陳茜等

摘要：近年來，我國科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，電力產(chǎn)業(yè)作為我國國民經(jīng)濟(jì)中重要的組成部分，對社會的正常生產(chǎn)以及人們的有序生活有著重要的作用。隨著市場經(jīng)濟(jì)的增長，人們對電網(wǎng)系統(tǒng)的依賴程度越來越高，同時對電網(wǎng)的電能質(zhì)量和服務(wù)水平也日漸增高。智能電網(wǎng)是世界電網(wǎng)發(fā)展的方向，同時也推動了我國電網(wǎng)向著智能化方向邁進(jìn)。配電線路是電力系統(tǒng)與用戶的中間環(huán)節(jié)，也是電力系統(tǒng)對用戶服務(wù)水平高低與服務(wù)質(zhì)量可靠性的體現(xiàn)。隨著國家智能電網(wǎng)建設(shè)的規(guī)劃與實施，為電力企業(yè)帶來了發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)。為了確保線路配電的可靠性，促進(jìn)我國電網(wǎng)健康發(fā)展，就必須在智能電網(wǎng)方面下功夫。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng) 配電線路 配電自動化

0 引言

智能電網(wǎng)包括智能輸電電網(wǎng)和智能配電電網(wǎng)，智能配電網(wǎng)對提高供電可靠性、優(yōu)化配電網(wǎng)運(yùn)行、提升管理水平以及提高電能質(zhì)量有著重要的意義。但是由于諸多因素的干擾，使得目前我國智能電網(wǎng)的應(yīng)用效果沒有達(dá)到最佳程度。為確保智能電網(wǎng)的應(yīng)用最佳效果以及線路配電的可靠性與安全性，就必須不斷對智能電網(wǎng)進(jìn)行研究創(chuàng)新，提高電力系統(tǒng)的服務(wù)水平，促進(jìn)我國電力行業(yè)健康發(fā)展。本文就對智能電網(wǎng)在配電線路上的應(yīng)用進(jìn)行研究分析。

1 智能電網(wǎng)及輸電概述

智能電網(wǎng)（smart power grids）實質(zhì)就是電網(wǎng)智能化，也成為“電網(wǎng)2.0”。智能電網(wǎng)在雙向高速、集成的通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，利用先進(jìn)的技術(shù)、決策系統(tǒng)以及完善的控制方法來提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、安全性、可靠性以及高效性，其中涉及到了技術(shù)包括傳感技術(shù)和測量技術(shù)等。智能電網(wǎng)主要特點是自愈、激勵、抵御攻擊、允許不同發(fā)現(xiàn)形式接入等，以智能化的發(fā)展促進(jìn)資產(chǎn)和電力市場的高效優(yōu)化運(yùn)行。與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，智能電網(wǎng)以堅強(qiáng)的電網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)支撐體系，對各種外界的干擾和攻擊做好較好的防御工作，能最大程度使清潔能源和可再生能源接入。智能電網(wǎng)通過信息技術(shù)、傳感技術(shù)、自動控制技術(shù)與電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行良好的結(jié)合，對電網(wǎng)運(yùn)行過程中容易出現(xiàn)的問題及時發(fā)現(xiàn)處理，避免大面積停電對人們生產(chǎn)生活帶來影響，提高了電力設(shè)備的使用效率與性能，同時降低了電能耗損，使電網(wǎng)更加高效、安全、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。

智能電網(wǎng)主要包括智能輸電和智能配電，對智能電網(wǎng)的研究核心一直是配電和用電方面。由于我國能源分布和電力負(fù)荷不平衡，對新型能源利用率較低，如太陽能、風(fēng)能等。因此現(xiàn)階段我國智能電網(wǎng)應(yīng)該圍繞新型清潔能源的有效利用以及對輸電網(wǎng)絡(luò)等方面的研究。電力系統(tǒng)配電線路中的智能輸電一般包括三個方面：一是智能輸電采用直流輸電和柔性交流技術(shù)充分的利用現(xiàn)有的電網(wǎng)資源，從而提高配電線路的輸送能源及其運(yùn)行的穩(wěn)定性，在對電網(wǎng)優(yōu)化的同時還降低了輸電成本。二是配電線路建立了較為完善的能源輸送及配電線路監(jiān)測診斷系統(tǒng)，其涵蓋范圍擴(kuò)大到了全國，能及時采集電力設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)和微氣象信息，并在此基礎(chǔ)上建立了國家防災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，全面提高了電網(wǎng)配電線路的整體輸電效率。三是建立了覆蓋全國的能源輸送通道，實現(xiàn)了“西電東送，南北互供”。

2 智能電網(wǎng)在配電線路中的應(yīng)用

2.1 智能電網(wǎng)配電線路監(jiān)測診斷系統(tǒng)

智能電網(wǎng)配電線路在線監(jiān)測與診斷系統(tǒng)主要包括了監(jiān)測信息、通信網(wǎng)絡(luò)、線路檢測分機(jī)、國家電力總部、省級電網(wǎng)以及地方電網(wǎng)等。該系統(tǒng)綜合了多個檢測設(shè)備的功能，能及時的采集影響風(fēng)偏、絕緣子污染、舞動、桿塔傾斜及防盜、導(dǎo)線溫度等信息。通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的功能向各地方電網(wǎng)中心傳輸發(fā)送所采集的信息，電網(wǎng)相關(guān)監(jiān)測技術(shù)人員對接受的信息進(jìn)行分析研究，并按照配電線路不同的智能算法對其進(jìn)行計算，分析實驗結(jié)果得出的不同功能。智能電網(wǎng)配電線路在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)可以對配電線路電力設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)和微氣象信息進(jìn)行全方位、全過程地監(jiān)控，系統(tǒng)中的監(jiān)測主分機(jī)能對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)參量、微氣象信息和溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，主分機(jī)主要組成部分是微處理器、微氣象監(jiān)測單元、絕緣子監(jiān)測單元、電源以及GPRS通信模塊等。監(jiān)測副分機(jī)工作內(nèi)容主要是對節(jié)點加速度和導(dǎo)線溫度的采集和傳輸，其主要組成是溫度傳感器、加速度傳感器以及外圍電路等。智能電網(wǎng)配電線路在線監(jiān)測與診斷系統(tǒng)以智能電網(wǎng)為載體，結(jié)合GPRS無線通信技術(shù)和ZIGBEE無線網(wǎng)，突破了傳統(tǒng)配電線路在監(jiān)測過程中數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃?，解決了導(dǎo)線監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸和采集的問題，確保能全面及時地解決電網(wǎng)系統(tǒng)配電線路運(yùn)行時存在的異常情況，實現(xiàn)了全過程的監(jiān)測。智能電網(wǎng)配電線路在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)提升了我國配電線路運(yùn)行的高效性、可靠性、安全性和經(jīng)濟(jì)性，同時也推動了我國向智能化電網(wǎng)的轉(zhuǎn)型。

2.2 智能電網(wǎng)的配電線路多功能電能表

智能電網(wǎng)的配電線路多功能電能表以智能電網(wǎng)為基礎(chǔ)，按照電能計量芯片和微處理器的方案進(jìn)行設(shè)計。配電線路多功能電能表結(jié)構(gòu)組成主要包括監(jiān)控與計量傳感器、電能計量芯片和RS-485轉(zhuǎn)換器以及用戶標(biāo)準(zhǔn)計量設(shè)備等，電能表實現(xiàn)配電線路的計量電能、顯示參數(shù)以及計量監(jiān)控等功能，大大提高了智能電網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量。配電線路多功能電能表結(jié)構(gòu)中顯示和計量模塊主要是采用電能計量芯片采集和計量用戶消耗的電能和電氣參數(shù)，從而在微處理器中對輸入的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行計算和判斷，與此同時，微處理器的外部設(shè)備可以顯示這些電氣參數(shù)。對于該系統(tǒng)中的配電監(jiān)控模塊而言，主要是采用RS-485進(jìn)行電能參數(shù)的采集，通過分析微處理器軟件對采集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較，判斷配電線路是否有違章用電的現(xiàn)象，這樣可以比較準(zhǔn)確、客觀的對用戶用電情況進(jìn)行監(jiān)控。配電線路多功能電能表的計量芯片一般采用AITT026A的三相電能計量芯片，因其芯片精度高、功能強(qiáng)大廣泛的應(yīng)用于智能電網(wǎng)配電線路電能計量中，可以在配電線路合相和分相狀態(tài)下對無功功率、有功功率以及視在功率等電能參數(shù)進(jìn)行精確的計量。在智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)上，配電線路多功能電能表不僅可以對用戶情況進(jìn)行全方位、實時的監(jiān)控，也可以對多種電氣參數(shù)進(jìn)行采集和計量，能有效的防治部分不法分子偷電的行為，使得電力系統(tǒng)用電、售電更加的合理與公平，提高了我國電力系統(tǒng)對用戶的服務(wù)質(zhì)量和水平。

2.3 智能電網(wǎng)配電線路的配電自動化

智能電網(wǎng)配電線路的配電自動化改造是一項較為復(fù)雜的工程，主要包括了電網(wǎng)配電自動化終端系統(tǒng)、主站系統(tǒng)以及子站系統(tǒng)的改造設(shè)計。對主站系統(tǒng)而言，主要由SCADA主站系統(tǒng)、應(yīng)用子系統(tǒng)以及配電應(yīng)用軟件子系統(tǒng)等組成。為了滿足電力系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)要求，通常情況下會對配電線路智能自動化中關(guān)鍵系統(tǒng)的故障進(jìn)行診斷調(diào)試，使其能快速的恢復(fù)到正常功能。由于配電線路涉及面較廣，監(jiān)控設(shè)備多，難以對所有的配電線路進(jìn)行監(jiān)控，因此需要在配電線路中設(shè)置中間級，這就是配電線路的子站系統(tǒng)。子站系統(tǒng)主要功能是實現(xiàn)監(jiān)控設(shè)備、環(huán)網(wǎng)柜等的管理，更好的采集配電線路饋線監(jiān)控與數(shù)據(jù)。自動化終端系統(tǒng)是對配電變壓器、柱上開關(guān)等進(jìn)行監(jiān)控，結(jié)合主站、子站系統(tǒng)最大程度保證配電線路運(yùn)行的安全性、可靠性。智能電網(wǎng)配電線路的配電自動化改造能及時的監(jiān)控配電線路的運(yùn)行狀態(tài)，提高電力調(diào)度的安全穩(wěn)定性，為配電線路走向智能化創(chuàng)造了更加優(yōu)越的條件。

3 總結(jié)

隨著我國電網(wǎng)的不斷改革與發(fā)展，智能電網(wǎng)受到了全社會的關(guān)注。我國電力部門投入了大量的人力、物力以及財力在智能電網(wǎng)建設(shè)上。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展下，我國配電線路的運(yùn)行逐漸趨于智能化，在此基礎(chǔ)上，只有不斷對智能電網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新，才能提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性，為國家和人們提供一個高質(zhì)量、高水平的用電環(huán)境，促進(jìn)我國電網(wǎng)智能化進(jìn)一步發(fā)展。

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