試論基于智能配電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的城市配電網(wǎng)規(guī)劃

李劭全

摘 要： 智能配電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)了城市配電網(wǎng)的自動化與智能化發(fā)展?；诖?，本文從智能配電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)入手，將我國某地區(qū)作為研究對象，進(jìn)行了城市配電網(wǎng)的規(guī)劃，分別介紹了該地區(qū)中心地區(qū)及外環(huán)區(qū)域的城市規(guī)劃。規(guī)劃人員可以通過分布式發(fā)電技術(shù)、配電自動化技術(shù)以及自愈控制技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)城市配電網(wǎng)的優(yōu)化規(guī)劃，為城市居民提供更為優(yōu)質(zhì)的電力服務(wù)。

關(guān)鍵詞： 智能配電網(wǎng)；配電自動化；自愈控制技術(shù)

前言：作為城市電網(wǎng)的重要內(nèi)容，配電網(wǎng)的合理規(guī)劃與用戶電力供應(yīng)關(guān)系密切。隨著城市化的不斷推進(jìn)，城市居民對電力的需求逐漸增大，傳統(tǒng)的配電網(wǎng)難以滿足用戶的多樣化需求，供電質(zhì)量及供電可靠性都得不到保障，這就要求供電企業(yè)進(jìn)行智能配電網(wǎng)的建設(shè)，結(jié)合其關(guān)鍵技術(shù)，科學(xué)合理地進(jìn)行城市配電網(wǎng)的規(guī)劃，從而提升城市配電網(wǎng)的供電可靠性，為城市居民提供可靠安全高質(zhì)量的電能。

1.智能配電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)分析

1.1分布式發(fā)電技術(shù)

目前大部分地區(qū)的城市配電網(wǎng)都采用高電壓與大電網(wǎng)的集中供電技術(shù)，一旦配電網(wǎng)中某一部分出現(xiàn)了故障，會對整個大電網(wǎng)的運行造成影響，分布式發(fā)電技術(shù)應(yīng)運而生。該技術(shù)屬于非模塊發(fā)電技術(shù)，主要是在用戶現(xiàn)場或者附近設(shè)置相對較小的發(fā)電機(jī)組，為用戶提供充足的電力，保障城市配電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。這種發(fā)電技術(shù)可以按照用戶的重點電量進(jìn)行電力供應(yīng)，實現(xiàn)了電力資源的優(yōu)化調(diào)節(jié)，有效避免了大規(guī)模長時間的停電事故，有助于供電可靠性的提升。與此同時，分布式發(fā)電技術(shù)具備相對較強(qiáng)的調(diào)峰性能，可以實現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化控制。

1.2配電自動化技術(shù)

配電自動化主要有配電主站、配電子站以及饋線終端組成，能夠有效提升城市配電網(wǎng)的供電可靠性，提高配電網(wǎng)的故障分析能力，支持自動化配電網(wǎng)控制系統(tǒng)，保障配電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。在實際的配電自動化技術(shù)應(yīng)用過程中，規(guī)劃人員需要根據(jù)所在地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展?fàn)顩r、供電服務(wù)以及配電網(wǎng)的運行管理等多個方面，明確配網(wǎng)自動化技術(shù)的應(yīng)用思路，從整體上提升智能配電網(wǎng)規(guī)劃的效益。

1.3自愈控制技術(shù)

作為智能電網(wǎng)的重要指標(biāo)，城市配電網(wǎng)的自愈性能主要通過自愈控制技術(shù)實現(xiàn)。自愈控制技術(shù)主要是指城市配電網(wǎng)通過現(xiàn)場配電自動化終端、開關(guān)裝置以及保護(hù)裝置的配合應(yīng)用，自動隔離配電網(wǎng)的故障，并將故障相關(guān)的數(shù)據(jù)信息傳遞給控制中心，使故障區(qū)域能夠自動恢復(fù)供電。目前自愈控制技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于我國大中城市，通過與分布式電源關(guān)鍵技術(shù)的配合使用，可以實現(xiàn)在線電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與分析等操作，有助于城市配電網(wǎng)的智能化發(fā)展[1]。

2.基于智能配電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的城市配電網(wǎng)規(guī)劃

本文將我國某地區(qū)的城市配電網(wǎng)作為研究對象，結(jié)合智能配電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，對城市配電網(wǎng)規(guī)劃進(jìn)行分析。該地區(qū)的區(qū)域負(fù)荷密度相對較高，而且人口集中，對電力的需求及供電可靠性要求較高。雖然該地區(qū)的年平均停電時間為52分鐘，但是和國際大都市仍舊存在較大的差距，需要充分利用智能配電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，對其配電網(wǎng)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化規(guī)劃，具體的規(guī)劃內(nèi)容如下：

2.1城市中心區(qū)域的配電網(wǎng)規(guī)劃

第一，現(xiàn)有電網(wǎng)的改進(jìn)，該地區(qū)的電力公司根據(jù)區(qū)域電力需求及電網(wǎng)建設(shè)目標(biāo)，對現(xiàn)有電網(wǎng)進(jìn)行改進(jìn)，消除了不符合N-1要求的中壓配電網(wǎng)絡(luò)，確保中心城區(qū)35-110kV供電安全等級符合檢修狀態(tài)下的N-1-1安全準(zhǔn)則。其中，10kV的中壓配電網(wǎng)絡(luò)需要符合N-1安全準(zhǔn)則。通過上述改進(jìn)方式，電力設(shè)備故障之后的停電影響范圍大大縮減，在很大程度上提高了城市配電網(wǎng)的供電可靠性。

第二，配電自動化建設(shè)，在國家電網(wǎng)公司頒布的供電安全水平標(biāo)準(zhǔn)中明確指出：不同區(qū)域故障線路的非故障段具體停電恢復(fù)時間。如果故障線路由單一故障引起，非故障段的具體停電恢復(fù)時間和工作人員采用的故障隔離措施關(guān)系密切。配電自動化建設(shè)可以迅速定位故障部位，并通過自愈控制技術(shù)，實現(xiàn)故障定位的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，將相關(guān)的拓?fù)湫畔鬏數(shù)脚渚W(wǎng)自動化控制中心，由控制中心的調(diào)度人員及時將拓?fù)湫畔⑴c故障信息通知給相應(yīng)的運維人員，運維人員需要快速開展故障維修。在運維人員維修完成之后，控制中心的調(diào)度人員能夠通過遠(yuǎn)動遙控指令，對配電自動化系統(tǒng)進(jìn)行控制，確保電力系統(tǒng)按照故障之前的方式進(jìn)行正常運行。通過上述規(guī)劃方法，城市配電網(wǎng)單一故障的處理效率顯著提升。

第三，電力設(shè)備的更新，在該地區(qū)某些中心城區(qū)，配電網(wǎng)所用的電力設(shè)備較為陳舊，運行時間超過三十年，不滿足智能電網(wǎng)的建設(shè)要求，很容易導(dǎo)致配電損耗、電壓低等問題，而且這類設(shè)備難以進(jìn)行自動化改造升級。因此，規(guī)劃人員將老舊設(shè)備進(jìn)行更新，并替換了一部分故障率較高的電力設(shè)備，促進(jìn)了城市配電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化發(fā)展。

第四，提升電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)水平，在規(guī)劃過程中，規(guī)劃人員將110kV配電網(wǎng)的接線方式改為鏈?zhǔn)浇泳€方式，并對35kV變電站的電源進(jìn)線進(jìn)行了相應(yīng)的優(yōu)化，確保城市配電網(wǎng)能夠進(jìn)行雙側(cè)電源供電。與此同時，規(guī)劃人員在符合密度相對較高的中心城區(qū)，配置了開關(guān)站，有效提升了電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)水平以及負(fù)荷轉(zhuǎn)移能力，避免單線專供用戶出現(xiàn)供電安全風(fēng)險，在很大程度上提高了供電可靠性。

第五，提升并網(wǎng)容量，中心城區(qū)的負(fù)荷大都處于飽和狀態(tài)，而在投資成本和用地面積的限制下，新增電源難度較大。因此，規(guī)劃人員在中心城區(qū)增設(shè)了一定量的分布式發(fā)電裝置（如光伏屋頂電站等），大大提升了中心城區(qū)負(fù)荷飽和區(qū)域的分布式發(fā)電并網(wǎng)容量，有效緩解了新增負(fù)荷帶來的供電壓力，不僅能夠保障城市配電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，還能夠降低城市配電網(wǎng)建設(shè)的成本。

2.2城市外環(huán)區(qū)域的配電網(wǎng)規(guī)劃

對于該地區(qū)的外環(huán)區(qū)域而言，不僅要進(jìn)行現(xiàn)有電網(wǎng)的改進(jìn)與配電自動化建設(shè)等規(guī)劃，加強(qiáng)城市配電網(wǎng)之間的聯(lián)絡(luò)，提升外環(huán)區(qū)域配電網(wǎng)的智能化水平，還需要針對外環(huán)區(qū)域供電可靠性較低、分布式發(fā)電以及電動汽車并網(wǎng)等特點，合理進(jìn)行配電網(wǎng)的規(guī)劃。具體的規(guī)劃內(nèi)容如下：

第一，大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，規(guī)劃人員利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對城市配電網(wǎng)的可靠性進(jìn)行分析，對外環(huán)區(qū)域的分布式發(fā)電進(jìn)行并網(wǎng)規(guī)劃。將大數(shù)據(jù)平臺和GIS系統(tǒng)進(jìn)行配合應(yīng)用，了解外環(huán)區(qū)域配電網(wǎng)的全網(wǎng)數(shù)據(jù)以及負(fù)荷狀況，從而計算出每個節(jié)點的供電可靠性，再根據(jù)不同節(jié)點的供電可靠性進(jìn)行分布式發(fā)電容量的調(diào)整。這種規(guī)劃方法可以有效實現(xiàn)城市配電網(wǎng)的優(yōu)化，降低電網(wǎng)的損耗與負(fù)載率，能夠有效縮短負(fù)荷停電時間，從而提升配電網(wǎng)的供電可靠性。

第二，電動汽車充換電站的規(guī)劃，規(guī)劃人員對外環(huán)區(qū)域的電動汽車充電電站進(jìn)行了調(diào)整，結(jié)合日前負(fù)荷預(yù)測以及機(jī)組出力安排的內(nèi)容，實時調(diào)整并公布電動汽車的充電電價。這種規(guī)劃方式將電動汽車轉(zhuǎn)變?yōu)殡娋W(wǎng)實時運行的儲能裝置，能夠有效削減用電高峰。另外，規(guī)劃人員還在外環(huán)區(qū)域的農(nóng)網(wǎng)中增加了分布式發(fā)電的設(shè)置，在很大程度上改善了該地區(qū)農(nóng)網(wǎng)的電能質(zhì)量[2]。

結(jié)論：綜上所述，智能配電網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)可以保障城市配電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，提升城市配電網(wǎng)的性能。通過本文的分析可知，規(guī)劃人員需要根據(jù)所在地區(qū)的實際狀況，有針對性地應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)，合理進(jìn)行城市配電網(wǎng)的規(guī)劃，并對電力設(shè)備進(jìn)行更新，對現(xiàn)有線路進(jìn)行改造，加強(qiáng)配電自動化建設(shè)，以此提升城市配電網(wǎng)的供電水平，縮短城市配電網(wǎng)的停電時間。希望本文的分析可以為相關(guān)研究提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1]范明天，謝寧，王承民，張東南，李姝潤.No.3消納高占比可再生能源的智能配電網(wǎng)規(guī)劃關(guān)鍵技術(shù)[J].供用電，2016，33（07）：32-38.

[2]姜智文，張守軍，王雪峰.城市智能配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)問題與研究展望[J].科技與企業(yè)，2014（23）：159.