合優化。通過智能調度和優化算法，實現對電源、電網、負荷和能源儲備的綜合調度和優化。合理分配資源，可以提高能源利用效率，降低能源消耗和排放。

4）優質服務精益管理。建立完善的服務體系和管理機制，提供個性化、高效率的配電服務。通過引入智能客服、移動應用等技術手段，實現服務過程的數字化和智能化，提升用戶體驗。

5）能源平臺生態共建。在配電網建設過程中，與石油、重工業、口岸、園區、電采暖、智慧農業、多能互補、清潔能源、新能源和地市級能源互聯網進行合作。共同構建能源生態系統，促進能源互聯互通，實現能源的高效利用和可持續發展。

通過以上多方面的提升建設，將推動智慧配電網的發展，實現更高效、安全、可靠的配電服務，并為清潔能源和可持續發展作出貢獻。

3 新型電力系統下“智慧配電網+”的應用

3.1 在城市電網中的應用

在城市電網中，“智慧配電網+”的應用可以顯著提升供電可靠性、能源利用效率和電網安全性。例如，通過智能感知技術和大數據分析，可以實現對城市電網負荷需求的準確預測和優化調度，從而避免過載和電壓不穩定問題[5]。“智慧配電網+”還可以實現對分布式能源的接入和管理，促進可再生能源的利用，并支持城市電網的微網化發展。其結果是提高了城市電網的供電質量，降低了能源消耗，增強了電網的抗災能力。

3.2 在工業電網中的應用

在工業電網中，“智慧配電網+”可以有效解決工業用電的高負荷、復雜負荷需求等問題。通過智能感知和監測技術，可以實時監測工業設備的用電狀況，并進行智能化的負荷預測和調度，以最大程度地優化電力資源的利用和節約能源成本。此外，“智慧配電網+”可以提供準確的電能計量和結算服務，提高對企業用電情況的監管和管理效果。通過“智慧配電網+”的應用，工業電網的供電可靠性得到了顯著提升，能源消耗得到了有效控制，為工業生產提供了穩定可靠的電力保障。

3.3 在農村電網中的應用

在農村電網中，“智慧配電網+”的應用可以改善農村地區的電力供給狀況，提高電網的可靠性和安全性。通過智能感知技術和智能設備的安裝，可以實現對農村電網各節點的實時監測、故障檢測和診斷。“智慧配電網+”還可以促進農村地區分布式能源的接入和利用，如太陽能光伏發電和農村小型水電站等，降低對傳統電網的依賴，并提高電力供應的可持續性。此外，“智慧配電網+”還可以支持農村電網與智能農業、農村電商等領域的深度融合，為農村地區的經濟發展提供可靠的電力保障。

3.4 在微電網中的應用

微電網是由分布式能源、儲能設備和負荷所組成的小型電力系統，“智慧配電網+”在微電網中的應用非常重要。通過智能感知技術和智能控制策略，“智慧配電網+”可以實現對微電網內部各個節點的監測、控制和協調。例如，利用智能傳感器對微電網中的能源輸入和輸出進行精確測量，實時監測微電網的運行狀態；通過數據分析和預測算法，實現對微電網的負荷需求和能源供應進行智能化管理和優化調度。“智慧配電網+”還可以實現微電網與主電網的互動和協同，在微電網與主電網之間實現能量交互和優化分配。“智慧配電網+”的應用為微電網的安全穩定運行提供了有效的支持，促進了微電網的發展和推廣。

4 “智慧配電網+”的發展趨勢

“智慧配電網+”在未來的市場前景非常廣闊。隨著經濟的發展和能源需求的增長，配電網的可靠性、靈活性和智能化要求不斷提高。

1）技術的創新與進步。隨著先進技術（如物聯網、人工智能、大數據分析等）的應用，“智慧配電網+”將實現更高級別的自動化、智能化管理，并且能夠與其他領域（如智能交通、智慧城市）相互融合。

2）分布式能源的快速發展。分布式能源（如太陽能、風能等）的應用逐漸增多，“智慧配電網+”能夠提供對這些分布式能源進行有效管理和優化調度的解決方案。

3）能源轉型與可持續發展。隨著全球對環境保護和可持續發展的重視，“智慧配電網+”能夠有效推動能源轉型，促進可再生能源的利用，降低能源消耗，減少碳排放。

5 “智慧配電網+”發展建議

1）加強技術創新和標準制定。加大對“智慧配電網+”關鍵技術的研發力度，推動技術標準的制定和推廣，建立開放、通用的技術平臺，提高各個環節的互操作性。

2）加強數據安全與隱私保護機制。制定相關法律法規，建立完善的數據安全保護機制，加強數據采集、傳輸和存儲環節的安全控制，保護用戶數據的安全和隱私。

3）推動政策支持和合作機制。政府可以制定相關政策和規劃，加大對“智慧配電網+”建設的支持力度；同時，推動不同利益相關方之間的合作與共享，促進“智慧配電網+”的良性發展。

4）強化市場推廣和宣傳。通過加大市場宣傳力度，提高用戶對“智慧配電網+”的認知度和接受度，鼓勵更多企業和用戶參與到“智慧配電網+”建設中。

6 結語

建設“智慧配電網+”及解析“智慧配電網+”在城市、工業、農村、微電網的典型應用，能夠更好地管理電力供需平衡，降低網絡傳輸損耗，提高電力系統的整體效率，有效推動電力行業的可持續發展和能源轉型進程。