鄺煥權(quán)

摘 要：智能技術(shù)的發(fā)展開啟了新的技術(shù)浪潮，配網(wǎng)系統(tǒng)也深受現(xiàn)代智能技術(shù)的影響，正在逐漸得以優(yōu)化、完善、發(fā)展，智能配網(wǎng)發(fā)展中涉及多重技術(shù)。本文首先簡(jiǎn)單分析了智能配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與特征，然后探究了智能配電網(wǎng)建設(shè)與發(fā)展中的關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：智能配電網(wǎng)；結(jié)構(gòu)；特征；關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

智能配網(wǎng)作為重要的現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)際運(yùn)行中發(fā)揮著非常重要的作用，同傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，智能配網(wǎng)體現(xiàn)出多方面的優(yōu)勢(shì)功能，得益于多重技術(shù)的支持，配網(wǎng)能夠高效、安全、持續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn)，提高供電服務(wù)水平，確保用戶安全用電。

一、智能配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與特征分析

智能配網(wǎng)是在智能化技術(shù)的支持下逐漸形成的配網(wǎng)系統(tǒng)，內(nèi)部包括以下系統(tǒng)：主站與子站系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、配網(wǎng)遠(yuǎn)程終端等。憑借對(duì)配網(wǎng)不同環(huán)節(jié)、模塊以及設(shè)備等的智能化優(yōu)化，再配合GIS技術(shù)，達(dá)到配網(wǎng)同電力系統(tǒng)不同環(huán)節(jié)之間的協(xié)作配合，不斷地優(yōu)化配網(wǎng)的運(yùn)行，當(dāng)配網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題時(shí)，能夠高效、及時(shí)地鎖定故障位置，并及時(shí)隔離、解除故障，以此為基礎(chǔ)來為用戶供應(yīng)高質(zhì)量的供電服務(wù)。能夠最大程度地實(shí)現(xiàn)用戶，供電企業(yè)與智能配網(wǎng)系統(tǒng)間的協(xié)作。

不同于普通配網(wǎng)，智能配網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行中具有以下特點(diǎn)：

1.安全供電。智能化研判與處理故障，控制災(zāi)害侵?jǐn)_，控制用戶遭受的干擾，減少停電次數(shù)，縮短停電時(shí)間，通過微網(wǎng)系統(tǒng)達(dá)到配網(wǎng)的自愈。

2.高質(zhì)量的電能。依托于電子科技、補(bǔ)償技術(shù)以及在線監(jiān)測(cè)技術(shù)等，達(dá)到對(duì)電壓、無功等的控制，提高電壓質(zhì)量，確保為電氣設(shè)備提供安全、穩(wěn)定的電能支持。

3.較強(qiáng)的互動(dòng)性。利用智能電表和用電客戶取得通信聯(lián)系，根據(jù)用戶需求提供服務(wù)，創(chuàng)設(shè)有利條件確保分布式發(fā)電模式下的用戶能及時(shí)向電網(wǎng)輸送電能，使更多用戶享受額外的服務(wù)，一切服務(wù)都圍繞客戶展開。

4.充分使用電網(wǎng)資產(chǎn)。各項(xiàng)電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)都能得到及時(shí)、有效地監(jiān)測(cè)，并能自動(dòng)進(jìn)行狀態(tài)檢修，確保電氣設(shè)備長(zhǎng)期使用，科學(xué)控制潮流，線損以及經(jīng)濟(jì)投資等。

5.良好的兼容性。大規(guī)模的分布式發(fā)電單元、儲(chǔ)能設(shè)備等都被鏈接到配網(wǎng)系統(tǒng)，能夠達(dá)到同配網(wǎng)的無痕對(duì)接，達(dá)到隨時(shí)接入隨時(shí)使用，確保配網(wǎng)的安全、高效、靈活運(yùn)行。

二、智能配電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究

1.分布式發(fā)電與智能微網(wǎng)技術(shù)

微網(wǎng)技術(shù)是一項(xiàng)綜合型技術(shù)，其中主要涵蓋現(xiàn)代化電子技術(shù)、分布式發(fā)電技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)等。組合了眾多分布式發(fā)電單元與負(fù)荷構(gòu)建一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，從而為用電客戶提供各種能源服務(wù)。通過科學(xué)地控制與管理，微網(wǎng)能夠并行運(yùn)轉(zhuǎn)，或者獨(dú)立于主電網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行，同時(shí)能達(dá)到兩類運(yùn)行模式的緊密過渡與對(duì)接。其中DG為微網(wǎng)的構(gòu)建提供物理基礎(chǔ)，DG的并入能為智能電網(wǎng)帶來多方優(yōu)勢(shì)，體現(xiàn)在：確保電網(wǎng)安全供電、確保電網(wǎng)靈活地發(fā)電、增強(qiáng)其抗災(zāi)能力、便于啟動(dòng)，良好的調(diào)峰功能，為負(fù)荷平衡創(chuàng)造有利條件，成本低，有效負(fù)荷多種場(chǎng)合的用電，控制輸電過程中電量的浪費(fèi)與損耗。與優(yōu)勢(shì)對(duì)應(yīng)的劣勢(shì)問題必然存在，體現(xiàn)在：需要深入調(diào)整電壓、繼電保護(hù)問題，同時(shí)，短路電流以及配網(wǎng)電能質(zhì)量等都可能受到不良干擾。

隨著多種現(xiàn)代化智能技術(shù)，例如：計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等的發(fā)展，為微網(wǎng)的發(fā)展帶來全新的機(jī)遇，智能化微網(wǎng)逐漸形成，它具備普通網(wǎng)絡(luò)的一切功能，同時(shí)，可以集中克服一切技術(shù)難題，能夠支持未來的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)以及環(huán)境等的良性發(fā)展。所謂的智能化微網(wǎng)事實(shí)上屬于一個(gè)智能化的信息系統(tǒng)，內(nèi)部的關(guān)聯(lián)性如圖1所示。

智能化微網(wǎng)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中具有顯著的獨(dú)立性，供應(yīng)高度安全、穩(wěn)定的電能，根據(jù)用戶需求來提供多重服務(wù)，分布式能源得以深入運(yùn)用，創(chuàng)造最大的經(jīng)濟(jì)效益，帶來良好的環(huán)境效益。從某種程度上來說，智能微網(wǎng)同智能電網(wǎng)之間有著嚴(yán)密的關(guān)系，智能微網(wǎng)可以有效運(yùn)用自身優(yōu)勢(shì)來支持配網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展。

2.AMI技術(shù)

自動(dòng)抄表系統(tǒng)發(fā)展到一定程度后就形成了高級(jí)量測(cè)系統(tǒng)AMI，該系統(tǒng)不僅具有AMR的一切功能，同時(shí)，也被深入運(yùn)用，此技術(shù)體現(xiàn)出下面的特點(diǎn)：測(cè)量數(shù)據(jù)雙向通信，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)信息的在線獲取，在AMI網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，測(cè)量點(diǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化注冊(cè)，當(dāng)系統(tǒng)有通信故障時(shí)，AMI可以再次建構(gòu)，回歸常規(guī)功能。AMI系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)包括：智能表計(jì)、回程傳輸單元、通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等。將其同配電管理系統(tǒng)有效配合，能夠全面提升配網(wǎng)的運(yùn)行效率，達(dá)到資源的優(yōu)化配置。依托于AMI系統(tǒng)，能夠同現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通信，科學(xué)地估量配網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，積極優(yōu)化無功電壓，實(shí)現(xiàn)用戶同電網(wǎng)間的互動(dòng)交流。該系統(tǒng)運(yùn)用中則要迎接以下挑戰(zhàn)：AMI不同組件將的信息通信，所選通信方法，元件是否具有兼容性，能否達(dá)到各個(gè)廠商間信息采集、監(jiān)控等的妥善聯(lián)系。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)安全可能面臨挑戰(zhàn)，特別是數(shù)據(jù)信息的秘密性、實(shí)用性等。

3.配網(wǎng)快速仿真與模擬技術(shù)

該技術(shù)的運(yùn)用能夠最大程度上輔助配網(wǎng)自愈，具體體現(xiàn)為：自我適應(yīng)性保護(hù)，自動(dòng)化鎖定配網(wǎng)故障位置，同時(shí)，也具備網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)與無功控制類似的功能。其中仿真技術(shù)則主要負(fù)責(zé)科學(xué)評(píng)估配網(wǎng)狀態(tài)，優(yōu)化配網(wǎng)潮流、預(yù)測(cè)負(fù)荷，所涉及的建模工具有：發(fā)電模型、負(fù)荷模型、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龅取Ｔ摷夹g(shù)的主體結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

依托于實(shí)時(shí)軟件平臺(tái)，以及數(shù)據(jù)分析模型、多種高端預(yù)測(cè)技術(shù)扥，通過參照配網(wǎng)的框架結(jié)構(gòu)、運(yùn)行狀態(tài)等達(dá)到對(duì)配網(wǎng)狀態(tài)的客觀化、精準(zhǔn)化評(píng)估，同時(shí)，能適時(shí)地優(yōu)化配網(wǎng)的運(yùn)行，并科學(xué)預(yù)測(cè)出配網(wǎng)中可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，從而為運(yùn)維人員的運(yùn)維工作提供合理依據(jù)，達(dá)到配網(wǎng)故障的自我恢復(fù)和愈合的目標(biāo)。

4.配網(wǎng)自愈控制

在高端的數(shù)據(jù)原理、控制原理基礎(chǔ)上所創(chuàng)建形成的自動(dòng)判別算法，該算法適合用于配網(wǎng)薄弱區(qū)段、故障區(qū)段、檢修區(qū)等區(qū)位。能夠從多個(gè)維度、多個(gè)角度對(duì)配網(wǎng)的運(yùn)行水平進(jìn)行評(píng)價(jià)，例如：電能質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性、兼容性等。同時(shí)，也能有效執(zhí)行不同區(qū)域的控制方案，提高配網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量，達(dá)到自愈控制的目標(biāo)，創(chuàng)造一個(gè)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的供電服務(wù)環(huán)境。要想達(dá)到配網(wǎng)自愈就要達(dá)到具體標(biāo)準(zhǔn)：

第一，配置了多項(xiàng)智能化開關(guān)以及配電終端。智能開關(guān)安全穩(wěn)定，性能較高，同時(shí)，能夠進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，能靈活適應(yīng)環(huán)境，自行診斷故障。有效適應(yīng)多種通信模式，能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離診斷與維護(hù)，各類配電終端能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離遙測(cè)、控制、通信等。

第二，多電源支持，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)安全、靈動(dòng)。智能化配網(wǎng)要盡量達(dá)到手拉手供電，同時(shí)具有兼容分布式發(fā)電功能，良好的調(diào)度功能，要確保網(wǎng)架穩(wěn)定、安全、靈活，要不斷優(yōu)化拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

第三，安全穩(wěn)定的通信網(wǎng)絡(luò)。必須確保配網(wǎng)安全、穩(wěn)定，這樣才能確保通信網(wǎng)絡(luò)受破壞時(shí)，啟動(dòng)新的通信網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到安全運(yùn)行的目標(biāo)。

智能配網(wǎng)自愈與優(yōu)化控制系統(tǒng)主要體現(xiàn)出下面的運(yùn)行優(yōu)勢(shì)：全面提升配網(wǎng)的自動(dòng)化水平，安全持續(xù)地測(cè)試出配網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，不斷優(yōu)化運(yùn)行達(dá)到自愈，實(shí)際運(yùn)行中體現(xiàn)出巨大的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。

結(jié)語

智能配電網(wǎng)是現(xiàn)代智能技術(shù)發(fā)展的結(jié)果，智能配網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行中需要各種現(xiàn)代化智能技術(shù)的支持。配網(wǎng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)的安全，關(guān)系到經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展，必須加大配網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)力度，提高配網(wǎng)的運(yùn)行水平。

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