嘉興恒創(chuàng)電力設(shè)計研究院有限公司明繪分公司 金亮亮 浙江京禾電力工程技術(shù)有限公司 胡寶祥

國網(wǎng)浙江省電力有限公司嘉興供電公司 張蕾瓊

1 引言

在國家科技水平日益提升的時代背景下，配電網(wǎng)設(shè)計中融合新理念和新技術(shù)的應用，也成了供電企業(yè)在經(jīng)營發(fā)展中的一項重要目標，其更是推動我國電力工程現(xiàn)代化技術(shù)發(fā)展的重要契機和路徑。智能配電網(wǎng)可以說是新時代下供電企業(yè)的核心追求，其在電力系統(tǒng)中發(fā)揮重要的作用與優(yōu)勢，其能夠較大提高供配電速率，實現(xiàn)對供電設(shè)備運行情況的實時監(jiān)測，為后續(xù)故障診斷和用戶供用電稽查等工作的開展提供決策依據(jù)?；诖?，有必要深入研究和探索智能配電網(wǎng)設(shè)計的實現(xiàn)路徑，規(guī)劃好設(shè)計思路，故而下文針對這方面內(nèi)容展開了探討，希望能夠提出一些有價值的建議，繼而加快電力工程的進步與發(fā)展。

2 智能配電網(wǎng)的特點與優(yōu)勢

2.1 交互性強，保證電能供應質(zhì)量

從電能調(diào)度的角度來分析，如今智能配電網(wǎng)較好地實現(xiàn)了與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深度融合，因而能夠讓用戶全面參與到配電網(wǎng)的運行使用當中，大大提高了配電網(wǎng)運行中的互動性。以此為前提，基于用戶的實際用電需求，智能配電網(wǎng)可結(jié)合設(shè)備的實際運行情況，對電能進行統(tǒng)一化的調(diào)度和管理。并且在此期間，智能配電網(wǎng)通過監(jiān)測用電設(shè)備的實際運行情況，能夠得出回收用戶賦予電能的重要參考依據(jù)，為后續(xù)電力營銷服務的改進打下一個良好的基礎(chǔ)。所以總的來講，如今智能配電網(wǎng)在我國電力系統(tǒng)中的應用，體現(xiàn)出了智能化水平高、互動性強的特點與優(yōu)勢，對于進一步確保電能供應質(zhì)量有非常顯著的作用[1]。

2.2 安全可靠，可抵御災害侵襲

在電力工程長期發(fā)展過程中，可靠性設(shè)計一直都是我國在推進電力系統(tǒng)建設(shè)方面所追求的一個重要目標，而智能配電網(wǎng)的實用性和使用優(yōu)勢往往也是由其安全性所決定的。根據(jù)現(xiàn)階段智能配電網(wǎng)的使用情況來看，其功能的實現(xiàn)在一定程度上取決于是智能表計、智能運行和智能決策這三個部分，同時也正是因為這三部分操作的支持，電力系統(tǒng)運維管理的安全性和可靠性才有了極大地提升。隨著5G技術(shù)的快速發(fā)展，智能配電網(wǎng)也迎來了又一次的優(yōu)化和升級，如電力無線專網(wǎng)便是目前我國在提高配電網(wǎng)可靠性方面所采取的一項重要措施，其優(yōu)勢在于能較大提高配電網(wǎng)的自然災害防御能力，確保配電網(wǎng)和電力設(shè)備在運行過程中不出現(xiàn)任何異常情況，以免發(fā)生電力供應中斷的問題。并且，從配電速度的角度來看，這種建設(shè)方式同樣具有突出的優(yōu)勢，能夠有效規(guī)避其他線路對自身運行產(chǎn)生的干擾，可見智能配電網(wǎng)必然會成為我國電力工程未來發(fā)展的重要方向之一。

2.3 經(jīng)濟性高，配電速度較快

配電網(wǎng)建設(shè)無疑是一項規(guī)模大的工程，建設(shè)期間所消耗的人力、物力和財力都是較大的，尤其是在傳統(tǒng)配電網(wǎng)運行維護方面。由于配電網(wǎng)的使用頻率較高，工作強度較大，再加上配電網(wǎng)及電力設(shè)備本身就容易受到外界因素的不良影響，這種情況下其產(chǎn)生故障的概率將會大大提升，從而加速配電網(wǎng)的老化和破損，致使配電網(wǎng)使用壽命將大幅縮減。而就智能配電網(wǎng)來說，其能夠充分利用電網(wǎng)內(nèi)的一切資源，并且在投入使用后能夠催生出一系列的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品和服務，如此便發(fā)揮出了其在節(jié)約配電網(wǎng)運行成本方面的優(yōu)勢，相應的配電質(zhì)量也能獲得一定的提升?；谥悄芘潆娋W(wǎng)運行模式，其間工作人員可借助計算機和相應的智能操作平臺，對配電網(wǎng)進行統(tǒng)一化的管理和實時監(jiān)測，判斷設(shè)備運行過程中有無異常情況出現(xiàn)，進一步優(yōu)化配電網(wǎng)調(diào)度方案，提高配電速度和配電科學性[2]。

3 智能配電網(wǎng)設(shè)計中采用的幾項關(guān)鍵技術(shù)

智能配電網(wǎng)無疑是現(xiàn)今我國電力系統(tǒng)發(fā)展的主流趨勢，根據(jù)實際調(diào)查了解到，在智能配電網(wǎng)設(shè)計中通常會應用到以下幾項關(guān)鍵技術(shù)：一是數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測技術(shù)。數(shù)據(jù)采集監(jiān)測技術(shù)主要是以無線載波、光纖等為基礎(chǔ)，實現(xiàn)智能電網(wǎng)中所有節(jié)點的全面覆蓋。該模式下配電網(wǎng)通信處理能力大大提高，能夠更好應對實際運行期間出現(xiàn)的一系列異常問題，讓電力流、信息流和業(yè)務流等各模塊保持協(xié)調(diào)統(tǒng)一，如此便進一步維護了供電企業(yè)的經(jīng)濟效益。

二是保護控制技術(shù)。保護控制技術(shù)主要由廣域保護、模擬仿真和網(wǎng)絡重構(gòu)等幾個部分組成，其能夠大大提高供配電設(shè)備和整個電力系統(tǒng)的緊急防護能力，將由突發(fā)情況所造成的不便與損失控制在最小范圍內(nèi)，確保配電網(wǎng)和電力系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。

三是客戶信息系統(tǒng)?？蛻粜畔⑾到y(tǒng)不難理解，其指的是客戶信息管理系統(tǒng)。系統(tǒng)涵蓋了大量的用戶用電信息，根據(jù)這些信息，供電企業(yè)便可針對后續(xù)供電計劃和電力調(diào)度方案做出及時的改進和優(yōu)化，爭取為區(qū)域內(nèi)的電用戶提供更優(yōu)質(zhì)的供電服務，同時也減少能源浪費的問題。

四是高級配電自動化技術(shù)。高級配電自動化的核心在于自動化技術(shù)的應用，也就是目前所說的用戶自動化、運行自動化和管理自動化。其功能的實現(xiàn)主要依賴于饋線自動化和數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測等技術(shù)模塊，通過這些模塊的共同作用為供配電設(shè)備提供一個安全穩(wěn)定的運行環(huán)境。

五是故障電流限制技術(shù)。配電網(wǎng)運行使用期間不可避免地會出現(xiàn)或大或小的問題，繼而引發(fā)故障，而其中很多嚴重故障都是由電流問題所導致的。這種情況下，便可采用故障電流限制技術(shù)來限制配電網(wǎng)運行過程中的短路電流。該技術(shù)是以高溫超導技術(shù)和電力電子技術(shù)為基礎(chǔ)，實施對短路電流的限制，如此便能夠在一定程度上降低配電網(wǎng)故障發(fā)生率，滿足用戶對供電質(zhì)量和供電可靠性的要求[3]。

4 電力系統(tǒng)中智能配電網(wǎng)設(shè)計要求

對智能配電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計通常需要遵循以下兩點要求。一是智能配電網(wǎng)的運行使用要確保數(shù)據(jù)的精確可靠，在實際設(shè)計期間要格外對配電網(wǎng)測量控制終端的優(yōu)化與改進，其終端對于供配電設(shè)備，以及通信網(wǎng)絡的運行效果有著較大的影響，而智能終端是智能配電網(wǎng)充分實現(xiàn)使用優(yōu)勢的重要支持，在智能配電網(wǎng)中是一項非常關(guān)鍵的設(shè)備。因此，從這一點上來看，智能配電網(wǎng)的設(shè)計要在有效提高控制測量效率的同時，進一步確保測量數(shù)據(jù)的精準性。

二是智能配電網(wǎng)設(shè)計還要實現(xiàn)用戶自動化、運行自動化和管理自動化這三項目標，以加快我國電力工程不斷朝著現(xiàn)代化的方向發(fā)展。其中，用戶自動化簡單來理解就是，通過計算機實時監(jiān)測用戶的用電信息，為供用電稽查工作提供真實可靠的數(shù)據(jù)支持，完成自動化抄表工作。對于供電企業(yè)而言，電用戶每月所繳納的電費是企業(yè)獲取經(jīng)濟效益的主要來源之一，而人們所說的抄表工作便是獲取電費繳納依據(jù)的一個必不可少過程，可見其重要性。

在傳統(tǒng)抄表工作中，不僅對人工成本的需求量較大，并且大部分抄表環(huán)節(jié)也都是需要人為進行的，故而工作效率并不理想，甚至經(jīng)常出現(xiàn)抄表誤差的問題。而在智能配電網(wǎng)模式下，應用自動化抄表的工作方式，便能有效避免以上情況的出現(xiàn)；運行自動化指的是在配電網(wǎng)整個運行期間，由于其較好地實現(xiàn)了與計算機技術(shù)的融合，所以一旦設(shè)備出現(xiàn)任何異常情況或者存在數(shù)據(jù)錯誤的問題時，系統(tǒng)便能自行跟進并對錯誤問題做出更正處理，確保問題能得到盡快解決，避免對電力系統(tǒng)的正常運行產(chǎn)生任何不良影響；管理自動化主要通過計算機對配電網(wǎng)設(shè)備的實時運行狀態(tài)進行監(jiān)督和管理，有效彌補了以往的管理漏洞，電力系統(tǒng)配電網(wǎng)運維管理水平也因此而大大提升[4-5]。

5 智能配電網(wǎng)設(shè)計在電力系統(tǒng)中的應用研究

5.1 智能配電網(wǎng)調(diào)度優(yōu)化設(shè)計

新經(jīng)濟形勢下，“互聯(lián)網(wǎng)+”的發(fā)展模式在我國各行業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的推廣和使用，可見與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合，也必將成為我國智能配電網(wǎng)未來重要的發(fā)展方向和發(fā)展目標。現(xiàn)階段，物聯(lián)網(wǎng)在智能配電網(wǎng)調(diào)度設(shè)計優(yōu)化方面得到了較好的使用，該模式下配電網(wǎng)建立了龐大的互聯(lián)網(wǎng)絡，進一步拓寬了城鄉(xiāng)用戶的覆蓋范圍，電能調(diào)度效率也因此而獲得了極大地提升。從根本上來講，以智能配電網(wǎng)融合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來實現(xiàn)電能調(diào)度設(shè)計的優(yōu)化，主要是以無線傳感技術(shù)和射頻技術(shù)為基礎(chǔ)，在短時間內(nèi)獲知電用戶的實際用電需求，監(jiān)測供配電設(shè)備的實際運行情況，然后再將這些監(jiān)測到的真實數(shù)據(jù)提交至智能決策層面，最后采用大數(shù)據(jù)分析方法對用戶用電信息展開深度分析，判斷用戶用電習慣，繼而得出更科學且具有經(jīng)濟性和針對性的調(diào)度方案。之所以要推動配電網(wǎng)調(diào)度的智能化，其關(guān)鍵目的在于全面優(yōu)化電力營銷服務，爭取最大限度減少電能以及各項資源的浪費，由此為供電企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟效益和社會效益。

5.2 配電網(wǎng)智能監(jiān)測終端設(shè)計

在進行配電網(wǎng)智能監(jiān)測終端設(shè)計時，首先要根據(jù)智能終端在電力系統(tǒng)中的功能價值來確定明確的設(shè)計目標，這樣才能得到更真實準確的模擬量和狀態(tài)量。同時，該模式下可較大提高設(shè)備故障檢測的響應時間，有助于相關(guān)監(jiān)測部門在第一時間了解到電力系統(tǒng)運行過程中突發(fā)的故障問題，及時向監(jiān)測中心進行預警，避免引發(fā)嚴重的電力安全事故。

再者，根據(jù)智能監(jiān)測設(shè)備的使用來看，其自身的自動恢復能力較強，因而能夠較好的滿足當下智能配電網(wǎng)建設(shè)中的電磁兼容性要求，有助于提升配電網(wǎng)運行可靠性。對智能配電網(wǎng)數(shù)據(jù)監(jiān)測終端的功能設(shè)計，通常要考慮到以下幾點內(nèi)容：一是智能終端要支持對數(shù)據(jù)的智能化監(jiān)測以及監(jiān)測供配電設(shè)備的功率、電流和頻率、溫度等相關(guān)數(shù)據(jù)，當獲取這些詳細的數(shù)據(jù)之后，要及時將根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)經(jīng)過計算得出最值和平均值，再將最終的數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)測總站。

二是智能終端要具備數(shù)據(jù)儲存和數(shù)據(jù)報表的功能。在這些數(shù)據(jù)的作用下，工作人員可在短時間內(nèi)編制出詳細完整的日報表和月報表，并安全存儲至計算機系統(tǒng)當中，這樣便為后續(xù)數(shù)據(jù)的分析和事件溯源創(chuàng)造了便利條件，同時工作量也有了明顯減少。根據(jù)大量實踐證明，日報表最長存儲時間可達到40天，月報表最長存儲時間在12個月左右，能較好地滿足供電企業(yè)的工作需求。

三是智能監(jiān)測終端要能夠?qū)崿F(xiàn)對開關(guān)狀態(tài)的實時監(jiān)測與控制，以便加強對三路開關(guān)安全性的管控，確保能第一時間發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)異常問題，為故障診斷和故障處理提供真實可靠的依據(jù)。

5.3 智能配電通信網(wǎng)絡系統(tǒng)設(shè)計

智能配電通信網(wǎng)絡系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)了配電網(wǎng)與現(xiàn)代智能和通信技術(shù)的融合，其經(jīng)濟性和先進性都有了較大的提升，進一步迎合了當前我國5G技術(shù)快速發(fā)展的趨勢。根據(jù)對現(xiàn)階段我國智能配電通信網(wǎng)絡系統(tǒng)設(shè)計的了解，其具有以下優(yōu)勢：首先，實現(xiàn)了對各種不同類型業(yè)務的有效接入；其次，進一步優(yōu)化了電力營銷服務模式，能夠為用戶提供更簡捷便利的信息交互通信條件。

智能配電通信系統(tǒng)的設(shè)計要點主要包括以下幾點內(nèi)容：一是要合理劃分通信網(wǎng)絡的物理路線，其間要注意對信息點的科學監(jiān)測；二是要注意各片區(qū)內(nèi)的總線型分工，結(jié)構(gòu)設(shè)計期間要注意將各結(jié)構(gòu)限定在八級以內(nèi)；三是要嚴格按照就近原則來規(guī)劃交接箱的位置；四是要建立強大牢固的環(huán)網(wǎng)線路，目的在于增強整個通信網(wǎng)的安全性。在這方面，為了最大限度展現(xiàn)出安全防護效果，應該采取以下措施：第一，要實施終端認證，也就是說設(shè)計人員要采用相應的安全識別技術(shù)，用以提高接入終端的安全性；第二，要進行適當?shù)臉I(yè)務隔離，以防各終端間產(chǎn)生一些不良的業(yè)務干擾，加強通信加密力度。第三，要做好深度檢測，要多角度全方位地檢查系統(tǒng)漏洞，確保所有終端業(yè)務合法合規(guī)，為我國智能配電網(wǎng)的蓬勃健康發(fā)展構(gòu)建堅實基礎(chǔ)。

6 結(jié)語

綜上所述，由于配電網(wǎng)在電力系統(tǒng)供配電方面發(fā)揮著極其重要的作用，而想要確保電能供應質(zhì)量，提高電能輸送效率和安全性，需要重新調(diào)整設(shè)計思路，積極推進智能配電網(wǎng)設(shè)計在電力系統(tǒng)中的應用與發(fā)展。根據(jù)上文介紹不難得知，智能配電網(wǎng)在增強系統(tǒng)運行可靠性和實現(xiàn)用戶自動化、運行自動化和管理自動化方面有著非常顯著的優(yōu)勢，因此廣大從業(yè)者應該積極投入到相關(guān)方面問題的研究當中，深入探索智能配電網(wǎng)的設(shè)計方法，以滿足我國現(xiàn)階段電力工程現(xiàn)代化發(fā)展的真實需求。在未來時間里，要進一步加強物聯(lián)網(wǎng)、5G通信技術(shù)等先進科學技術(shù)與智能配電網(wǎng)設(shè)計的融合，爭取全面優(yōu)化我國電力生產(chǎn)營銷和電力系統(tǒng)運維管理模式，為國家電力事業(yè)的蓬勃向上發(fā)展打下一個良好基礎(chǔ)。