智能電網模式下的配網調控一體化研究

摘要：在配電網調控領域，智能電網通過優化能源分配和管理來提高能源利用效率，有助于實現能源的可持續發展，減少環境影響和資源浪費。智能電網的彈性和自適應能力使其能夠更好地應對能源供應中斷和突發事件，提升電力系統的安全性和供應穩定性，從而保障社會各界的基礎能源需求。對配電網調控一體化進行研究，闡述智能電網模式下的配網調控一體化特征，并提出配網調控一體化優化措施，旨在實現配網調控一體化，更好地管理與監督電網系統，提高其穩定性。

關鍵詞：智能電網模式"配網調控"一體化"調度系統"GIS系統

Research"on"Integrated"Distribution"Network"Regulation"in"Smart"Grid"Mode

LYU"Ji

Baotou"Power"Supply"Branch"of"Inner"Mongolia"Electric"Power"（Group）"Co.，"Ltd.，

Baotou，"Inner"Mongolia"Autonomous"Region，"014000"China

Abstract："In"the"field"of"distribution"network"regulation，"smart"grids"improve"energy"utilization"efficiency"by"optimizing"energy"allocation"and"management，"which"helps"to"achieve"sustainable"energy"development，"reduce"environmental"impact"and"resource"waste."The"elasticity"and"adaptability"of"the"smart"grid"enable"it"to"better"respond"to"energy"supply"interruptions"and"emergencies，"enhance"the"security"and"supply"stability"of"the"power"system，"and"thus"ensure"the"basic"energy"demand"of"all"sectors"of"society."By"studying"the"integration"of"distribution"network"regulation，"this"paper"elaborates"on"the"characteristics"of"distribution"network"regulation"integration"under"the"smart"grid"mode，"and"proposes"optimization"measures"for"distribution"network"regulation"integration."Aiming"to"achieve"integrated"distribution"network"regulation，"better"manage"and"supervise"the"power"grid"system，"and"improve"its"stability.

Key"Words："Smart"grid"mode;"Distribution"network"regulation;"Integrated；Dispatching"system；GIS"system

隨著城市化進程加速，智能電網作為數字化基礎設施的核心組成部分，支持智能城市的發展。傳統電力系統面臨設施老化、效率低下和運營管理挑戰。智能電網技術的應用能夠提升電力系統的現代化水平，增強電網的智能化和自動化程度，優化能源分布和供需平衡。智能電網技術的發展也促進了相關領域的技術創新，大數據分析、人工智能和物聯網技術等在電力系統得到廣泛應用，不僅推動了電力行業的技術進步，也促進了產業結構的升級和服務水平的提升。

1""配網調控一體化

配網調控一體化是指在電力配網系統中，通過整合智能化技術和信息通信技術，將配電網絡的控制、監測和管理功能集成在一起，實現對配電系統的綜合調度和控制。配網調控一體化的目標是優化電網運行，提高電網的可靠性、安全性和經濟性，同時支持可再生能源的接入和智能用電設備的管理。配網調控一體化的實現離不開智能化設備和傳感器的部署，通過這些設備實時監測電網狀態和負荷情況，并將數據傳輸至中心控制系統，實現對電網的實時監控和智能調度。同時，配網調控一體化還涉及數據分析和人工智能技術的運用，通過對數據的深度分析和預測，實現對電網負荷、故障等情況的預判和調度。

智能電網配網調控一體化包括電網調度監控中心和運維操作兩個部分。電網調度監控中心主要負責電網調度，以及系統運行信息監視、遙控操作、參數調整等工作；運維操作部分則負責電網日常維護、管理、突發情況的應急管理等。隨著配網調控一體化的應用，將電力控制系統和管理系統緊密結合，優化了電網工作人員結構，縮短了電網事故處理時間，提高了工作效率[1]。為了深入貫徹執行國家電網“三集五大”的要求，各地電力都制定了智能電網建設規劃，加快了配網調控一體化的建設進程，為電力系統現代化、智能化提供支撐。

2"智能電網模式下的配網調控一體化特征

2.1"系統性

在智能電網中，配網調控一體化的運行需要保持整個電網系統的高度集成和協同運作能力，具備系統性特征。各種配電設備、傳感器和控制器能夠通過互聯網等通信技術實現高效的通信和數據交換，實現對電網狀態的實時感知和監控；將來自各個子系統和設備的大量數據整合分析，以實現對電網運行狀態、負載情況、設備健康狀況等的深入理解和預測，從而進行智能化的調度和管理；最終通過統一的運行管理平臺或系統，實現對整個電網系統的集中監控、調度和管理，包括對供電質量、故障處理、節能優化等方面的管理。

2.2"時效性

時效性特征強調在智能電網中實現快速響應和動態調整能力，以適應電網運行中的實時變化和需求。調控系統能夠快速響應電網中發生的變化，如負荷變化、設備故障、新能源接入等，以確保電網運行的穩定性和安全性。配電網長時間處于動態運行狀態，動作數據會發生變化，系統需要根據實時數據和需求變化進行動態調整，優化電網運行模式和資源配置，如調整電力分配、優化電網負載平衡等，并利用數據分析和預測模型提前識別潛在問題并發出預警，以便及時采取措施來避免或減少系統故障和停電風險。

2.3"開放性

開放性特征指的是智能電網系統的開放性架構和接口，使不同廠家和服務提供商能夠輕松集成和擴展系統功能。同時，要采用行業標準的通信協議和數據格式，確保不同廠家的設備和系統可以互相通信和協作，實現真正意義上的互操作性[2]。系統內部可提供開放的應用程序編程接口（Application"Programming"Interface，API）和軟件開發工具包，支持第三方開發者和服務提供商開發定制化的應用程序和服務，豐富了系統功能和應用場景。

3"智能電網模式下的配網調控一體化的優化措施

3.1"持續強化調度系統性能

調度系統是電網運行和管理的核心，在智能電網模式下，配網調控一體化運行必須要持續強化調度系統的性能。

在算法和模型方面，可以采用深度學習和神經網絡等前沿技術，結合大數據分析和預測能力，實現更準確的負荷預測和電網優化調度；積極引入區塊鏈技術（如圖1），建立分布式能源交易平臺，促進電力供需的平衡和優化；搭建高性能的分布式計算系統，實現并行計算和分布式決策，讓系統能夠更快速地響應電網運行變化；結合物聯網和大數據分析技術，建立設備健康監測系統，實現設備狀態的實時監測和故障預警；同時還可以引入虛擬仿真技術，對電網進行虛擬仿真實驗，預測潛在故障風險，提前進行應對和處理。

另外，在用戶方面，要重視用戶需求的管理，可以通過智能化的用戶界面和數據分析系統，實現對用戶用電行為的分析和管理，為用戶提供個性化的能源服務方案，提高用戶用電的效率和滿意度。

3.2"配電線路接線模式的優化和升級

我國電網一般都建設10"kV配電線路，接線模式主要有3種，即單聯絡、環網接線開環、單輻射接線模式，接線形狀為輻射狀。此配網線路的負荷一般都比較重，聯絡線路本身具備較差的專供能力。為此，在改造智能電網時，需要對接線模式進行重點改變[3]。

在單聯絡接線模式的基礎上，可以引入多聯絡接線模式，以提高配電線路的可靠性和供電能力。通過增加聯絡點，實現多條線路之間的互相支援和互為備用，以應對突發負荷變化和線路故障，從而提高供電可靠性。引入智能配電設備如智能開關、智能變壓器等，實現對配電線路的遠程監測、控制和優化調節。這些智能設備可以根據實時負荷需求和電網運行狀態進行智能調整，提高供電效率，減少能源浪費，同時降低人工干預和運行成本。再配合利用先進的智能調度和優化算法，對配網進行動態調度和優化。通過綜合考慮線路負載、節點電壓、功率平衡等因素，實現最優的配電方案，以保障電網的安全、穩定運行，提高電網的運行效率。

3.3"注重GIS優勢能效的發揮

在智能電網模式下，地理信息系統（Geographic"Information"System，GIS）能夠有效管理和分析空間數據，幫助配網調控掌握電網設備、用戶分布、能源供需情況等，通過空間分析，可以準確把握不同區域的能源消耗情況和電網負荷分布，為優化配電方案提供數據支持。新時期，智能電網運行要求必須實時監控電網設備的運行狀態，以及快速診斷和響應故障。結合實時數據，GIS可以建立設備運行的空間模型，監測設備的運行狀況并及時預警可能的故障，提高電網的可靠性和穩定性。同時，通過GIS實現電網資產的全面管理和優化，整合電網設備的分布情況、使用壽命、維護記錄等信息，以此制訂更精準的資產管理策略，延長設備壽命，降低運營成本[4]。

3.4"提升系統供電穩定性與時效性

早期電網穩定程度偏低，問題根源在于調控時效性差與環境適應能力薄弱。無論是供電方案與負荷需求不一致，還是頻繁改變電網運行方式，都會對電網造成一定程度的沖擊，致使供電質量有所下滑，可能出現運行故障。面對這一復雜形勢，應以提高供電穩定性、強化條電網調控時效性作為配網調控一體化系統的核心目標，具體應從在線檢測、智能決策兩方面入手。

在線檢測是把智能電網全體納入監控范圍，分散部署大量傳感器和攝像頭，24"h全天候監測電網運行過程，以電力流動情況、重要設備工作狀態、負荷規模變化作為重點檢測內容，對檢測精度與時效性有著嚴格要求，必須做到全面、準確、即時反映智能電網總體運行情況[5]。

智能決策則是把在線檢測數據導入智能算法，客觀評價電網運行質量、感知負荷變化趨勢，在此基礎上，自行制訂與動態調整發電計劃、配電計劃，取代低效落后的人工調控方式。

3.5"構建統一的電力信息系統

智能電網建設期間，電網自動化、智能化程度逐年穩步提升，理論上可以大幅度提高供電質量與服務品質。但根據實際建設情況來看，無論是供電質量還是管理水平，其實際提升幅度并未達到預期水準。這一問題的根本原因在于，智能電網存在“信息孤島”問題，同時存在多套信息化系統，缺乏統一調控平臺，電力測量數據、設備運行數據等重要信息沒有得到集成利用。

從調度管理角度來看，管理人員難以全面了解智能電網的運行情況，并不具備精準下達調度命令、跟蹤監督全部方案計劃執行過程的前提條件。對此，必須把統一信息資源作為建設配網調控一體化系統的重要環節，集成處理有關智能電網的全部數據信息。一方面，為降低實現難度，無需開發包含現有信息系統全部使用功能的全新調控平臺，而是打造類似中央數據處理中心的一體化調控平臺，保留原有各套業務系統，僅需在平臺上預留標準接口，把所有業務系統接入一體化調控平臺，全部數據信息提交到一體化調控平臺進行集成處理，再把運算結果反饋至業務系統。另一方面，構建一套完善的安全防御體系，用于適應愈發復雜的網絡環境，盡量預防重要數據丟失、被篡改、惡意下達電網調度命令等安全問題發生，具體應用到智能防火墻、入侵檢測、數據傳輸加密等技術手段。同時，一體化調控平臺時常輔助管理人員進行決策分析，可以酌情增設負荷預測、智能調度等使用功能，支持高級數據分析與人工智能技術，起到提高決策精度與管理水平的作用。

4"結語

總之，智能電網的配網調控一體化應用通過實時數據分析和智能決策，優化電力系統的運行模式和負載管理，提高供電效率和供電可靠性，降低能源浪費，減少運營成本。智能電網使用戶也能夠更加智能地管理能源消費，提升用電體驗和服務質量，通過降低電力成本和提高供電穩定性，促進社會福祉的全面提升。因此，智能電網配網調控一體化應用不僅是電力系統現代化和能源轉型的重要技術支持，也是推動社會經濟發展、提升能源安全性和環境可持續性的關鍵手段。

參考文獻

[1]羅曼.基于當前智能電網模式的配網調控一體化分析[J].自動化應用，2024，65（S1）：16-18.

[2]"王大為.智能電網模式下的配網調控一體化應用[J].建筑與預算，2020（11）：86-88.

[3]"閆蘭.智能電網模式下的配網調控一體化研究[J].中國設備工程，2022（1）：230-231.

[4]"錢靜，韓柳，張瑞雪，等.分布式資源有功調控配網二次系統功能規劃方案研究[J].電力建設，2024，45（6）：80-90.

[5]"段翔兮.基于數據驅動的配網運行評估與品質調控關鍵技術研究[D].電子科技大學，2023.