智能配電網(wǎng)與配電自動(dòng)化研究

謝延冰

(肇源縣電業(yè)局， 黑龍江 肇源 166500)

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智能配電網(wǎng)與配電自動(dòng)化研究

謝延冰

(肇源縣電業(yè)局， 黑龍江 肇源 166500)

我國(guó)配電網(wǎng)的發(fā)展水平還不高，主要表現(xiàn)為配電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)較薄弱，缺乏對(duì)配電自動(dòng)化的廣泛應(yīng)用，儲(chǔ)能技術(shù)仍處于起步階段。電力行業(yè)引進(jìn)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于智能配電領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了智能配電網(wǎng)和配電自動(dòng)化的融合，產(chǎn)生了高級(jí)配電自動(dòng)化技術(shù)，完善了智能配電網(wǎng)系統(tǒng)，提高了電力系統(tǒng)的整體水平。

智能配電網(wǎng)； 配電自動(dòng)化

隨著通信技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展，配電網(wǎng)的智能化應(yīng)與配電自動(dòng)化結(jié)合，促進(jìn)電力系統(tǒng)的不斷進(jìn)步。本文介紹了智能配電網(wǎng)的概念，在此基礎(chǔ)上，分析了我國(guó)現(xiàn)階段配電網(wǎng)的發(fā)展?fàn)顩r，進(jìn)而提出了智能配電網(wǎng)與配電自動(dòng)化的關(guān)系，最后闡述了智能配電網(wǎng)與配電自動(dòng)化的融合，高級(jí)配電自動(dòng)化技術(shù)將促進(jìn)電力界的快速發(fā)展。

1 智能配電網(wǎng)的概述

智能配電網(wǎng)是以高速的、集成的雙向通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，利用先進(jìn)的傳感技術(shù)、決策支持系統(tǒng)技術(shù)、設(shè)備方法和控制手段，形成一個(gè)完整的配電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的高效、經(jīng)濟(jì)、使用安全、環(huán)境友好的目標(biāo)。智能配電網(wǎng)具有良好的自我修復(fù)能力、較高的安全系數(shù)、抵御攻擊的優(yōu)勢(shì)特征，增強(qiáng)了與用戶的互動(dòng)性，是配電網(wǎng)的最優(yōu)運(yùn)行，達(dá)到了電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)高效，能夠滿足人們的用電需求和電能質(zhì)量。智能配電網(wǎng)允許多種發(fā)電形式的介入，并且可以接入可再生能源進(jìn)行發(fā)電，促進(jìn)電力市場(chǎng)的發(fā)展，有利于資產(chǎn)的高效運(yùn)行和優(yōu)化。

2 我國(guó)現(xiàn)階段配電網(wǎng)的發(fā)展?fàn)顩r

2.1 配電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)較薄弱

我國(guó)對(duì)配電網(wǎng)的投入較低，造成了配電網(wǎng)網(wǎng)架比較薄弱的問(wèn)題，不合理的線路結(jié)構(gòu)，使得網(wǎng)架的負(fù)荷能力也相對(duì)較弱，增加了電網(wǎng)局部限電、停電的風(fēng)險(xiǎn)，局部出現(xiàn)停、限電的風(fēng)險(xiǎn)也較大，配電網(wǎng)網(wǎng)架的聯(lián)絡(luò)性較低，存在單輻射的配電網(wǎng)線路，這些都限制了配電網(wǎng)的供電能力。

2.2 缺乏對(duì)配電自動(dòng)化的廣泛應(yīng)用

近年來(lái)，雖然我國(guó)智能配電網(wǎng)的發(fā)展有了一定的提升，但仍然缺乏對(duì)配電自動(dòng)化的廣泛應(yīng)用。由于配電設(shè)備的門檻普遍較低，在實(shí)際應(yīng)用和生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)各種問(wèn)題，造成了配電自動(dòng)化的實(shí)用水平無(wú)法提高。同時(shí)，電力系統(tǒng)中具有遠(yuǎn)程通信功能的設(shè)備很少，有些地方只是局部區(qū)域應(yīng)用了配電的自動(dòng)化，應(yīng)用范圍較窄。

2.3 儲(chǔ)能技術(shù)仍處于起步階段

發(fā)達(dá)國(guó)家的智能配電網(wǎng)技術(shù)較高，對(duì)先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)研究深入，已經(jīng)掌握了分布式發(fā)電技術(shù)，并將其用于城市供電系統(tǒng)。與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)在智能配電網(wǎng)及自動(dòng)化技術(shù)研究方面存在很大的差距與不足，我國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)仍處于起步階段，無(wú)法進(jìn)行大規(guī)模的開(kāi)發(fā)利用，限制了自動(dòng)化技術(shù)在智能配電網(wǎng)的應(yīng)用。

3 智能配電網(wǎng)與配電自動(dòng)化的關(guān)系

3.1 自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于智能配電領(lǐng)域

配電自動(dòng)化技術(shù)是結(jié)合先進(jìn)的通信技術(shù)和先進(jìn)的信息技術(shù)為一體，集成配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)、地理圖形、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等方面的信息，構(gòu)建完整的配電自動(dòng)系統(tǒng)，進(jìn)而全方位監(jiān)控電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)管理的信息化、自動(dòng)化。自動(dòng)化技術(shù)在智能配電領(lǐng)域的應(yīng)用，能夠保障電網(wǎng)供電質(zhì)量，為用戶提供優(yōu)質(zhì)電能，實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)的高效管理。配電自動(dòng)化技術(shù)主要包括以下幾方面內(nèi)容：一是客戶信息管理和自動(dòng)抄表的用戶自動(dòng)化。二是由變電站自動(dòng)化技術(shù)、饋線自動(dòng)化技術(shù)和配電數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控技術(shù)組成的配電管理自動(dòng)化技術(shù)。三是設(shè)備管理、規(guī)劃設(shè)計(jì)管理及檢修管理等方面的自動(dòng)化功能。

3.2 智能配電系統(tǒng)和配電自動(dòng)化技術(shù)的比較

智能配電網(wǎng)與配電自動(dòng)化之間有著廣泛的共同性和密切的聯(lián)系。智能配電網(wǎng)的運(yùn)行需要配電自動(dòng)化技術(shù)的支持。兩者的主要技術(shù)手段都是現(xiàn)代信息技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用。與配電自動(dòng)化相比，智能配電網(wǎng)具有革命性的改變。在配電系統(tǒng)方面，智能配電網(wǎng)有很大的優(yōu)勢(shì)，包含更完善、更豐富的電力技術(shù)，有機(jī)結(jié)合了多種高新技術(shù)，統(tǒng)籌規(guī)劃，節(jié)省了運(yùn)行成本，提升了配電系統(tǒng)的整體性能。此外，智能配電網(wǎng)支持分布式電源接入，提高了配電網(wǎng)的運(yùn)行效率，具有更加完善的性能。更為重要的是，智能配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了與用戶之間的交流互動(dòng)，突破了傳統(tǒng)模式下電表制度的局限性，應(yīng)用了高級(jí)測(cè)量體系，方便用戶更加自由的選擇用電時(shí)間段。

4 智能配電網(wǎng)與配電自動(dòng)化的融合

4.1 高級(jí)配電自動(dòng)化技術(shù)的含義

智能配電網(wǎng)的發(fā)展為配電自動(dòng)化技術(shù)指明了方向，根據(jù)智能配電網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)，合理規(guī)劃配電自動(dòng)化，將高級(jí)配電自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于配電網(wǎng)的深度滲透、分布式電源接入等方面，完善了配電自動(dòng)化的功能，進(jìn)而充實(shí)智能配電網(wǎng)的技術(shù)內(nèi)容。高級(jí)配電自動(dòng)化技術(shù)代表了配電網(wǎng)革命性的管理方法，體現(xiàn)了配電自動(dòng)化在智能配電網(wǎng)中的應(yīng)用，為智能配電網(wǎng)建設(shè)提供技術(shù)基礎(chǔ)。也就是說(shuō)，智能配電網(wǎng)與配電自動(dòng)化的融合，即產(chǎn)生了高級(jí)配電自動(dòng)化技術(shù)，在電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行中有著舉足輕重的作用。

4.2 高級(jí)配電自動(dòng)化技術(shù)的主要內(nèi)容

高級(jí)配電自動(dòng)化的主要內(nèi)容包括IP通信網(wǎng)絡(luò)、配電網(wǎng)測(cè)控系統(tǒng)、分布式電源控制與調(diào)度技術(shù)以及企業(yè)集成總線這四個(gè)部分。通信水平是影響配電自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的重要因素，隨著通信技術(shù)的不斷進(jìn)步，通信設(shè)備的成本隨之降低，可以構(gòu)建覆蓋智能配電網(wǎng)中的所有節(jié)點(diǎn)的配電網(wǎng)廣域IP通信網(wǎng)。這種IP通信網(wǎng)絡(luò)采用光纖網(wǎng)技術(shù)為主網(wǎng)干，采用載波、無(wú)線等方式為分支網(wǎng)，克服了傳統(tǒng)自動(dòng)化通信技術(shù)的局限性，使智能配電網(wǎng)保護(hù)、配電自動(dòng)化技術(shù)都產(chǎn)生了革命性突破。高級(jí)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的組成部分為：配電網(wǎng)調(diào)度主站、智能電子設(shè)備、IP通信網(wǎng)絡(luò)和局域分析控制子站。配電網(wǎng)廣域測(cè)控系統(tǒng)是指主站、IP通信網(wǎng)絡(luò)與智能電子設(shè)備中的數(shù)據(jù)采集、通信及管理，支持常規(guī)的測(cè)控體系功能，還具有良好的開(kāi)放性，支持子站的應(yīng)用和智能電子設(shè)備的數(shù)據(jù)交換，通過(guò)收集配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)信息，及時(shí)傳輸故障信息與控制命令，提高了訪問(wèn)控制的安全性。分布式電源控制與調(diào)度技術(shù)是指高級(jí)配電自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)化調(diào)度，支持分布式電源的“即插即用”，主要包含電壓無(wú)功控制技術(shù)、廣域保護(hù)技術(shù)、微網(wǎng)技術(shù)和虛擬發(fā)電廠技術(shù)。高級(jí)配電自動(dòng)化技術(shù)采用面向微網(wǎng)的分布式智能技術(shù)，來(lái)控制微網(wǎng)連接主網(wǎng)或脫離主網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了微網(wǎng)的分布式電源與負(fù)荷的調(diào)控，確保配電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定。虛擬發(fā)電廠技術(shù)實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)中分布式電源的統(tǒng)一調(diào)度與優(yōu)化利用，降低了智能配電網(wǎng)的峰值負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)系統(tǒng)的供電可靠性。為了解決供電企業(yè)的“自動(dòng)化孤島”問(wèn)題，高級(jí)配電自動(dòng)化技術(shù)采用IEC 61968和IEC 61970標(biāo)準(zhǔn)，建立配電網(wǎng)企業(yè)集成總線，因此，自動(dòng)化信息可以及時(shí)交換與共享。企業(yè)集成總線包括中間件技術(shù)和公共信息模型兩部分核心技術(shù)，易于實(shí)現(xiàn)應(yīng)用軟件在異構(gòu)平臺(tái)上的運(yùn)行，進(jìn)而完成了供電企業(yè)總線上的信息共享，具有廣闊的應(yīng)用前景。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)用電量的顯著增加，智能配電網(wǎng)成為人們研究的熱點(diǎn)。由于配電自動(dòng)化對(duì)于智能電網(wǎng)的重要作用，電力系統(tǒng)向著智能化與自動(dòng)化發(fā)展，配電網(wǎng)逐步實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化技術(shù)，對(duì)智能電網(wǎng)的發(fā)展發(fā)揮關(guān)鍵性作用。為了實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)與配電自動(dòng)化應(yīng)用于實(shí)際生活中，兩者的融合即產(chǎn)生了高級(jí)配電自動(dòng)化技術(shù)，能夠有效提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率和供電質(zhì)量。

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Research on smart distribution network and distribution automation

XIE Yan-bing

(Electric Power Bureau of Zhaoyuan County, Zhaoyuan 166500, China)

The development level of distribution network of China is not very high, which mainly because the grid structure of the distribution network is weak and the lack of extensive application of distribution automation. The introduction of advanced technology in power industry and the application of automation technology in smart distribution network have fulfilled the integration of smart distribution network and distribution automation, resulted in advanced distribution automation technology, improved smart distribution system, and the overall level of the power system.

Smart distribution network; Distribution automation

2016-09-08

謝延冰(1977-)，男，電力工程師。

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