智能電網(wǎng)配電自動化技術(shù)的發(fā)展

王海雙

摘 要：電力是現(xiàn)代社會不可或缺的能源之一，對社會生產(chǎn)與國家發(fā)展產(chǎn)生著巨大的影響。配電網(wǎng)作為電力供應(yīng)鏈的末端成分，是電力技術(shù)改造與升級的主要對象之一。電氣自動化技術(shù)的高速進步帶動了各行業(yè)的發(fā)展，電力行業(yè)深受其惠。筆者結(jié)合工作經(jīng)驗與相關(guān)理論知識，在本文中分析了智能電網(wǎng)配電自動化技術(shù)的發(fā)展，供有關(guān)人員參考借鑒。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；配電自動化技術(shù)；發(fā)展

中圖分類號： TM77 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）29-169-2

0 引言

配電自動化技術(shù)誕生較早，距今已有四十余年的發(fā)展歷史。在過去，配電自動化技術(shù)存在著較多的不足之處，某些情況下容易造成安全隱患。今天，世界各國十分重視配電自動化技術(shù)的研究工作，每天都有大量的技術(shù)成果出現(xiàn)，這極大地推動了電力行業(yè)的進步。配電自動化技術(shù)的發(fā)展史是人類現(xiàn)代文明不斷進步的縮影，研究配電自動化技術(shù)的特征并規(guī)劃技術(shù)的發(fā)展道路是提升電力運輸質(zhì)量與效率的有效措施。

1 配電自動化系統(tǒng)概述

用電采集自動化系統(tǒng)與饋線自動化系統(tǒng)是城市配電自動化系統(tǒng)的主要構(gòu)成成分?，F(xiàn)代城市不僅需要大量的電力能源，對電力運輸水平的要求也極高。主流的城市配電自動化系統(tǒng)包含智能終端設(shè)備、子站系統(tǒng)、主站系統(tǒng)等。

主站系統(tǒng)是城市配電自動化系統(tǒng)的核心組分，主流的主站系統(tǒng)通常應(yīng)用一體化系統(tǒng)設(shè)計，事實表明，該種設(shè)計形式能夠有效地提升主站系統(tǒng)的功能性以及穩(wěn)定性?？焖僖蕴W(wǎng)以及光纖網(wǎng)是主站系統(tǒng)的構(gòu)成基礎(chǔ)，它們是決定主站系統(tǒng)運行效率的關(guān)鍵因素。當前，城市配電自動化系統(tǒng)的主站系統(tǒng)功能較為全面，管理以及控制配電網(wǎng)是主站系統(tǒng)的主要功能，除此之外，主站系統(tǒng)還能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)進行有效的監(jiān)視，在發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)發(fā)生故障后及時報警，避免配電網(wǎng)因故障而癱瘓[1]。

城市配電自動化系統(tǒng)的中間層是子站系統(tǒng)，變電站以及開閉所通常需要安裝子站系統(tǒng)，從而實現(xiàn)識別配電網(wǎng)故障、監(jiān)控電網(wǎng)運作狀況等目的。子站系統(tǒng)具有較強的信息處理能力，能夠在短時間內(nèi)處理大量的工作信息。智能化設(shè)備是支持支持系統(tǒng)運行的物質(zhì)基礎(chǔ)，現(xiàn)行的智能化電力設(shè)備有智能斷路器、智能配電變壓器、智能傳感器以及故障電流限制器等，得益于科學技術(shù)的高速發(fā)展，終端設(shè)備制造行業(yè)的進步非常明顯，其是推動電力行業(yè)前行的重要因素。

2 配電網(wǎng)自動化技術(shù)

2.1 微網(wǎng)技術(shù)

微網(wǎng)技術(shù)是一類非常重要的配電網(wǎng)技術(shù)，對電力行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠的影響。分布式發(fā)電技術(shù)是微網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)。目前，分布式發(fā)電技術(shù)已經(jīng)較為成熟，從而使得微網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用較為穩(wěn)定。微網(wǎng)技術(shù)在配電網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用，體現(xiàn)于一體化單元的構(gòu)建，該一體化單元由保護、控制以及融合儲能等基礎(chǔ)裝置構(gòu)成。

微網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢在于其能夠提升分布式發(fā)電技術(shù)的靈活性，進而強化整個電網(wǎng)的智能性。應(yīng)當看到，微網(wǎng)技術(shù)的運用賦予了系統(tǒng)較強的能量管理能力，這能夠減低系統(tǒng)管理難度，能夠?qū)⑾到y(tǒng)工作人員從繁重的運行管理工作中解放出來。微網(wǎng)技術(shù)在我國的發(fā)展時間并不長，嚴格上屬于新興高新技術(shù)。一直以來，中國政府都大力支持微網(wǎng)技術(shù)的研究與開發(fā)，我國在微網(wǎng)系統(tǒng)嘗試性建設(shè)工作中取得了突出的成就，為其他國家的微網(wǎng)技術(shù)研究工作提供了寶貴的經(jīng)驗。

2.2 電動汽車充換電站

近年來，國內(nèi)道路擁堵與能源危機狀況日益嚴重，造成該現(xiàn)象的原因之一是私有汽車數(shù)量不斷攀升。為了提升人民生活質(zhì)量與促進經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，世界各國都在大力研究電動汽車。中國電動汽車研究計劃落地相對較晚，但是經(jīng)過大批汽車人的不懈努力，我國在電動汽車研發(fā)領(lǐng)域取得了斐然的成績。對于電動汽車而言，快速有效地充電無疑是最重要的，在此背景下，電動汽車充換電站誕生并獲得了發(fā)展[2]。

目前，可選的電動汽車充電方案有地面充電以及整車充電兩種模式。在整車充電工作中，駕駛者可以選擇快速充電或者常規(guī)充電模式。通常情況下，駕駛者熱衷于選擇快速充電模式，這對電動汽車充換電站研發(fā)者提出了較高的要求。

對于電動汽車充換電站而言，充電安全性保障工作是最為重要的，目前充換電站中應(yīng)用的配電技術(shù)的安全性較高，能夠保障電動汽車充電過程中車輛與電網(wǎng)系統(tǒng)的安全。電動汽車充電技術(shù)的發(fā)展受多類因素的影響或者制約，總體上看，國內(nèi)的電動汽車研究工作仍處于初級階段，公眾對電動汽車的接納程度有待提升，所以國內(nèi)短時間內(nèi)并不會普及電動汽車，但這不意味著電動汽車充換電站技術(shù)的研究是無意義的，相反，在一次能源日益枯竭的今天，電動汽車充換電站技術(shù)的研發(fā)與革新正逐漸加速綠色能源革命的到來。為了最大限度地推動電動汽車充換電技術(shù)的發(fā)展，科研人員需要綜合考慮電動汽車的充電時間、充電方式以及充電特性等影響因素，從而最為有效的促進智能化配電技術(shù)的進步。

2.3 分布式能源接入技術(shù)

分布式儲能與分布式發(fā)電技術(shù)是分布式能源接入技術(shù)的主要組分。當前，燃料電池技術(shù)、風力發(fā)電技術(shù)、微型燃氣輪機技術(shù)等技術(shù)的應(yīng)用愈來愈廣泛，這些技術(shù)都是分布式發(fā)電技術(shù)大家庭的成員。分布式儲能裝置主要有飛輪儲能、超導儲能以及蓄電池儲能裝置。分布式發(fā)電技術(shù)與傳統(tǒng)的發(fā)電技術(shù)相較具有極大的優(yōu)勢，表現(xiàn)在發(fā)電效率高、故障率低以及對環(huán)境污染小等方面上。除此之外，分布式能源的使用成本也較低，能夠省下大筆的投資。

需要特別指出的是，傳統(tǒng)的配電線路保護方案難以滿足分布式能源技術(shù)的應(yīng)用要求，因此在大規(guī)模應(yīng)用分布式能源接入技術(shù)后，應(yīng)當采用新型的配電系統(tǒng)保護方案，如此方能有效地提升電網(wǎng)的穩(wěn)定性、保護線路的安全。為了實現(xiàn)保護配電網(wǎng)系統(tǒng)的目的，人們研發(fā)了新型的配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)，該系統(tǒng)支持協(xié)調(diào)分布式電源運行的功能，從而能夠有效發(fā)揮保護電路的作用。

2.4 配用電互動技術(shù)

電力行業(yè)若想做大做強，必須要積極保護用戶的核心利益，不斷地滿足用戶的消費口味。在過去，由于電網(wǎng)智能化程度不足，用戶參與電網(wǎng)互動的積極性并不高，而在配用電互動技術(shù)誕生并快速發(fā)展后，用戶參與電網(wǎng)互動的積極性顯著提升，這有利于用電管理工作的普及與優(yōu)化。

目前，我國的分布式能源技術(shù)較為成熟，由此引發(fā)了用戶用電行為以及模式的深刻變革?，F(xiàn)階段，智能電網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展賦予了用戶更強的主動響應(yīng)能力。目前，國內(nèi)電力使用較為緊張，電網(wǎng)公司為了合理分配電力消費需求、保證高峰用電期正常供電，通常會采用分時電力計費模式，用戶通過響應(yīng)各種用電管理模式，既能夠有效地保障自身的用電，又可以最大限度地提升電力的利用水平，實現(xiàn)節(jié)約資源的目的。

2.5 可視化技術(shù)

可視化技術(shù)的核心基礎(chǔ)是圖像處理技術(shù)以及計算機圖形學理論，通過計算機設(shè)備的運用，能夠?qū)崿F(xiàn)在屏幕上顯示數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)則以圖像或者圖形的形式出現(xiàn)在屏幕上，這對于數(shù)據(jù)分析工作而言具有重要的意義。通過觀看簡單直觀的數(shù)據(jù)圖，數(shù)據(jù)分析者能夠準確便捷地獲知各類數(shù)據(jù)的內(nèi)部規(guī)律。目前，可視化電力調(diào)度系統(tǒng)的應(yīng)用愈來愈廣泛，其有效地提升了電網(wǎng)調(diào)度工作的質(zhì)量與效率，降低了電網(wǎng)故障的發(fā)生概率。

3 關(guān)于促進配電網(wǎng)自動化技術(shù)發(fā)展的建議

客觀上看，雖然我國的配電網(wǎng)自動化技術(shù)具有較高的水平，但是仍有一些不足之處，與發(fā)達國家有一定的差距。因此，電力企業(yè)應(yīng)當大力發(fā)展配電網(wǎng)自動化技術(shù)，政府需要給予企業(yè)足夠的政策或者資金支持。無論是何種工作，在其中發(fā)揮最關(guān)鍵作用的因素是“人才”，因此必須要提升廣大配電網(wǎng)自動化技術(shù)研發(fā)者的綜合素質(zhì)。

應(yīng)當建設(shè)一支專業(yè)化、適應(yīng)現(xiàn)代配電網(wǎng)自動化技術(shù)發(fā)展的人才隊伍，通過大力引進高素質(zhì)、復合型人才以及提高在崗技術(shù)人員綜合素質(zhì)等形式來優(yōu)化人才團隊的整體素質(zhì)，從而為技術(shù)的革新與優(yōu)化工作提供保障。政府應(yīng)當給予配電網(wǎng)自動化技術(shù)更好的政策支持，推出一批名牌、示范性技術(shù)企業(yè)，從而促成榜樣效應(yīng)，使得示范性企業(yè)發(fā)揮帶動行業(yè)技術(shù)研究的作用。

4 結(jié)語

新的發(fā)展形勢下開展配電網(wǎng)自動化技術(shù)研究工作具有重要的現(xiàn)實意義，為此，廣大電力技術(shù)人員應(yīng)當積極提升自身的綜合素質(zhì)、善于總結(jié)借鑒優(yōu)秀的技術(shù)經(jīng)驗，在實際工作中保持認真嚴謹?shù)膽B(tài)度，從而促進我國電力行業(yè)的長足進步。

參 考 文 獻

[1] 趙興勇，趙艷秋.智能電網(wǎng)框架下電動汽車充電設(shè)施建設(shè)研究[J].電網(wǎng)與清潔能源，2012（11）.

[2] 鄒巧明.智能電網(wǎng)集成通信[J].電網(wǎng)與清潔能源，2012（07）.