智能配電網(wǎng)技術(shù)的配電網(wǎng)規(guī)劃分析

孔慶杜，李風光

（肇慶電力設(shè)計院有限公司，廣東 肇慶 526040）

0 引 言

在社會不斷發(fā)展的今天，國家電網(wǎng)的覆蓋率不斷提升，人們對智能配電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。通過將智能配電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于配網(wǎng)規(guī)劃，可以保證對配網(wǎng)的規(guī)劃效果，進一步提升配電網(wǎng)供電效率，使配電網(wǎng)運行更加通暢，提升電網(wǎng)運行的安全性。

1 智能配電網(wǎng)技術(shù)

智能配電網(wǎng)技術(shù)伴隨著計算機技術(shù)發(fā)展起來的，在電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用不斷增加，發(fā)揮的作用也越來越大，能夠有效保證電網(wǎng)規(guī)劃的質(zhì)量和效率，應(yīng)用范圍廣泛[1]。大量研究發(fā)現(xiàn)，只有將智能配網(wǎng)技術(shù)同其他技術(shù)相互融合，才可以進一步提升技術(shù)應(yīng)用水平。

智能配網(wǎng)是智能電網(wǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。通常，10 kV及以下的電力網(wǎng)絡(luò)屬于配電網(wǎng)絡(luò)（部分區(qū)域有20 kV），而配電網(wǎng)是整個電力系統(tǒng)與分散的用戶直接相連的部分。智能配網(wǎng)系統(tǒng)是利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將配電網(wǎng)在線數(shù)據(jù)和離線數(shù)據(jù)、配電網(wǎng)數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和地理圖形方面進行信息集成，實現(xiàn)配電系統(tǒng)正常運行及事故情況下的監(jiān)測、保護、控制、用電和配電管理的智能化。

智能配網(wǎng)系統(tǒng)配用電自動化系統(tǒng)由主站、通信系統(tǒng)以及自動化監(jiān)控終端設(shè)備3大部分構(gòu)成，形成了一個完整的信息傳輸與處理系統(tǒng)，以實現(xiàn)對配電網(wǎng)運行的遠程管理。對于智能配網(wǎng)系統(tǒng)來說，通信系統(tǒng)是實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵和核心，將主站的控制命令準確傳送到眾多遠方終端，且將遠方設(shè)備運行狀況的數(shù)據(jù)信息收集到控制中心。智能配網(wǎng)通信系統(tǒng)可采用多種通信方式，主要采用光纖和電力載波通信。

2 配電網(wǎng)規(guī)劃

配電網(wǎng)是電力工程的重要組成部分。為了保證配網(wǎng)穩(wěn)定運行，需要在開展配網(wǎng)規(guī)劃的過程中投入足夠的力量。

2.1 認真做好原始數(shù)據(jù)的準備工作

隨著工業(yè)和社會的高速發(fā)展，電力負荷越來越高，配電設(shè)施的廣泛性和多樣性不斷增加。在進行配網(wǎng)規(guī)劃的過程中，應(yīng)該將分布區(qū)域特點和經(jīng)濟結(jié)構(gòu)有效結(jié)合起來。

2.2 合理設(shè)計配網(wǎng)規(guī)劃方案

為了保證電力系統(tǒng)運行的可靠性，實現(xiàn)長期、穩(wěn)定供電，需要綜合考慮各種因素，選擇最合適的方案[2]。

2.3 認真做好方案的評估工作

在配電網(wǎng)規(guī)劃過程中，應(yīng)該認真做好方案評估工作，做好供電可靠性、供電電壓的評估工作。

2.4 合理設(shè)計規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)

為了保證電網(wǎng)建設(shè)的效果，需要認真做好配網(wǎng)規(guī)劃工作，保證電網(wǎng)規(guī)劃的技術(shù)水平。為了保證配網(wǎng)運行的安全性，應(yīng)該合理選擇和使用安全運行技術(shù)。在開展配電網(wǎng)規(guī)劃的工作中，需要認真思考以下內(nèi)容：配網(wǎng)運行是否能夠滿足運行負荷需求不斷提升的要求；供電線路是否存在比較嚴重的老化現(xiàn)象；線路運行是否存在瓶頸線問題；線路運行過程中可能會出現(xiàn)故障等。圖1為配網(wǎng)劃分流程與方法。

圖1 配網(wǎng)劃分流程與方法

3 智能配電網(wǎng)技術(shù)在配電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用

在當前智能配電網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用過程中，對各種先進科學技術(shù)的應(yīng)用越來越多，電網(wǎng)規(guī)劃的成熟度不斷提升，對智能自動化技術(shù)的研究越來越深入，投入的力度越來越大。通過應(yīng)用智能自動化技術(shù)可以進一步發(fā)揮配電網(wǎng)的功能，使相關(guān)方案的設(shè)計變得更加合理。在合理使用調(diào)度技術(shù)后，可以根據(jù)電力調(diào)度的實際需要建立專業(yè)的電力調(diào)度平臺，配置自動化站和分站，給相關(guān)工作人員的操作提供便利。應(yīng)用智能配電網(wǎng)技術(shù)還可以實現(xiàn)自動化調(diào)度電力，使電力調(diào)度工作變得更加及時和科學，還可以實現(xiàn)對整個調(diào)度過程的監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，保證電力調(diào)度的質(zhì)量，避免電力調(diào)度發(fā)生事故。此外，它還具有分布式功能，通過應(yīng)用自動監(jiān)控技術(shù)收集用戶信息，并對其中的數(shù)據(jù)進行科學處理，保證通信數(shù)據(jù)的維護水平，提升配網(wǎng)信息利用率。

3.1 配電網(wǎng)測量技術(shù)的應(yīng)用

在配電網(wǎng)實際運行過程中，配電網(wǎng)測量技術(shù)發(fā)揮著重要作用。通過使用各種測量裝備可以收集、分析配網(wǎng)系統(tǒng)運行狀態(tài)信息，避免傳統(tǒng)人工測量造成的各種問題，能夠更加及時掌握配網(wǎng)的實際狀態(tài)，為開展配網(wǎng)規(guī)劃數(shù)據(jù)設(shè)計打下了一個良好的基礎(chǔ)。電力操作人員得到這些測量數(shù)據(jù)后，經(jīng)過分析可以掌握配網(wǎng)的實際運行情況。此外，通過應(yīng)用參數(shù)測量技術(shù)還可以有效避免配網(wǎng)規(guī)劃中發(fā)生各種問題，及時發(fā)現(xiàn)用戶竊電和漏電的情況，避免給電力企業(yè)運營造成嚴重的經(jīng)濟損失，還能夠估測電網(wǎng)的功耗，合理計算電費。在傳統(tǒng)電網(wǎng)規(guī)劃參數(shù)測量和計算過程中，通常使用電磁計。它的測量精度相對較低，測量結(jié)果也不能及時反饋，不能滿足智能配電網(wǎng)發(fā)展的需要。為了解決這個問題，需要應(yīng)用先進的配電網(wǎng)參數(shù)測量技術(shù)，使配電網(wǎng)相關(guān)部門能夠準確把握功耗問題，為用戶提供更大的便利，并在此基礎(chǔ)之上避免傳統(tǒng)數(shù)字計算過程中出現(xiàn)的峰值電費計算過于繁瑣的問題，降低出現(xiàn)民事糾紛的可能，提升測量結(jié)果的準確性[3]。

3.2 智能自動化技術(shù)

在開展配電網(wǎng)規(guī)劃過程中，智能自動化技術(shù)是智能配電網(wǎng)技術(shù)的重要組成部分。隨著我國信息技術(shù)和智能化技術(shù)的不斷發(fā)展，各種智能自動化技術(shù)在社會中的應(yīng)用越來越廣泛，很大程度上提升了工作效率和質(zhì)量，同時也對配電網(wǎng)自動化規(guī)劃方案的制定提出了更高要求。因此，需要在配電網(wǎng)規(guī)劃過程中有效應(yīng)用智能自動化技術(shù)，構(gòu)建相應(yīng)的配電自動化主站和子站，發(fā)揮智能化配網(wǎng)的功能。同時，在智能配電網(wǎng)中應(yīng)用智能自動化技術(shù)可以降低人工操作量，避免人為操作發(fā)生失誤。通過應(yīng)用全微機操作模式，還可以將傳統(tǒng)的操作模式替換成信息化手段，實現(xiàn)操作的智能化。在配電網(wǎng)運行過程中，有效借助智能自動化技術(shù)，可在配網(wǎng)運行出現(xiàn)異常的情況下，通過計算機系統(tǒng)及時發(fā)出報警信號，提醒技術(shù)人員及時開展維護和保養(yǎng)工作，保證配電網(wǎng)運行的安全性。

3.3 電動汽車換充電技術(shù)在電網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用

為了有效緩解環(huán)境壓力，我國在新能源汽車領(lǐng)域中的投資越來越大，各大汽車廠商在新能源汽車產(chǎn)業(yè)中的布局越來越多。我國汽車協(xié)會發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2019年上半年我國新能源汽車銷量達到61萬輛，銷售量持續(xù)上漲。在新能源汽車使用過程中，通常需要進行充電和換電。新能源汽車用電負荷受到用車習慣、區(qū)域內(nèi)新能源汽車數(shù)量等因素的影響，充電負荷變化存在一定的隨機性，電力負荷預測難度相對較大。國內(nèi)各大新能源汽車廠商在設(shè)計新能源汽車的過程中，主要采用傳統(tǒng)的充電技術(shù)。但是，受電池技術(shù)的影響，新能源汽車的充電時間較長，難以滿足用戶快速充電的需求。為了有效解決這個問題，可以采用充換電技術(shù)。用戶可以根據(jù)自身情況選擇使用充電或者換電，充分發(fā)揮充電和換電的技術(shù)優(yōu)勢。

新能源充換電技術(shù)主要分為常規(guī)充電、快速充電和電池組更換3種類型。通過將新能源充換電技術(shù)應(yīng)用到配網(wǎng)規(guī)劃，可以綜合新能源汽車數(shù)量、用戶用車規(guī)律、新能源汽車歷程、停放時間以及汽車型號等多個因素建立新能源汽車的負荷模型，直接模擬區(qū)域內(nèi)電動汽車行駛里程、停放行為和駕駛行為，隨機抽取電動汽車日行駛里程、蓄電池容量和百公里耗電，可以每隔2 h更新汽車停放、充電、換電和駕駛行為。如果發(fā)現(xiàn)蓄電池電量不足的現(xiàn)象，應(yīng)該及時進行充電。根據(jù)新能源汽車實際數(shù)量和模型計算車輛所需的差值，可以核查模型預測的精確性。如果差值較大，說明模型需要修正，從而提升模型預測的準確性。應(yīng)用新能源汽車充換電技術(shù)，可以為城市充電樁建設(shè)奠定良好的基礎(chǔ)。根據(jù)城市中充電設(shè)施的數(shù)量，合理規(guī)劃城市電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和線路，保證城市配電網(wǎng)建設(shè)滿足城市社會經(jīng)濟發(fā)展的需求。

3.4 分布式能源發(fā)電技術(shù)在智能配電網(wǎng)中的應(yīng)用

隨著時代的不斷發(fā)展，人們對電力的需求量不斷增加，傳統(tǒng)的能源已經(jīng)不能滿足時代發(fā)展的需要，有必要將分布式能源發(fā)電技術(shù)應(yīng)用于配電網(wǎng)規(guī)劃。通過應(yīng)用分布式發(fā)電技術(shù)，可以為開展配電網(wǎng)規(guī)劃創(chuàng)造更好的條件。它可以通過在用戶周圍使用固定的發(fā)電模式建立電源管理平臺，使配電網(wǎng)的規(guī)劃變得更加一致，進一步增強配電網(wǎng)供電的平衡性。分布式發(fā)電技術(shù)的種類較多，常見的有太陽能發(fā)電技術(shù)、生物能發(fā)電技術(shù)和海洋能發(fā)電技術(shù)。它的發(fā)電過程清潔程度較高，能夠很好地解決傳統(tǒng)能源使用過程中的技術(shù)分配問題，減少對化石燃料的使用。在該技術(shù)應(yīng)用過程中，需要采用網(wǎng)絡(luò)連接方法，合理分配能源發(fā)電能耗，進一步發(fā)揮分布式能源發(fā)電技術(shù)的優(yōu)勢。通過分銷網(wǎng)絡(luò)，還可以有效監(jiān)督配網(wǎng)的運行，實現(xiàn)測量運行一體化，使電網(wǎng)的運行變得更加穩(wěn)定，避免發(fā)生電網(wǎng)運行能耗過高的問題。通過應(yīng)用分布式能源發(fā)電技術(shù)，還可以提升電力輸送平衡性，避免出現(xiàn)輸電線路負荷過大現(xiàn)象。

3.5 有效預測配網(wǎng)供電負荷

3.5.1 有效預測配網(wǎng)負荷

在配網(wǎng)負荷預測過程中，應(yīng)該盡量制定更多的負荷預測方案，有效預測各供電區(qū)域的供電量負荷，并在此基礎(chǔ)上做出科學的網(wǎng)格規(guī)劃方案。

3.5.2 預測空間用電負荷

這個過程中，應(yīng)該按照配網(wǎng)規(guī)劃現(xiàn)狀配變負載率，并以此統(tǒng)計各網(wǎng)格電量負荷。應(yīng)該以實際用電需求為根本導向，綜合不同地區(qū)的性質(zhì)合理劃分配網(wǎng)網(wǎng)格類型。

3.5.3 預測各網(wǎng)格未來用電負荷

應(yīng)該結(jié)合典型用電量模型預測各網(wǎng)格未來用電負荷，并確定每個網(wǎng)格的電量負荷方案。在方案具體的執(zhí)行過程中，還可以使用上下系統(tǒng)的方式確定檢測方案是否準確。

3.5.4 供電網(wǎng)格的劃分

由于當前用電情況波動較大，需要在進行配網(wǎng)系統(tǒng)網(wǎng)格化規(guī)劃過程中，以中期負荷為預測目標開展目標網(wǎng)架的建設(shè)，按照用電負荷不同的發(fā)展階段劃分供電網(wǎng)格。當前，在供電網(wǎng)格的規(guī)劃過程中，供電網(wǎng)格可以分為3類。第一類，負荷發(fā)展比較成熟的網(wǎng)格。該網(wǎng)格地區(qū)的土地使用情況已經(jīng)趨近飽和，各負荷的增長空間相對較小。第二類，配電網(wǎng)格的用電負荷情況增加很快。這個過程中，區(qū)域發(fā)展規(guī)劃和遠景規(guī)劃已經(jīng)相對明確，導致電量負荷本身的上升空間較大。第三類，電量負荷發(fā)展不確定的電網(wǎng)網(wǎng)格，主要包括沒有劃分明確的區(qū)域規(guī)劃和負荷增長空間。

4 結(jié) 論

隨著時代的不斷發(fā)展，對開展配網(wǎng)規(guī)劃工作提出了更高的要求。針對當前配電網(wǎng)規(guī)劃中存在的問題，應(yīng)該認真分析問題發(fā)生的原因，將智能配網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用其中，及時測量配電網(wǎng)運行參數(shù)，從而提升配電網(wǎng)規(guī)劃效果。