胡荻++龔鳴敏

摘 要：繼物聯(lián)網(wǎng)的概念提出后，智能電網(wǎng)的概念一經(jīng)提出便受到了社會(huì)各界的重視。由于傳統(tǒng)供電模式的弊端日益凸顯，世界各國(guó)對(duì)于新型供電技術(shù)的需求不斷在增強(qiáng)，智能電網(wǎng)的構(gòu)想也因此迅速在全世界蔓延開。本文在簡(jiǎn)單介紹物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，討論了傳統(tǒng)供電網(wǎng)絡(luò)存在的問(wèn)題與不足、智能電網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)和相關(guān)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；智能電網(wǎng)；智能電表；數(shù)據(jù)采集

中圖分類號(hào)：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 引言

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展到一定程度的必然產(chǎn)物，該技術(shù)的應(yīng)用，能有效地對(duì)電力系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施資源進(jìn)行整合，進(jìn)而提高電力系統(tǒng)通信水平，改善當(dāng)前電力系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的利用率。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能電網(wǎng)是以物理電網(wǎng)為基礎(chǔ)，將現(xiàn)代先進(jìn)的傳感測(cè)量技術(shù)、通訊技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)與物理電網(wǎng)高度集成而形成的新型電網(wǎng)。它以充分滿足用戶對(duì)電力的需求和優(yōu)化資源配置、確保電力供應(yīng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性、滿足環(huán)保約束、保證電能質(zhì)量、適應(yīng)電力市場(chǎng)化發(fā)展等為目的，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶可靠、經(jīng)濟(jì)、清潔、互動(dòng)的電力供應(yīng)和增值服務(wù)。

2 傳統(tǒng)供電模式存在的問(wèn)題

在傳統(tǒng)上，電力供應(yīng)方和需求方的界限十分明顯。電廠發(fā)出的電力經(jīng)由變電站和輸電線進(jìn)入用戶家中；用戶花錢購(gòu)電，而用電量由電表來(lái)直觀顯示。這種傳統(tǒng)電力模型已經(jīng)有了近百年的歷史，其弊病也慢慢顯露出來(lái)，主要有以下幾點(diǎn)。

2.1 電力分配無(wú)法靈活調(diào)整

傳統(tǒng)的供電模式中，發(fā)電廠所扮演的角色往往僅僅是提供電力而已，只能對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行穩(wěn)定的電力輸入。然而根據(jù)實(shí)際地域與時(shí)間段的不同，用電需求也存在著極大的差異，這需要供電方根據(jù)實(shí)際情況對(duì)輸出電量的多少進(jìn)行靈活的調(diào)控。但是傳統(tǒng)的供電模式中，發(fā)電廠基本無(wú)法做到這一點(diǎn)，這也導(dǎo)致了用電高峰時(shí)期發(fā)電長(zhǎng)所承受的巨大負(fù)荷。

2.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)不完善

傳統(tǒng)供電模式中，發(fā)電廠對(duì)于數(shù)據(jù)的采集很少，而用戶使用的電表只是作為電能計(jì)量?jī)x器使用，功能相對(duì)而言比較單一，而且其穩(wěn)定性、精度、靈敏度方面都比較難控制。

2.3 環(huán)境污染

大部分傳統(tǒng)發(fā)電廠都使用燃燒化石燃料的形式，化石燃料的大量燃燒會(huì)產(chǎn)生許多的有害氣體，并且會(huì)加劇溫室效應(yīng)?，F(xiàn)今，溫室效應(yīng)在世界范圍內(nèi)的影響不斷加大，隨之而來(lái)的環(huán)境破壞已經(jīng)成為世界各國(guó)都無(wú)法忽視的問(wèn)題。傳統(tǒng)供電模式中燃燒化石燃料的行為急需改變。

3 智能電網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)

3.1智能電表實(shí)現(xiàn)電力靈活分配

3.1.1雙向電能傳輸和計(jì)量

具備雙向電能傳輸和計(jì)量的功能的智能電表作為電網(wǎng)的入戶接口，一方面能將電網(wǎng)通過(guò)智能電表將安全、高質(zhì)的電能輸送到用戶的用電設(shè)備上；而隨著新能源的廣泛應(yīng)用，許多分布式新能源，如風(fēng)能、太陽(yáng)能等，已經(jīng)在用戶端得到了充分的使用，這種微型分布式能源也可以通過(guò)智能電表反饋到電網(wǎng)中，與電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)。

借助智能電表內(nèi)部MCU強(qiáng)大的計(jì)算能力支持，智能電表還可以進(jìn)行可靠的電能管理，比如分時(shí)管理、用戶用電情況分類管理、最大負(fù)荷控制等等。通過(guò)這些管理為一些高耗能的設(shè)備從用電高峰時(shí)段轉(zhuǎn)到非用電高峰時(shí)段提供優(yōu)惠折扣，實(shí)現(xiàn)錯(cuò)峰避峰用電，提高電網(wǎng)的運(yùn)行效率，也為用戶節(jié)省開支。

3.1.2 雙向通信

雙向通信包括兩個(gè)方面，一個(gè)是智能電表與用戶交互終端的雙向通信，另一個(gè)是智能電表與配電網(wǎng)之間的雙向通信。作為用戶終端與電網(wǎng)的銜接單位，智能電表可以對(duì)用戶使用終端的用電情況進(jìn)行管理，而用戶終端可以將實(shí)時(shí)的將用電情況反饋給智能電表；而配電網(wǎng)這邊，智能電表可以通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)將用電信息發(fā)給配電網(wǎng)，配電網(wǎng)又可以通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)智能電表進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)控。

目前智能電表與用戶終端的通信主要通過(guò)如ZigBee、WiFi等無(wú)線通信方式，還有一些專用總線，如M-Bus以及電力線調(diào)制解調(diào)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，用戶終端則通過(guò)能源網(wǎng)關(guān)與智能電表進(jìn)行互聯(lián)；而智能電表與遠(yuǎn)端的配電網(wǎng)之間的通訊方式也有多種形式，如電力線路的載波通訊（PLC）、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通訊（WiMax、OFDM等）、通信網(wǎng)絡(luò)通訊等。

3.1.3 負(fù)荷開關(guān)的控制

借助遠(yuǎn)程通信功能，用戶在異地可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或者移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)家里的各種智能負(fù)荷，如空調(diào)、洗衣機(jī)、冰箱、照明等實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端開關(guān)控制，同時(shí)通過(guò)智能電表的遠(yuǎn)端通信功能還可以實(shí)現(xiàn)異地監(jiān)控和報(bào)警。

3.2 智能變電站和實(shí)現(xiàn)多方面數(shù)據(jù)采集

3.2.1 信息一體化的集成和應(yīng)用

智能變電站的一體化平臺(tái)可以方便地訪問(wèn)到更多的數(shù)據(jù)，因此在全景數(shù)據(jù)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，可以實(shí)現(xiàn)更為智能化的各種高級(jí)應(yīng)用功能，包括：一體化五防、順序控制、源端維護(hù)、一體化故障信息子站、故障信息綜合分析決策、智能報(bào)警等。

通過(guò)信息一體化平臺(tái)和高級(jí)應(yīng)用功能，智能變電站實(shí)現(xiàn)了信息平臺(tái)的全景數(shù)據(jù)接入及標(biāo)準(zhǔn)訪問(wèn)接口，對(duì)于處于安全區(qū)的一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、輔控系統(tǒng)，采用串口方式接入，實(shí)現(xiàn)了不同安全分區(qū)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的物理隔離，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)安全分區(qū)，保證了信息的安全，簡(jiǎn)化了運(yùn)行操作，提高了運(yùn)行效率，消除了信息孤島。

3.2.2 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息的集成

同時(shí)，智能變電站能夠通過(guò)各種狀態(tài)信息判斷二次設(shè)備的運(yùn)行健康水平，對(duì)離線信息、在線信息、原始資料狀態(tài)量、運(yùn)行情況狀態(tài)量、檢修試驗(yàn)情況狀態(tài)量等進(jìn)行設(shè)備健康狀態(tài)的權(quán)重分析，應(yīng)用減法原則、專家系統(tǒng)、模糊計(jì)算等控制計(jì)算方法，得出合理的狀態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)論。

3.3 多種環(huán)保供電方式與柔性輸電技術(shù)

智能電網(wǎng)中使用了大量的環(huán)保供電方式，如太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電、潮汐發(fā)電等等，這些供電方式有效的減少了對(duì)環(huán)境的污染，也從各方面提高了對(duì)閑置能源的利用率。

智能電網(wǎng)通過(guò)柔性輸電技術(shù)保證智能電網(wǎng)能夠接受不同等級(jí)、不同容量的發(fā)電和儲(chǔ)能系統(tǒng)的接入。太陽(yáng)能、風(fēng)能發(fā)電等不穩(wěn)定的可重用能源連接到電網(wǎng)時(shí)，可以立即投入使用，并且不會(huì)因供電能力的差異而受到影響。

4 智能電網(wǎng)運(yùn)作的主要環(huán)節(jié)及相關(guān)技術(shù)

4.1分布式電源

4.1.1 分布式電源概述

分布式電源裝置是指功率為數(shù)千瓦至50MW小型模塊式的、與環(huán)境兼容的獨(dú)立電源（包括光伏、風(fēng)電、水電）。這些電源由電力部門、電力用戶或第3方所有，用以滿足電力系統(tǒng)和用戶特定的要求。

現(xiàn)階段我國(guó)的能源方式仍以集中供能系統(tǒng)為主，分布式能源的發(fā)展并不能取代傳統(tǒng)的能源供應(yīng)方式，將是集中供能系統(tǒng)的有益補(bǔ)充。因此，在我國(guó)可再生能源發(fā)電模式將是集中發(fā)電遠(yuǎn)距離輸電與分布式發(fā)電相結(jié)合的方式。截至2012年底，我國(guó)已并網(wǎng)投產(chǎn)的分布式電源1.56萬(wàn)個(gè)，裝機(jī)容量3436萬(wàn)kW，其中分布式水電2376萬(wàn)kW，世界第一；余熱、余壓、余氣資源綜合利用和生物質(zhì)發(fā)電近年來(lái)增長(zhǎng)迅速，裝機(jī)871萬(wàn)kW，分布式光伏是未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)，前景非?？捎^。

4.1.2 分布式發(fā)電接入對(duì)電網(wǎng)的影響。

為了規(guī)范分布式電源的準(zhǔn)入條件，減小大規(guī)模分布式電源接入后對(duì)電網(wǎng)造成的沖擊，國(guó)家電網(wǎng)公司規(guī)定了分布式電源接入電網(wǎng)應(yīng)遵循的基本原則：

（1）并網(wǎng)點(diǎn)的確定原則為電源并入電網(wǎng)后能有效輸送電力并且能確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）當(dāng)公共連接點(diǎn)處并入一個(gè)以上的電源時(shí)，應(yīng)總體考慮它們的影響。分布式電源總?cè)萘吭瓌t上不宜超過(guò)上一級(jí)變壓器供電區(qū)域內(nèi)最大負(fù)荷的25%。

（3）分布式電源并網(wǎng)點(diǎn)的短路電流與分布式電源額定電流之比不宜低于10。

（4）分布式電源接入電壓等級(jí)宜按照：200kW及以下分布式電源接入380V電壓等級(jí)電網(wǎng)；200kW以上分布式電源接入10kV（6kV）及以上電壓等級(jí)電網(wǎng)。經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，分布式電源采用低一電壓等級(jí)接入優(yōu)于高一電壓等級(jí)接入時(shí)，可采用低一電壓等級(jí)接入。

4.2 智能輸電

4.2.1 柔性交流輸電技術(shù)（FACTS）

柔性交流輸電技術(shù)是新能源、清潔能源的大規(guī)模接入電網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，綜合電力電子技術(shù)、微處理和微電子技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)而形成的用于靈活快速控制交流輸電的新技術(shù)。

FACTS概念：應(yīng)用大功率、高性能的電力電子元件制成可控的有功或無(wú)功電源以及電網(wǎng)的一次設(shè)備等，以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電系統(tǒng)的電壓、阻抗、相位角、功率、潮流等的靈活控制，將原基本不可控的電網(wǎng)變得可以全面控制。從而大大提高電力系統(tǒng)的高度靈活性和安全穩(wěn)定性，使得現(xiàn)有輸電線路的輸送能力大大提高。靜止無(wú)功補(bǔ)償器，靜止同步補(bǔ)償器，晶閘管投切串聯(lián)電容器，靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償器統(tǒng)一潮流控制器就是基于FACTS裝置家族的成員。

4.2.2 高壓直流輸電技術(shù)

在現(xiàn)代直流輸電系統(tǒng)中，只有輸電環(huán)節(jié)是直流電，發(fā)電系統(tǒng)和用電系統(tǒng)仍然是交流電。在輸電線路的送端，交流系統(tǒng)的交流電經(jīng)換流站內(nèi)的換流變壓器送到整流器，將高壓交流電變?yōu)楦邏褐绷麟姾笏腿胫绷鬏旊娋€路。直流電通過(guò)輸電線路送到受端換流站內(nèi)的逆變器，將高壓直流電又變?yōu)楦邏航涣麟?，再?jīng)過(guò)換流變壓器將電能輸送到交流系統(tǒng)。在直流輸電系統(tǒng)中，通過(guò)控制換流器，可以使其工作于整流或逆變狀態(tài)。

輕型直流輸電系統(tǒng)采用GTO、IGBT等可關(guān)斷的器件組成換流器，使中型的直流輸電工程在較短輸送距離也具有競(jìng)爭(zhēng)力。此外，可關(guān)斷器件組成的換流器，還可用于向海上石油平臺(tái)、海島等孤立小系統(tǒng)供電，未來(lái)還可用于城市配電系統(tǒng)，接入燃料電池、光伏發(fā)電等分布式電源。輕型直流輸電系統(tǒng)更有助于解決清潔能源上網(wǎng)穩(wěn)定性問(wèn)題。

我國(guó)高壓直流輸電技術(shù)在遠(yuǎn)距離輸電中得到廣泛應(yīng)用，今后我國(guó)還將在大水電基地和大煤電基地的超遠(yuǎn)距離、大容量送出工程中繼續(xù)大力發(fā)展和建設(shè)特高壓直流輸電工程。特高壓輸電具有電壓等級(jí)高、輸送距離遠(yuǎn)、輸送容量大、可實(shí)現(xiàn)非同步聯(lián)網(wǎng)等特點(diǎn)。

4.3 智能變電站的數(shù)字化

電力設(shè)備智能狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是保證電力設(shè)備正常工作，有效開展?fàn)顟B(tài)檢修，并預(yù)估設(shè)備的損耗以建立全壽命周期管理體系，電力設(shè)備智能狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)智能變電站的基礎(chǔ)。因此以設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)的狀態(tài)檢修成為實(shí)現(xiàn)智能變電站并最終建立智能電網(wǎng)的核心技術(shù)之一，該技術(shù)近年來(lái)獲得越來(lái)越多的重視。電力設(shè)備智能狀態(tài)監(jiān)測(cè)不僅是設(shè)備狀態(tài)檢修模式的基礎(chǔ)，也是智能變電站綜合自動(dòng)化正在實(shí)施的電氣運(yùn)行模式的需要。無(wú)論是智能變電站還是無(wú)人值守變電站在其監(jiān)控系統(tǒng)中都需要增加一個(gè)在線監(jiān)測(cè)及故障診斷專家系統(tǒng)，用以作為輔助決策手段，進(jìn)而提高監(jiān)控能力。要想實(shí)現(xiàn)真正的無(wú)人值守，必須加入電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)和故障診斷的內(nèi)容，這樣變電站綜合自動(dòng)化才更加完善和更有效。所以在測(cè)量、控制、保護(hù)和遠(yuǎn)動(dòng)等綜合自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，融合電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)必將推動(dòng)變電站綜合自動(dòng)化向前發(fā)展。

電力設(shè)備智能狀態(tài)監(jiān)測(cè)不僅可以掌握電力設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行情況，還可以根據(jù)其專家系統(tǒng)利用其運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行綜合診斷，為設(shè)備檢修提供輔助決策。為了解決電力設(shè)備故障診斷中所遇到的主要技術(shù)難題，需要突破常規(guī)方法進(jìn)行故障診斷的局限，結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論、灰色軌跡理論、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、模糊理論模型等各種算法，對(duì)電力設(shè)備實(shí)行故障診斷。利用各種數(shù)學(xué)模型從實(shí)現(xiàn)原理上進(jìn)行比較分析，研究出多種改進(jìn)的學(xué)習(xí)算法，實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)電力設(shè)備故障診斷絡(luò)模型。

4.3.1 電力設(shè)備智能狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成

電力設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)是指通過(guò)傳感器、計(jì)算機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，及時(shí)獲取設(shè)備的各種特征參量并結(jié)合一定算法的專家系統(tǒng)軟件進(jìn)行分析處理，對(duì)設(shè)備的可靠性做出判斷，對(duì)設(shè)備的剩余壽命作出預(yù)測(cè)，從而及早發(fā)現(xiàn)潛在的故障，提高供電可靠性。電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)大大降低維修周期內(nèi)的設(shè)備故障率，為設(shè)備狀態(tài)檢修提供技術(shù)依據(jù)，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷和異常征兆，確保設(shè)備安全運(yùn)行，從而提高供電可靠性。由于變電站內(nèi)電力設(shè)備種類繁多、結(jié)構(gòu)各異，狀態(tài)監(jiān)測(cè)的類型也千差萬(wàn)別，但是，不論什么類型的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，都需要經(jīng)過(guò)3個(gè)步驟：采集設(shè)備數(shù)據(jù)信號(hào)；對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸；分析處理數(shù)據(jù)及診斷。

4.3.2 電力設(shè)備智能狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

由于狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)跨部門、跨系統(tǒng)的大型綜合管理信息系統(tǒng)，如無(wú)錫供電公司西涇智能變電站狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)涉及到的部門有生產(chǎn)技術(shù)部、調(diào)控中心、安監(jiān)部、監(jiān)控中心等各主要生產(chǎn)部門；涉及到的系統(tǒng)有PMIS，SCADA，EMS等；涉及到的裝置有變壓器綜合管理平臺(tái)、GIS局放監(jiān)測(cè)裝置、斷路器監(jiān)測(cè)裝置、避雷器檢測(cè)裝置等。所以在設(shè)計(jì)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能模塊時(shí)，除考慮自身的相對(duì)獨(dú)立性和開放性以外，還得重點(diǎn)考慮與其他已有系統(tǒng)模塊的集成。

4.3.3 電力設(shè)備智能狀態(tài)監(jiān)測(cè)專家系統(tǒng)

專家系統(tǒng)（ExpertSystems）是人工智能中的一個(gè)重要分支，是關(guān)于問(wèn)題求解的一種智能軟件。它是一種在相關(guān)領(lǐng)域中具有專家水平能力的智能程序系統(tǒng)。它能利用領(lǐng)域內(nèi)專家多年積累的經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)，模擬人類專家的思維過(guò)程，求解需要專家才能解決的困難問(wèn)題。專家系統(tǒng)通過(guò)知識(shí)進(jìn)行推理，在問(wèn)題所在的領(lǐng)域內(nèi)推導(dǎo)出滿意的答案，即“專家系統(tǒng)=知識(shí)+推理”，這區(qū)別于常規(guī)計(jì)算機(jī)程序“程序=數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法”的一般模式，以達(dá)到“智能監(jiān)測(cè)、智能判斷、智能管理、智能驗(yàn)證”的目的。變電站故障診斷專家系統(tǒng)主要是根據(jù)電氣設(shè)備如斷路器、變壓器、避雷器和容性互感器等一次設(shè)備進(jìn)行開發(fā)和研究。

變電設(shè)備專家診斷系統(tǒng)作為狀態(tài)監(jiān)測(cè)的核心技術(shù)和最終目標(biāo)，需要依托監(jiān)測(cè)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，目前仍處于研究發(fā)展階段。

4.3.4 智能變電站綜合告警系統(tǒng)

智能狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)按照站內(nèi)信息高度集成共享的原則，一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)平臺(tái)的信息量，除了常規(guī)的四遙信息外，還融入了大量設(shè)備的狀態(tài)信息、動(dòng)態(tài)PMU信息等。信息的高度融合與共享，對(duì)現(xiàn)有的變電站監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如果按照傳統(tǒng)的報(bào)警信息分類和組織模式，當(dāng)變電站發(fā)生事故時(shí)，監(jiān)控報(bào)警信息窗中將充斥著成百上千的提示、預(yù)告信息及事故信息，出現(xiàn)滾屏刷屏現(xiàn)象，監(jiān)控值班員眼花繚亂，無(wú)所適從，很難抓住重點(diǎn)，很容易遺漏重要告警信號(hào)，延誤處理使變電站運(yùn)行值班人員無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確判斷事故原因，不利于事故的及時(shí)處理。智能變電站基于IEC61850技術(shù)實(shí)現(xiàn)了變電站全景數(shù)據(jù)的高度整合，但如何實(shí)現(xiàn)基于變電站告警信息的綜合分析和變電站運(yùn)行異常處理專家系統(tǒng)，為變電站值班人員進(jìn)行事故處理提供輔助決策，是提高變電站運(yùn)行和管理水平以及智能化程度的重要標(biāo)志之一。

智能狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)融合了報(bào)警信息綜合展示、變電站異常信號(hào)分析與處理輔助決策系統(tǒng)，構(gòu)建對(duì)變電站運(yùn)行設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)視功能，并將變電站所有故障信號(hào)進(jìn)行分類管理，建立多重故障推理模型，從而實(shí)現(xiàn)事故異常的輔助決策。

4.4 智能配電

4.4.1 配電自動(dòng)化

配電自動(dòng)化是智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)之一，需要通過(guò)配電自動(dòng)化系統(tǒng)采集盡可能多的配電信息，并向下延伸到低壓用電信息的匯集。配電網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成有電纜和架空線路兩種方式，電纜網(wǎng)絡(luò)多采用具有遠(yuǎn)方操作功能的環(huán)網(wǎng)開關(guān)，對(duì)一次設(shè)備和通信系統(tǒng)的要求高。架空網(wǎng)絡(luò)以線路上的重合器、分段器和負(fù)荷開關(guān)為主，其中架空線路多使用雙電源手拉手供電是最基本的形式。配電線路通常都是由電纜—架空線路兩種配電網(wǎng)絡(luò)混合而成，對(duì)線路上主干線分段的數(shù)量取決于對(duì)供電可靠性要求的選擇。線路分段越多，故障停電的范圍越小，但同時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的方案也越復(fù)雜。

配網(wǎng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)主要由主站系統(tǒng)、配變子站監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、配電網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元（FTU/TTU等）組成。

4.4.2 用電信息采集

智能用電包括兩大部分，第一部分是為滿足智能電網(wǎng)對(duì)用電的信息的掌控而建設(shè)的用電信息采集系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱集抄），第二部分是未來(lái)三/四網(wǎng)合一的基礎(chǔ)PFTTH，即依電力復(fù)合光纖入戶而建的電力光纖寬帶互動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。

配電自動(dòng)化對(duì)通信系統(tǒng)的要求，取決于配電網(wǎng)的規(guī)模和要求實(shí)現(xiàn)的具體希望水平，總體比較各種通信方式的優(yōu)劣應(yīng)綜合考慮如下幾點(diǎn)：

（1）通信的可靠性

（2）通信技術(shù)的先進(jìn)性

（3）可行性和使用維護(hù)的方便性

（4）配電通信的實(shí)時(shí)性

（5）通信系統(tǒng)的可擴(kuò)充性。

通過(guò)分析對(duì)比我們不難看出，配電自動(dòng)化使用的多種通信方式的特點(diǎn)：

（1）架空明線或電纜。其特點(diǎn)是建設(shè)簡(jiǎn)單，線路衰耗大，頻帶窄，容易受到干擾，電力系統(tǒng)自動(dòng)化中只能做近距離傳輸信道。

（2）配電載波。從目前的技術(shù)水平上看，典型的配電載波機(jī)的傳輸率可達(dá)到150-300bit/s，可滿足雙向通信的要求，對(duì)遠(yuǎn)方抄表和監(jiān)測(cè)線路數(shù)據(jù)比較經(jīng)濟(jì)。但對(duì)于停電區(qū)數(shù)據(jù)如何用配電載波上傳仍然是一個(gè)技術(shù)難題，有待進(jìn)一步研究。配電載波系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率較低，容易受到干擾，由于反射使得配電載波在饋線的某些部分存在盲點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單。

（3）現(xiàn)場(chǎng)總線和RS-485?，F(xiàn)場(chǎng)總線（FIELDBUS）是近二十年發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，它是連接智能化的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)，它適合于FTU和附近區(qū)域工作站的通信，以及變電站內(nèi)部各個(gè)智能模塊之間的內(nèi)部通信，現(xiàn)場(chǎng)總線可分為CANBUS（ControllerAreaNetwork）、LONWORKS（LocalOperatingNetworks）和PROFIBUS （processFieldBus）等，對(duì)于一些實(shí)時(shí)性要求不高的場(chǎng)合，可以利用RS-485代替現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸。

（4）無(wú)線通信。無(wú)線通信方式有：AM、FM、PM、GPRS等也可以應(yīng)用到配電系統(tǒng)自動(dòng)化的數(shù)據(jù)傳輸，但相對(duì)來(lái)講，在數(shù)據(jù)通信速率、保密性上存在不足，目前主要做為有線通信的補(bǔ)充。

（5）光纖通信。光纖通信與其他通信比較有以下優(yōu)點(diǎn)：光纖傳輸頻帶寬、通信容量大，傳輸損耗小，光電隔離，不受電磁干擾，組網(wǎng)方便、靈活。在配電自動(dòng)化中，可以利用已建成的變電站到主控中心的光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，可以無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（EPON）或光纖自愈環(huán)網(wǎng)（工業(yè)交換機(jī)）來(lái)進(jìn)行傳輸，這在許多地區(qū)都有成功的經(jīng)驗(yàn)，是未來(lái)配網(wǎng)自動(dòng)化數(shù)據(jù)通信發(fā)展方向。

5 總結(jié)

目前中國(guó)的霧霾等環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重，智能電網(wǎng)能夠促進(jìn)可再生能源的發(fā)展，努力使風(fēng)能、太陽(yáng)能成為我國(guó)的主要綠色能源具有很大的戰(zhàn)略意義。智能電網(wǎng)也能夠促進(jìn)發(fā)展綠色交通。電力驅(qū)動(dòng)的汽車作為我國(guó)新能源汽車技術(shù)的重點(diǎn)，快速且節(jié)約的充電方式同樣十分重要，而智能電網(wǎng)的柔性輸電特性以及對(duì)于大范圍的資源與信息的真題優(yōu)化調(diào)配能夠極大的滿足這種需求。隨著智能電網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)必將進(jìn)一步滲透到智能電網(wǎng)的發(fā)展和建設(shè)中。

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（本文審稿 陳 兵）