配網(wǎng)自動(dòng)化現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢分析

李家興

【摘 要】配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電和配電三大系統(tǒng)之一。電力公司通過配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品銷售--向廣大電力用戶提供電能。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，觀念的變化，電力公司正經(jīng)歷著一場深刻的變革：電力市場自由化。這場變革使電力公司面臨新的挑戰(zhàn)，不得不采取新的策略，新的技術(shù)和管理措施，轉(zhuǎn)變經(jīng)營理念，增強(qiáng)市場競爭實(shí)力。

【關(guān)鍵詞】智能電網(wǎng)；配電自動(dòng)化；發(fā)展趨勢

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，用戶對(duì)電能質(zhì)量的要求愈來愈高。對(duì)用戶電能質(zhì)量的評(píng)價(jià)主要有以下幾個(gè)指標(biāo)：一是電壓質(zhì)量，它包括電壓偏差、電壓波動(dòng)和電壓閃變3個(gè)方面的要求；二是頻率；三是供電可靠率，它是配電網(wǎng)對(duì)用戶持續(xù)供電能力的量度，有多至11項(xiàng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，其中主要是年平均供電可靠率，即用戶年平均供電時(shí)間的百分?jǐn)?shù)；四是諧波含量，應(yīng)不高于規(guī)定的含量。

提高電能質(zhì)量要由改善整個(gè)電力系統(tǒng)的裝備和運(yùn)行來達(dá)到。顯然，限于配電網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及用戶所具有的能力，配電網(wǎng)只能對(duì)電能質(zhì)量中的某些指標(biāo)起到顯著的作用，如提高供電可靠率和電壓質(zhì)量。而且，眾所周知，合理而完善的配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)于提高供電可靠率和電壓質(zhì)量至關(guān)重要，在某種意義上講是起主要作用的。

從另一方面說，保護(hù)、監(jiān)測和控制的改進(jìn)并逐步達(dá)到自動(dòng)化，對(duì)于配電網(wǎng)的運(yùn)行也十分重要，且其重要性和作用正逐漸增大，在某些方面，如故障隔離，是必不可少的。

1.配電自動(dòng)化定義簡介

配電自動(dòng)化指：利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與電力設(shè)備相結(jié)合，將配電網(wǎng)在正常及事故情況下的監(jiān)測、保護(hù)、控制、計(jì)量和供電部門的工作管理有機(jī)地融合在一起，改進(jìn)供電質(zhì)量，與用戶建立更密切更負(fù)責(zé)的關(guān)系，以合理的價(jià)格滿足用戶要求的多樣性，力求供電經(jīng)濟(jì)性最好，企業(yè)管理更為有效。

配電自動(dòng)化是一個(gè)龐大復(fù)雜的、綜合性很高的系統(tǒng)性工程，包含電力企業(yè)中與配電系統(tǒng)有關(guān)的全部功能數(shù)據(jù)流和控制。從保證對(duì)用戶的供電質(zhì)量，提高服務(wù)水平，減少運(yùn)行費(fèi)用的觀點(diǎn)來看，配電自動(dòng)化是一個(gè)統(tǒng)一的整體。

2.當(dāng)前配電網(wǎng)的技術(shù)問題

（1）加快制定（或修訂）配電自動(dòng)化的建設(shè)導(dǎo)則、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對(duì)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)架、內(nèi)容和建設(shè)模式等做出明確的定義和規(guī)定。

（2）供電企業(yè)應(yīng)根據(jù)本地區(qū)配電系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展規(guī)劃以及本企業(yè)的實(shí)際需求，選擇合適的配電自動(dòng)化建設(shè)模式，做好總體設(shè)計(jì)和分步實(shí)施方案。

（3）遵循IEC 61970和IEC 61968標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)配電的特點(diǎn)定義CIM模型和相關(guān)系統(tǒng)間的接口，這是提高配電自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)用性的關(guān)鍵所在。

（4）針對(duì)配電管理量大面廣的特點(diǎn)，突出資源整合，將企業(yè)現(xiàn)有的各個(gè)與配電有關(guān)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)（包括實(shí)時(shí)、準(zhǔn)實(shí)時(shí)、非實(shí)時(shí)），通過信息交換總線（IEB）實(shí)現(xiàn)互連和共享，最大可能地?cái)U(kuò)大配電信息的覆蓋面。

（5）重點(diǎn)設(shè)計(jì)和解決好DMS/SCADA和GIS之間的關(guān)聯(lián)，尤其是在模型導(dǎo)入、圖形交換、和拓?fù)浜喜⒁紤]周密，形成有效的互補(bǔ)。

（6）以配網(wǎng)調(diào)度為首要應(yīng)用主體，著重解決配調(diào)的“盲調(diào)”現(xiàn)象；在全網(wǎng)拓?fù)涞闹С窒拢瑧?yīng)具備具有配電特色的實(shí)用功能，例如，電源點(diǎn)追蹤、接線分析、解合環(huán)潮流、區(qū)域潮流/負(fù)荷分析、配電線路/設(shè)備操作預(yù)演等。

（7）強(qiáng)調(diào)對(duì)配電數(shù)據(jù)的監(jiān)測（實(shí)現(xiàn)兩遙），慎重選擇對(duì)配電設(shè)備的控制（實(shí)現(xiàn)三遙），做到投資省，見效快，用較短的時(shí)間實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)配電網(wǎng)（即全部配電設(shè)備）的科學(xué)管理。

（8）在提高配電終端的可靠性和耐用性的前提下增強(qiáng)其靈活性，可以方便地按需要配置和升級(jí)，支持多種通信方式；加強(qiáng)配電終端的自身處理能力，滿足相對(duì)獨(dú)立于主站的區(qū)域配電故障智能化處理的需要。

（9）考慮好配電自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用的擴(kuò)展性和延伸性（尤其是與需方側(cè)管理的結(jié)合）。例如實(shí)現(xiàn)與95598客服中心的關(guān)聯(lián)，建立停電管理系統(tǒng)，把配電和用電的應(yīng)用結(jié)合起來，縮短停電處理時(shí)間，提高客戶滿意度。

（10）應(yīng)急機(jī)制的完善，提高抗自然災(zāi)害能力，如分布式電源的接入等。

3.配網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展趨勢

配網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展趨勢是智能電網(wǎng)。

（一）由于智能電網(wǎng)的研究利用尚處于起步階段，各國國情及資源分布不同，發(fā)展的方向和側(cè)重點(diǎn)也不盡相同， 國際上對(duì)其還沒有達(dá)成統(tǒng)一而明確的定義。根據(jù)目前的研究情況，智能電網(wǎng)就是為電網(wǎng)注入新技術(shù)，包括先進(jìn)的通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和電力工程技術(shù)等，從而賦予電網(wǎng)某種人工智能，使其具有較強(qiáng)的應(yīng)變能力，成為一個(gè)完全自動(dòng)化的供電網(wǎng)絡(luò)。

（二）智能電網(wǎng)和傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，有很多不同的特征和優(yōu)點(diǎn)，具體體現(xiàn)在以下這些方面：

（1）鼓勵(lì)電力用戶參與電力生產(chǎn)和進(jìn)行選擇性消費(fèi)。提供充分的實(shí)時(shí)電價(jià)信息和洞中用電方案，促使用戶主動(dòng)選擇與調(diào)整電能消費(fèi)方式。

（2）最大限度兼容各類分布式發(fā)電和儲(chǔ)能。使分布式電源和集中式大型電源相互補(bǔ)充。

（3）支持電力市場化。允許靈活進(jìn)行定時(shí)間范圍的預(yù)定電力交易、實(shí)時(shí)電力交易等。

（4）滿足電能質(zhì)量需要，提供多種的質(zhì)量-價(jià)格方案。

（5）實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)營優(yōu)化。以電網(wǎng)的智能化和資產(chǎn)管理軟件深度集成為基礎(chǔ)，使電力資源和設(shè)備得到最有效的利用。

（6）抵御外界攻擊。具有快速恢復(fù)能力，能夠識(shí)別外界惡意攻擊并加以抵御，確保供電安全。

（三）智能電網(wǎng)主要特征：

（1）堅(jiān)強(qiáng)。在電網(wǎng)發(fā)生大擾動(dòng)和故障時(shí)，仍能保持對(duì)用戶的供電能力，而不發(fā)生大面積停電事故；在自然災(zāi)害、極端氣候條件下或外力破壞下仍能保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行；具有確保電力信息安全的能力。

（2）自愈。具有實(shí)時(shí)、在線和連續(xù)的安全評(píng)估和分析能力，強(qiáng)大的預(yù)警和預(yù)防控制能力，以及自動(dòng)故障診斷、故障隔離和系統(tǒng)自我恢復(fù)的能力。

（3）兼容。支持可再生能源的有序、合理接入，適應(yīng)分布式電源和微電網(wǎng)的接入，能夠?qū)崿F(xiàn)與用戶的交互和高效互動(dòng)，滿足用戶多樣化的電力需求并提供對(duì)用戶的增值服務(wù)。

（4）經(jīng)濟(jì)。支持電力市場運(yùn)營和電力交易的有效開展，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，降低電網(wǎng)損耗，提高能源利用效率。

（5）集成。實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)信息的高度集成和共享，采用統(tǒng)一的平臺(tái)和模型，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和精益化管理。

（6）優(yōu)化。優(yōu)化資產(chǎn)的利用，降低投資成本和運(yùn)行維護(hù)成本。

（四）智能電網(wǎng)管理：

面向智能配電網(wǎng)的自動(dòng)化管理系統(tǒng)

配電自動(dòng)化是智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)之一，需要通過配電自動(dòng)化系統(tǒng)采集盡可能多的配電信息，并向下延伸到低壓用電信息的匯集。

配電自動(dòng)化和用電營銷自動(dòng)化的有機(jī)結(jié)合，直接面向最終電力用戶，是智能配電網(wǎng)的具體體現(xiàn)，它將極大地改進(jìn)客戶服務(wù)。

智能電網(wǎng)最終體現(xiàn)在配電和用電營銷方面，滲透到家用電器，人們會(huì)從日常生活中直接感受到它帶來的許多益處。

智能配電網(wǎng)強(qiáng)調(diào)電力公司和電力客戶之間的互動(dòng)，用戶可以通過家里的電力智能控制終端（ICT）隨時(shí)了解電網(wǎng)的供電情況，及時(shí)調(diào)整家用電器的設(shè)定參數(shù)；用戶還可以通過互聯(lián)網(wǎng)登陸當(dāng)?shù)毓╇姽揪W(wǎng)站，方便直觀地觀察和了解電網(wǎng)供電/停電情況和事故處理信息等。

4.結(jié)束語

智能電網(wǎng)的發(fā)展就像一切事物的發(fā)展規(guī)律一樣：總的趨勢是向前的，但是在前進(jìn)的道路上難免會(huì)遇到挫折和考驗(yàn)。這需要我們堅(jiān)持信念和提高技術(shù)，將新的科技應(yīng)用于實(shí)踐。在國家政府的扶持下，智能電網(wǎng)必定會(huì)展現(xiàn)出其特有的生命力。