游政+陳雨晴

摘 要：近年來，電力技術(shù)以日新月異的速度飛速發(fā)展，給人們?nèi)粘９ぷ骷吧钪械亩鄠€領(lǐng)域帶來了極大的改變，人們對于智能電網(wǎng)的概念已經(jīng)從陌生轉(zhuǎn)變?yōu)槭煜?。作為智能電網(wǎng)的重要組成部分——智能配電網(wǎng)技術(shù)也取得了長足的進步，逐步走向高度自動化、智能化。鑒于此本文從智能配電網(wǎng)技術(shù)及其相關(guān)支撐技術(shù)入手，并結(jié)合實際應(yīng)用，進行了詳細研究，希望能為我國電氣工程領(lǐng)域的長期可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：智能配電網(wǎng)；自動化技術(shù)；應(yīng)用

近年來，智能電網(wǎng)這一新概念逐漸受到國內(nèi)外電力部門的青昧。智能電網(wǎng)主要是運用先進的網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)以及新的智能化技術(shù)手段，將電力企業(yè)的各種設(shè)備、控制系統(tǒng)、生產(chǎn)任務(wù)及工作人員有機地聯(lián)系在一起，在一種“公共信息模型”的基礎(chǔ)上自動收集和存儲數(shù)據(jù)，對供電系統(tǒng)的運行及電力企業(yè)的經(jīng)營管理進行全面、深入的分析，客觀正確地優(yōu)化其資產(chǎn)管理和供電服務(wù)。而智能配電網(wǎng)技術(shù)便是上述功能的關(guān)鍵支撐技術(shù)，我國電氣工程領(lǐng)域要想獲得長期可持續(xù)發(fā)展，必須加大對智能配電網(wǎng)技術(shù)的研究，深入了解該領(lǐng)域的過程中，促使電氣工程能夠為我國人民提供更加便捷的服務(wù)。在這種情況下，積極加強智能配電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用研究具有重要意義。

1 智能配電網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢

智能配電網(wǎng)（Smart Distribution Grid，SDG）是智能電網(wǎng)的重要組成部分。智能電網(wǎng)，顧名思義，就是電網(wǎng)系統(tǒng)的智能化，它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過先進的傳感和測量技術(shù)、相應(yīng)的先進設(shè)備、控制方法以及決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟、高效運行，并保證起使用的安全性。其主要特征包括自愈、激勵和抵御攻擊、提供滿足21世紀(jì)用戶需求的電能質(zhì)量、容許各種不同發(fā)電形式的接入、啟動電力市場以及資產(chǎn)的優(yōu)化高效運行，能在很大程度上調(diào)整和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，。

智能配網(wǎng)技術(shù)是現(xiàn)代電子技術(shù)、通訊技術(shù)、計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的綜合應(yīng)用，依托其靈活高效的配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其有著充分安全性、可靠性的通信網(wǎng)絡(luò)，將配電網(wǎng)在線數(shù)據(jù)和離線數(shù)據(jù)、配電網(wǎng)數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和地理圖形進行信息集成，實現(xiàn)配電系統(tǒng)正常運行及事故情況下的監(jiān)測、保護、控制、用電和配電管理的智能化，充分滿足未來智能配電系統(tǒng)集成、互動、自愈、優(yōu)化的要求。

2 配電運行自動化技術(shù)

（一）配電運行自動化的主要功能及內(nèi)容

配電運行自動化主要包括配電運行監(jiān)視與控制、故障的自動隔離與智能電網(wǎng)自愈等內(nèi)容，是本地自動化、 現(xiàn)場設(shè)備遠程監(jiān)控及其相應(yīng)分析軟件的有效結(jié)合。從具體實現(xiàn)功能來看，除了故障定位、故障隔離和供電、多重網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)等傳統(tǒng)功能之外，還發(fā)展出了新型的功能，如分布式電源配電網(wǎng)的監(jiān)視與控制、故障的應(yīng)急處理、安全預(yù)警、運行優(yōu)化和自愈控制等功能。

配電網(wǎng)的主要內(nèi)容包括：

（1）配電數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。它覆蓋配電網(wǎng)的所有節(jié)點，是光纖、無線與載波通信技術(shù)的綜合運用，支持各個配電終端與系統(tǒng)的實時聯(lián)網(wǎng)。

（2）具有自愈功能的配電網(wǎng)絡(luò)?；诟鱾€節(jié)點所配備的新型開關(guān)、測量設(shè)備以及各類監(jiān)控通信設(shè)備，可以實現(xiàn)自動故障定位、隔離，恢復(fù)供電，有效減少停電面積和停電時間。

（3）智能主站系統(tǒng)?？蓪崿F(xiàn)智能化、可視化，強調(diào)系統(tǒng)接口、數(shù)據(jù)模型與相關(guān)通信服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)性和開放性。

（4）分布式電源并網(wǎng)。關(guān)鍵在于分布式電源的隨時可用性和微電網(wǎng)運行控制。其中微電網(wǎng)的運行控制的要求是，在主網(wǎng)正常工作時，保證微電網(wǎng)與主網(wǎng)的協(xié)調(diào)運行；當(dāng)主網(wǎng)出現(xiàn)故障時，微電網(wǎng)能獨立運行，在主網(wǎng)恢復(fù)后，能再次進入?yún)f(xié)調(diào)運行狀態(tài)。

（二）配電運行的監(jiān)視與控制

高級配電運行監(jiān)視與控制功能主要作用如下：

（1）為了解決智能配電網(wǎng)的雙向潮流監(jiān)控問題。所謂潮流就是電功率的輸送方向。對電網(wǎng)終端負載線路來說，潮流的方向都是從電源側(cè)指向負載側(cè)的。由于智能配電網(wǎng)具有大量分布式電源并且并網(wǎng)運行及各類微電網(wǎng)操作，雙向潮流問題明顯。

（2）提高設(shè)備之間的相互操作能力?；谥悄芑呐潆娫O(shè)備，不僅具有了自我診斷的功能，還能實現(xiàn)設(shè)備間的數(shù)據(jù)交換和互操作，大大提高了工作效率。

（3）提高電能質(zhì)量和電網(wǎng)運行成本最小化。通過引入人工智能的高級配電運行監(jiān)視與控制系統(tǒng)，能實現(xiàn)對電網(wǎng)運行狀態(tài)的實時監(jiān)控，從而對其運行狀態(tài)進行優(yōu)化，對可能出現(xiàn)的電網(wǎng)故障進行規(guī)避，既提高配電網(wǎng)的經(jīng)濟運行水平，也能滿足用戶對電能質(zhì)量日益提高的要求。

（三）配電網(wǎng)的風(fēng)險評估及自愈

簡而言之，配電網(wǎng)的風(fēng)險評估是配電網(wǎng)自愈功能的基礎(chǔ)。其主要內(nèi)容包括通過對電網(wǎng)數(shù)據(jù)實時監(jiān)測而做出的風(fēng)險預(yù)測，綜合考慮各類自然災(zāi)害、自然環(huán)境變化的配電網(wǎng)自動預(yù)警和預(yù)防控制技術(shù)及各類不確定性分析方法和安全水平評估方法。

配電網(wǎng)運行的風(fēng)險根源多樣化，常見的有：各類設(shè)備的隨機故障、外部自然影響、人為操作失誤、負載的不確定性，而這幾類因素因其的難預(yù)測性，常常導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生各類電力事故。而智能配電網(wǎng)風(fēng)險評估技術(shù)，通過建立表征系統(tǒng)的風(fēng)險指標(biāo)，判斷各類系統(tǒng)元件失效（故障）的發(fā)生概率以及相應(yīng)的事故后果嚴(yán)重性，從而確定系統(tǒng)可接受的風(fēng)險水平和風(fēng)險控制措施。

風(fēng)險評估的主要參數(shù)指標(biāo)是配電網(wǎng)運行中的充裕性，這一參數(shù)可以用來表征配電網(wǎng)的設(shè)施能否充分滿足系統(tǒng)運行的條件及用戶的用電需求。傳統(tǒng)意義上的充裕性分析基于各類確定性分析原則，所分析的對象常為單個原件故障或是關(guān)鍵設(shè)備停運，但分析結(jié)果趨于保守，無法滿足實際系統(tǒng)的要求。在當(dāng)今配電網(wǎng)風(fēng)險評估中，引入了概率模型，充分考慮電網(wǎng)負荷和各類運行工況下的不確定性因素，全面反映配電網(wǎng)在不同運行方式下的風(fēng)險程度。

配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)是以狀態(tài)檢測為前提，自動診斷電網(wǎng)當(dāng)前的運行狀況，運用智能化的控制策略進行決策診斷，實現(xiàn)對繼電保護裝置、智能開關(guān)、安全自動裝置和自動調(diào)節(jié)裝置的自動、有序控制，在預(yù)設(shè)好的時間內(nèi)促使電網(wǎng)轉(zhuǎn)向較好的運行狀態(tài)，使配電網(wǎng)具有自愈能力。通常包含兩個方面的含義：一方面是指當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時候，自動隔離故障區(qū)域，自動恢復(fù)正常區(qū)域供電；另一方面指的是，在系統(tǒng)出現(xiàn)不安全狀態(tài)或?qū)⒁霈F(xiàn)不安全狀態(tài)時，通過自動調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)恢復(fù)到正常運行狀態(tài)，保證電網(wǎng)的安全運行及用戶的用電質(zhì)量，不影響用戶的正常用電或?qū)⑼ｋ娪绊懡抵磷畹汀?/p>

配電網(wǎng)自愈的關(guān)鍵技術(shù)在于：

（1）信息化技術(shù)。主要包括：數(shù)據(jù)測量采集技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信與信息傳輸技術(shù)、計算機硬軟件技術(shù)（包括平臺技術(shù)）、智能性深度計算和挖掘技術(shù)以及接口與標(biāo)準(zhǔn)化手段等。

（2）動態(tài)測量技術(shù)。感知已經(jīng)發(fā)生的配電網(wǎng)動態(tài)過程；幫助穩(wěn)態(tài)的狀態(tài)估計提高計算精度；保護和控制行為后驗評價的測量；電網(wǎng)故障的動態(tài)過程反演、回放與分析的數(shù)據(jù)來源；電力系統(tǒng)元件模型及參數(shù)后驗評價與校核的測量；實際電力系統(tǒng)研究動態(tài)數(shù)據(jù)的測量。

3 結(jié)論

配電網(wǎng)處于電力系統(tǒng)的末端，是整個電力系統(tǒng)與用戶聯(lián)系、向用戶供應(yīng)電能和分配電能的重要環(huán)節(jié)。隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展，配電設(shè)備數(shù)量越來越大、分布面越來越廣、不確定性因素日益增多，因此，應(yīng)引入先進的配電網(wǎng)技術(shù)，彌補配電網(wǎng)運行的薄弱環(huán)節(jié)，提高整個電力系統(tǒng)的安全水平。

參考文獻

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[2]劉振亞. 智能電網(wǎng)知識讀本[J]. 中國電力出版社，2010.4

[3]盧育文. 淺論電氣工程及其自動化技術(shù)的設(shè)計與應(yīng)用[J]. 科技視界，2016，02：79+85.

作者簡介

游政（1994-），男，福建省龍巖市，本科在讀。

陳雨晴（1994-），女，福建省龍巖市，本科在讀。