陳美慧 賀曉菲 徐溢卓

摘要：科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，推動(dòng)了電網(wǎng)系統(tǒng)的快速進(jìn)步，出現(xiàn)了智能電網(wǎng)。智能電網(wǎng)中，智能配電系統(tǒng)的出現(xiàn)很大程度上提高了配電系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，讓配電企業(yè)能夠更加穩(wěn)定的運(yùn)行。本文主要對(duì)智能配電系統(tǒng)的內(nèi)涵及其關(guān)鍵技術(shù)做出了詳細(xì)分析，希望可以對(duì)智能配電系統(tǒng)的發(fā)展有所幫助。

關(guān)鍵詞：智能配電系統(tǒng)；內(nèi)涵；關(guān)鍵技術(shù)

配電系統(tǒng)DS（Distribution

System）直接向終端用戶傳輸和分配電能，直接關(guān)系到用戶的用電體驗(yàn)和供電服務(wù)質(zhì)量，因此在電力系統(tǒng)中具有舉足輕重的地位。本文對(duì)智能配電網(wǎng)的內(nèi)涵及其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)歸納和總結(jié)，以期對(duì)智能配電系統(tǒng)的發(fā)展提供借鑒。

一、智能配電系統(tǒng)內(nèi)涵

智能配電系統(tǒng)的配電設(shè)施主要包括高低壓配電室以及其中的各種高壓開(kāi)關(guān)、直流配電屏、變壓器、低壓開(kāi)關(guān)以及相關(guān)儀表等設(shè)備。通過(guò)智能配電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和監(jiān)控，對(duì)各種配電設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)管和控制，實(shí)現(xiàn)配電工作的順利完成。

二、智能配電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

（一）智能配電系統(tǒng)的不確定性建模技術(shù)

傳統(tǒng)的優(yōu)化分析方法需要各物理量的準(zhǔn)確的點(diǎn)值信息，而分布式電源發(fā)出的電能、用戶消費(fèi)的負(fù)荷功率時(shí)刻都會(huì)發(fā)生較大的波動(dòng)變化，難以預(yù)知其準(zhǔn)確的數(shù)值。而且，傳統(tǒng)優(yōu)化分析方法得到的優(yōu)化結(jié)果往往依賴(lài)于所給的具體點(diǎn)，受參數(shù)變化的影響較大，優(yōu)化結(jié)果的適應(yīng)性和可信度差，難以適應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和狀態(tài)的變化，一旦條件改變，其優(yōu)化的效果和性能會(huì)大幅降低，有時(shí)甚至適得其反。因此，研究考慮不確定性的智能配電系統(tǒng)建模和分析方法十分必要。

（二）智能配電系統(tǒng)的態(tài)勢(shì)感知技術(shù)

智能配電系統(tǒng)的態(tài)勢(shì)感知既涵蓋了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集，更聚焦于實(shí)時(shí)感知配電系統(tǒng)的各種不確定性因素的變化及影響，如負(fù)荷隨機(jī)需求響應(yīng)、電動(dòng)汽車(chē)無(wú)序接入、分布式電源間歇性出力、外部災(zāi)害因素等。其從態(tài)勢(shì)覺(jué)察、態(tài)勢(shì)理解、態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)、態(tài)勢(shì)呈現(xiàn)4個(gè)層面逐層遞進(jìn)。

智能配電系統(tǒng)的態(tài)勢(shì)感知關(guān)鍵技術(shù)主要包括：

（1）提高可觀測(cè)性的量測(cè)優(yōu)化配置技術(shù)；（2）PMU優(yōu)化配置及數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)；（3）高級(jí)量測(cè)體系構(gòu)建技術(shù)；（4）含分布式電源的配電三相狀態(tài)估計(jì)技術(shù)；（5）計(jì)及不確定性的分布式電源建模及出力預(yù)測(cè)技術(shù)；（6）負(fù)荷分層分級(jí)預(yù)測(cè)技術(shù)；（7）智能配電系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)與云平臺(tái)技術(shù)。

以智能配電系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)與云平臺(tái)技術(shù)為例，智能配電系統(tǒng)采集的多源異構(gòu)的數(shù)據(jù)既包括系統(tǒng)管理和運(yùn)行的數(shù)據(jù)，也包括用戶的用電數(shù)據(jù)，還包括氣象信息數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，以及用戶側(cè)的分布式電源、微電網(wǎng)、電動(dòng)汽車(chē)等數(shù)據(jù)，具有海量、更新速度快等大數(shù)據(jù)的固有特性，因此，有必要提出針對(duì)智能配電系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)體系架構(gòu)和處理方法，開(kāi)發(fā)智能配電系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)和云平臺(tái)應(yīng)用技術(shù)。

（三）智能配電系統(tǒng)快速分析與仿真技術(shù)

智能配電系統(tǒng)快速分析與仿真技術(shù)通過(guò)基于數(shù)據(jù)的快速分析和仿真，拓展了數(shù)據(jù)價(jià)值。其主要內(nèi)容包括：（1）數(shù)據(jù)缺失條件下的潮流分析技術(shù)；（2）快速三相不對(duì)稱(chēng)潮流計(jì)算技術(shù)；（3）含分布式電源的交直流混合配電網(wǎng)潮流計(jì)算技術(shù)。

（四）智能配電系統(tǒng)分布式能源、電動(dòng)汽車(chē)和負(fù)荷接納能力評(píng)估與提高技術(shù)

該項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的主要內(nèi)容包括：

（1）分布式能源、電動(dòng)汽車(chē)和負(fù)荷接納能力的影響因素分析方法；（2）分布式能源、電動(dòng)汽車(chē)和負(fù)荷接納能力評(píng)估技術(shù)；（3）分布式能源、電動(dòng)汽車(chē)和負(fù)荷接納能力提升技術(shù)。

智能配電系統(tǒng)分布式能源、電動(dòng)汽車(chē)和負(fù)荷接納能力受多種影響因素的制約，主要影響因素包括：a.節(jié)點(diǎn)電壓約束；b.支路載流量約束；c.網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；d.分布式能源與負(fù)荷特性；e.短路電流限制；￡電能質(zhì)量；g.可靠性；h.保護(hù)配置；i.并網(wǎng)穩(wěn)定性；i.控制手段；k.能量管理手段。

（五）智能配電系統(tǒng)中的儲(chǔ)能價(jià)值分析與應(yīng)用技術(shù)

通過(guò)智能配電系統(tǒng)中的儲(chǔ)能價(jià)值分析與應(yīng)用技術(shù)發(fā)掘儲(chǔ)能在智能配電系統(tǒng)中的應(yīng)用價(jià)值。儲(chǔ)能在配電系統(tǒng)中具有消減不確定性、削峰填谷、平抑功率波動(dòng)、調(diào)頻、調(diào)壓等功能。通過(guò)儲(chǔ)能的濟(jì)性、保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、提高供電電能質(zhì)量、通過(guò)構(gòu)建微電網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行提高供電可靠性、提供系統(tǒng)備用等。通過(guò)儲(chǔ)能的價(jià)值分析和定價(jià)研究，可以促進(jìn)儲(chǔ)能的發(fā)展，并促進(jìn)其在智能配電系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。

（六）智能配電系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與安全預(yù)警技術(shù)

智能配電系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與安全預(yù)警技術(shù)的主要內(nèi)容包括：（1）配電元件和系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)建模方法；（2）考慮一次設(shè)備影響的配電系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；（3）考慮通信、保護(hù)等二次設(shè)備影響的配電系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；（4）間歇式新能源發(fā)電、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車(chē)等接入下的配電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；（5）配電系統(tǒng)的靜態(tài)安全分析與靜態(tài)安全預(yù)警；（6）配電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)安全分析與動(dòng)態(tài)安全預(yù)警。

（七）智能配電系統(tǒng)優(yōu)化規(guī)劃技術(shù)

智能配電系統(tǒng)的優(yōu)化規(guī)劃技術(shù)包括：（1）網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化規(guī)劃技術(shù)；（2）自愈結(jié)構(gòu)優(yōu)化規(guī)劃技術(shù)；（3）分布式電源優(yōu)化規(guī)劃技術(shù)；（4）電動(dòng)汽車(chē)優(yōu)化規(guī)劃技術(shù)；

（5）儲(chǔ)能的優(yōu)化規(guī)劃技術(shù)；（6）源網(wǎng)儲(chǔ)荷協(xié)同優(yōu)化規(guī)劃技術(shù)。

以微電網(wǎng)中儲(chǔ)能的優(yōu)化規(guī)劃為例，微電網(wǎng)中合理配置功率型和能量型儲(chǔ)能，并從儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行的角度出發(fā)，通過(guò)對(duì)微電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、儲(chǔ)能充放電計(jì)劃的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的運(yùn)行成本最小與儲(chǔ)能效益最大化。

智能配電系統(tǒng)所包含的內(nèi)容廣泛，本文在對(duì)智能配電系統(tǒng)的相關(guān)概念進(jìn)行辨析的基礎(chǔ)上，提出了智能配電系統(tǒng)分析的內(nèi)涵，并從數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)應(yīng)用的角度提出了智能配電系統(tǒng)的幾大關(guān)鍵技術(shù)。本文純粹是從技術(shù)的角度探討智能配電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，并沒(méi)有涉及太多市場(chǎng)、政策等因素的影響。由于只是一家之言，難免掛一漏萬(wàn)，尤其對(duì)概念的理解難免存在爭(zhēng)議，但希望能對(duì)當(dāng)前智能配電系統(tǒng)領(lǐng)域的相關(guān)研究起到拋磚引玉和引發(fā)思考與討論的作用。

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