黎 勝，廖樂之

（1.國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司岳陽供電分公司，湖南 岳陽 414000；2.成都理工大學(xué) 電子信息學(xué)院，四川 成都 610059）

0 引 言

建立在通信高速雙向基礎(chǔ)上的低壓配電網(wǎng)，與傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)相比具有無可比擬的優(yōu)越性。通過應(yīng)用先進(jìn)的傳感和測(cè)量技術(shù)、設(shè)備技術(shù)、控制方法以及決策支持系統(tǒng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)低壓配電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)以及高效運(yùn)行，呈現(xiàn)出高性能、高自動(dòng)化以及客戶體驗(yàn)良好等突出特點(diǎn)。因此，重點(diǎn)介紹智能配電系統(tǒng)和信息化配電系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)，論述在實(shí)現(xiàn)低壓配電網(wǎng)的系統(tǒng)智能化和信息化過程中涉及的關(guān)鍵技術(shù)。

1 智能配電系統(tǒng)構(gòu)架

智能配電系統(tǒng)是指電網(wǎng)企業(yè)在以“客戶需求為中心”的指導(dǎo)思想下，根據(jù)相關(guān)配電系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范進(jìn)行二次開發(fā)的低壓配電系統(tǒng)的電能管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含智能配電終端、智能通信系統(tǒng)以及智能配電主站3個(gè)基本組成部分。相關(guān)工作人員通過智能配電終端對(duì)開關(guān)站、配電室以及配電變壓器等裝置進(jìn)行控制與監(jiān)測(cè)。智能通信系統(tǒng)主要包括智能配電主站與子站之間的通信網(wǎng)絡(luò)，以及主站與子站到配電終端之間的通信網(wǎng)絡(luò)。不同的通信網(wǎng)絡(luò)往往適用于不同的地點(diǎn)。

具有遙控功能的配電終端，更適用于一些對(duì)實(shí)時(shí)性和可靠性要求極高的地區(qū)。智能配電主站對(duì)可靠性、實(shí)用性、可擴(kuò)展性以及安全性等的要求較為嚴(yán)格，相關(guān)工作人員需要根據(jù)實(shí)際情況采取與之相匹配的軟件及硬件系統(tǒng)。該系統(tǒng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)相比，在專業(yè)性、自動(dòng)化程度、使用難易程度以及性能等各個(gè)方面都有所提升[1]。

2 信息化配電概述

信息化配電是指在大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等信息技術(shù)的運(yùn)用下，形成配電設(shè)備狀態(tài)管控平臺(tái)和生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)涵蓋了配電設(shè)備的周期管理及配電運(yùn)檢等內(nèi)容。在信息化配電系統(tǒng)的運(yùn)用過程中，電網(wǎng)企業(yè)可合理運(yùn)用帶電檢測(cè)、在線監(jiān)測(cè)以及移動(dòng)終端等多樣化新型技術(shù)，從而對(duì)配電設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行高自動(dòng)化的采集和實(shí)時(shí)診斷。與傳統(tǒng)低壓配電網(wǎng)系統(tǒng)相比，信息化配電系統(tǒng)的自動(dòng)化和互動(dòng)水平都得到了大幅度提升。物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)以及信息通信等技術(shù)為該系統(tǒng)的實(shí)施和運(yùn)行提供了眾多可行性方案[2]。智能化和信息化技術(shù)應(yīng)用方向如圖1所示。

圖1 智能化和信息化技術(shù)應(yīng)用方向

3 智能化和信息化配電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 自愈控制

實(shí)現(xiàn)低壓配電網(wǎng)系統(tǒng)智能化和信息化的過程中，涉及了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，其中自愈控制是智能配電網(wǎng)的重要特征之一。在自愈控制技術(shù)的妥善運(yùn)用下，電網(wǎng)的供電可靠性和供電質(zhì)量都得到了質(zhì)的提升。此外，該技術(shù)的應(yīng)用很大程度上節(jié)省了電網(wǎng)企業(yè)的運(yùn)行成本，為企業(yè)提質(zhì)增效做出了巨大貢獻(xiàn)。智能配電網(wǎng)自愈控制單向邏輯流程如圖2所示[3]。

圖2 智能配電網(wǎng)自愈控制單向邏輯流程

自愈控制技術(shù)是從傳統(tǒng)電力技術(shù)上衍生發(fā)展而成的，包括以運(yùn)行監(jiān)視和時(shí)序配合為基礎(chǔ)的就地控制技術(shù)和以配電自動(dòng)化主站為基礎(chǔ)的集中控制技術(shù)。運(yùn)行監(jiān)視主要通過運(yùn)用具有遠(yuǎn)傳功能的故障指示器終端及其他各種配電自動(dòng)化終端實(shí)現(xiàn)。在該控制技術(shù)的運(yùn)用下，配電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)可自動(dòng)控制相關(guān)設(shè)備動(dòng)作，形成相應(yīng)的故障隔離區(qū)域，保障非故障區(qū)域供電系統(tǒng)的正常運(yùn)營(yíng)。集中控制方式主要包括全自動(dòng)控制和半自動(dòng)控制兩種。集中控制方式由配電終端、通信通道、配電子站以及配電主站等配合實(shí)現(xiàn)，可快速切除相關(guān)故障，恢復(fù)電網(wǎng)供電[4]。

3.2 微網(wǎng)技術(shù)

微網(wǎng)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)低壓配電網(wǎng)系統(tǒng)智能化和信息化的關(guān)鍵技術(shù)之一。微網(wǎng)技術(shù)是由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、負(fù)荷、監(jiān)控以及保護(hù)裝置等組成的小型發(fā)配電系統(tǒng)。作為一種較為完整的電力系統(tǒng)，具備自我控制、自我保護(hù)以及自我管理等多種功能。在多種功能的共同作用下，微網(wǎng)技術(shù)可較好地控制電力系統(tǒng)的功率分布，使其達(dá)到一個(gè)較為平衡的狀態(tài)。此外，該技術(shù)還可優(yōu)化電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行，對(duì)各種故障進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)及保護(hù)，在提升電能質(zhì)量方面也發(fā)揮著重要作用[5]。與自愈控制技術(shù)的就地控制方式不同，微網(wǎng)技術(shù)只需利用微網(wǎng)的控制器便可集中控制整個(gè)電網(wǎng)，從而分析電網(wǎng)的電能管理系統(tǒng)及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等方面。

微網(wǎng)技術(shù)的構(gòu)造原理是就近從用戶側(cè)配置分布電源和儲(chǔ)能裝置等，從而實(shí)現(xiàn)多方互補(bǔ)，智能調(diào)控供用電系統(tǒng)。微網(wǎng)技術(shù)自身結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，系統(tǒng)中包含數(shù)量較多且特性分明的多樣化分布式電源，具有規(guī)模大、非線性以及多約束等特點(diǎn)。該技術(shù)的運(yùn)行機(jī)制較為復(fù)雜，存在各種各樣的不確定因素。相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)在規(guī)劃設(shè)計(jì)、運(yùn)行控制、微網(wǎng)保護(hù)以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等各方面予以足夠重視[6]。在微網(wǎng)技術(shù)的規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，全面且細(xì)致地優(yōu)化其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和電源配置，能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)最小化投資，從而獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 仿真技術(shù)

在實(shí)現(xiàn)低壓配電網(wǎng)系統(tǒng)智能化和信息化的過程中，仿真技術(shù)具有重要地位。電力系統(tǒng)的仿真技術(shù)主要包含電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模擬仿真技術(shù)、電力系統(tǒng)數(shù)?；旌鲜椒抡婕夹g(shù)以及電力系統(tǒng)全數(shù)字仿真技術(shù)3大類。不同類型的仿真技術(shù)具有其自身特有的優(yōu)勢(shì)。電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模擬仿真技術(shù)，主要是通過建立物理模型系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的模擬試驗(yàn)，從而真實(shí)反映被研究系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過程，特點(diǎn)是可直接明了地觀測(cè)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的各種現(xiàn)象[7]。電力系統(tǒng)數(shù)?；旌鲜椒抡婕夹g(shù)，主要是嚴(yán)格控制仿真的時(shí)間刻度，在確保仿真時(shí)間刻度和真實(shí)物理時(shí)間刻度同步的基礎(chǔ)上，將兩者進(jìn)行對(duì)接。此種形式下，相關(guān)工作人員可將軟件仿真嵌入到真實(shí)的物理世界中。電力系統(tǒng)數(shù)?；旌鲜椒抡婕夹g(shù)的優(yōu)勢(shì)在于提升了系統(tǒng)電器元件模擬的真實(shí)性，可以準(zhǔn)確反映整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過程。近年來，全數(shù)字仿真技術(shù)不再局限于原有系統(tǒng)的規(guī)模和結(jié)構(gòu)，在經(jīng)濟(jì)性和便利性等方面取得了一定突破。

4 低壓配電網(wǎng)的系統(tǒng)智能化與信息化技術(shù)的具體應(yīng)用

4.1 加強(qiáng)基礎(chǔ)支撐，推進(jìn)智慧物聯(lián)管理

在低壓配電臺(tái)區(qū)實(shí)現(xiàn)對(duì)以需求為驅(qū)動(dòng)和以價(jià)值為導(dǎo)向設(shè)備的智能化改造。按照電網(wǎng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，建設(shè)基于融合終端的低壓智能臺(tái)區(qū)提升遙控率，實(shí)現(xiàn)低壓配電網(wǎng)狀態(tài)感知、信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活以及運(yùn)維主動(dòng)精準(zhǔn)等功能。通過集中的區(qū)域性物聯(lián)管理平臺(tái)，開展設(shè)備的統(tǒng)一在線管理和遠(yuǎn)程運(yùn)維，實(shí)現(xiàn)設(shè)備標(biāo)識(shí)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的共享，向企業(yè)中臺(tái)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)等開放接口提供標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)，初步形成跨專業(yè)、內(nèi)外部共建共享、開放合作以及安全可控的智慧物聯(lián)生態(tài)體系[8]。

4.2 構(gòu)筑防護(hù)體系，保障信息網(wǎng)絡(luò)安全

低壓配電網(wǎng)系統(tǒng)智能化與信息化技術(shù)的應(yīng)用，能通過建設(shè)終端準(zhǔn)入、加密及其他防護(hù)系統(tǒng)構(gòu)筑防護(hù)體系，還能實(shí)現(xiàn)邊界攔截、監(jiān)聽、智能分析以及主動(dòng)防御，在互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)信息外網(wǎng)（互聯(lián)網(wǎng)大區(qū)）、企業(yè)信息內(nèi)網(wǎng)（管理大區(qū)）以及企業(yè)生產(chǎn)控制大區(qū)間保障數(shù)據(jù)流和業(yè)務(wù)流等信息流的安全。

4.3 優(yōu)化內(nèi)部運(yùn)營(yíng)，促進(jìn)企業(yè)提質(zhì)增效

低壓配電網(wǎng)系統(tǒng)智能化與信息化技術(shù)應(yīng)用，能支持精準(zhǔn)定位和主動(dòng)上報(bào)，實(shí)現(xiàn)智慧復(fù)電，提升區(qū)域電網(wǎng)用電的可靠性。相關(guān)工作人員通過融合用電信息采集系統(tǒng)和營(yíng)銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)構(gòu)建反竊電智能分析模型，不斷提升營(yíng)配業(yè)務(wù)協(xié)同的應(yīng)用水平，實(shí)現(xiàn)企業(yè)業(yè)務(wù)流程的信息交互功能，提升企業(yè)的運(yùn)營(yíng)效率和資產(chǎn)全業(yè)務(wù)鏈的管控能力。

5 結(jié) 論

綜上所述，智能化低壓配電系統(tǒng)與信息化配電系統(tǒng)，在實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)、數(shù)字通信、遠(yuǎn)程操作以及程序控制等多方面都具有優(yōu)越性，使得低壓配電系統(tǒng)的使用更加科學(xué)化和合理化，很大程度上滿足了當(dāng)前各電網(wǎng)企業(yè)發(fā)展的相關(guān)需求。但是，在智能化和信息化低壓電器元件的發(fā)展過程中依然面臨著許多問題，相關(guān)企業(yè)應(yīng)當(dāng)引起重視，進(jìn)一步提高其使用可靠性。