配电网智能化相关问题分析

【摘 要】智能电网代表着未来国家电网发展方向，而智能配电网作为电网供应链的终端环节，分布情况复杂，直接面向广大电力终端用户供电，是我国智能电网建设进程中的重要组成部分。本文结合笔者多年实际工程经验，就目前我国配电网的现状进行了简要阐述，引出了智能配电网的概念、特性，探讨了我国配电网智能化的建设内容和技术支撑分析。

【关键词】配电网；智能；发展；技术

作为电网的重要环节，配电网担负着电力系统与用户联系，向用户供应电能和分配电能的重要功能，在电力系统及其自动化管理中有着重要的地位。但随着社会经济的发展和人民生活水平的改善，传统配电网规划模型满足不了实际配电网要求的可靠性，环保，占地，线路走向等多种属性。配电网的规划出现的复杂性、不确定属性增加和决策主体多元化等新情况，迫使我们必须加大配电网新建设的力度，发挥配电网建设最大的综合投资效益，逐步改造成结构合理，建设可靠性高，自动化程度高，电压质量好，可远程实时监测的智能配电网。

1 我国配电网现状

由于历史遗留、配网规划不合理等原因，我国配电网存在诸多问题，配电网架结构不够坚强，中压变电站普遍存在单线单电和负荷过载的问题，低压供电半径较长，供电质量较差。老旧设备依然大量存在，损耗高且运行指标低。给我国城区经济发展、居民安全用电和城市美观带来了一定的影响。根据配网“十二五”规划，我国各地都在加大投资进行配网结果的改造工作。

据了解，2009-2012年国家电网公司电网总投资将达到3.45万亿元，其中智能化投资3841亿元，占电网总投资的11.1%，再加上特高压“三纵三横一环网”的建设，未来10年，我国电网将迎来建设黄金期。而在配电领域，市场前景广阔。未来10年，配电领域智能化投资规模达892亿元，占智能化总投资的23.2%，预计到2020年，所有地级城市将全面建成配电自动化和配网调控一体化智能技术支持系统，前景广阔。

2 智能配电网

2.1 智能配电网的概念

智能配电网就是在配电网的高级自动化技术的基础上，通过应用、融合先进的测量、传感技术、控制技术、计算机和网络技术、信息与通信技术，且利用智能化的开关设备、配电网终端设备，在坚强电网架构和双向网络的物理支持以及各种集成高级应用功能的可视化软件支持下，允许可再生能源和分布式发电单元的大量接入和微网运行，鼓励各类不同电力用户积极参与电网互动，以实现配电网络在正常运行状态下完善的监测、保护、控制、优化和非正常运行状态下的自俞控制，引导用户科学、合理用电、提高电能使用的经济性和安全性。

2.2 智能配电网的功能特性

智能配电网是智能电网中配电网部分的内容，与传统的配电网相比，具有以下功能特性。

2.2.1 自愈能力

所谓自愈，就是指自我预防和自我恢复能力，主要体现两个方面：1）预防控制为主要的控制手段，实时监测，及时发现，诊断和消除故障隐患；2）具有故障情况下维持系统连续运行的能力，不造成系统的运行损失，并且通过自治修复功能从故障中尽可能恢复供电。自愈是智能配电网最突出的特点。

2.2.2 提高更高的电能质量

智能配电网能够实时监测并控制电能质量，使电压有效值和波形符合用户的要求，即能够保证用户设备的正常运行并且不影响其使用寿命。

2.2.3 具有更高的安全性

能够很好地抵御战争攻击，自然灾害等，避免大面积停电，具有一定的抵抗能力，对电力运行进行实时预测和故障智能处理，最大限度减少配电网故障对用户生产、生活的影响。

2.2.4 集成化程度高

实现实时和非实时信息的高度集成、共享和利用，为运行管理展示全面、完整和精细的电网运营状态信息，同时提供相应的辅助决策支持、控制实施方案和应对方案。

2.2.5 互动能力强

这是智能化配电网区别与传统配电网的一大新特征，使用户由被动的电力消费者变为电网运行管理的积极参与者。应用智能电表，实行分时电价、动态实时电价，让用户自行选择用电时段，在节省电费的同时，为降低电网高峰期负荷作出贡献，允许并积极创造条件让拥有DER的用户在用电高峰期时向电网送电。

3 配电网智能化的建设内容

3.1 用电信息采集

建设内容为涵盖公变、专变采集；单、三相居民用户采集；提供多种缴费方式。建设目标位实现用电信息采集的自动化和互动化，实现用电信息实时监测、预警及多种自助缴费方式。

3.2 智能台区

台区装设智能配电箱或智能配变终端，将用户用电信息采集信息和台区信息通过光纤、无线公网、无线公网、无线专网等通信方式上传到统一数据采集与集中监控平台。

3.3 配变自动化

实现农村配电网的运行监视和控制的自动化系统，具备配电SCADA、馈线自动化、电网分析应用及与相关应用系统互连等功能，主要由配电主站、终端、配电子站和通信通道等部分组成。有简易、实用、标准、集成、智能型之分。利用自动化装置或系统，监视配电线路的运行状况，及时发现配电线路故障，迅速诊断出故障区间并将故障区间隔离，快速恢复对非故障区间的供电。分为全自动、半自动、智能分布、重合器四种方式。

目前，在我国配网中使用较多的电力配网自动化EPON通信系统具有突出的特点。EPON由于使用经济而高效的结构，从而成为连接城市配电网环网柜内监测单元的最有效的通信方法，使得配电自动化系统更为先进更为高效。电力用户用电信息采集系统的全面建设，可实现对所有电力用户和关口的全面覆盖，计量装置在线监测和用户负荷、电量、电压等重要信息的实时采集，从而为智能电费结算等营销业务策略的实施提供技术基础，为企业经营管理各环节的分析、决策提供支撑，提升快速响应市场变化、快速反映客户需求的互动能力。

4 配电网智能化技术支撑

配电网智能化需要先进的电力新技术作为支撑才能平稳、有效的运行。智能配电网将诸多的先进电力技术有机集成、融合成了一个统一的整体。

4.1 自愈控制技术

自愈控制主要解决“供电不间断的问题”，也就是在无需或者需少量人为干预情况下，监测电网的实时运行状态，及时发现、快速诊断和消除故障。

4.2 智能微网技术

通过采用先进的电力技术、通信技术、计算机技术和控制技术在实现微网现有功能的基础上，满足微网对未来电力、能源、经济环境的更高发展需求。

4.3 用户服务和需求侧响应技术

在传统配电网中，用户只是被动接收供电，绝大部分用户不熟悉电力零售市场和电能生产过程。在智能配电网中，用户的用电模式和行为将发生变化，它能够帮助电力系统平衡电力供需。

4.4 电能质量和综合节能技术

变压器经济运行技术，通过合理配置变压器、优化选择运行方式、经济调整变压器负载，最大限度降低变压器的电能损耗。电能质量监测与治理，电能质量监测及治理技术；动态电压恢复器有效解决谐波、三相不平衡、跌落、浪涌和稳态电压质量等问题；宽幅有载调压变压器；电力有源滤波器对变化的谐波和无功功率都能动态补偿。线损分析与管理技术，有效降低农网供电企业线损，提高经济效益。

4.5 自动化技术

县级电网调度自动化，对电网运行进行实时监视、控制和分析的一种集成自动化系统，由主站、通道、厂站端设备构成。配电自动化，实现配电网正常运行及事故时监测、保护、控制和管理。调配控一体化，是采用一套系统，在同一数据平台上，实现调度、集控、配网三大功能的整合。

5 结束语

配电网的智能化是统一坚强智能电网的重要内容，结合我国配电网的实际，掌握智能配电网核心支撑技术，达到配电网自预测、自预防、自优化、自恢复的能力，同时依据负荷密集程度、负荷重要性、经济发达程度、发展趋势、售电收入等，对于不同的地区在不同发展阶段，应科学地选择恰当的模式。通过配电网的智能化，提供优质电能，在故障情况下减少停电时间，加快网络恢复速度，实现电力企业社会责任。