智能配電網(wǎng)技術(shù)的探討

【摘要】近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，工業(yè)化進(jìn)程不斷推進(jìn)，城鄉(xiāng)用電負(fù)荷量的與日俱增，用戶對(duì)供電質(zhì)量要求越來(lái)越高，作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，配電網(wǎng)技術(shù)的研究顯得尤其迫切。本文通過(guò)對(duì)當(dāng)前配電網(wǎng)重構(gòu)進(jìn)行探討，引入智能配電網(wǎng)技術(shù)，提出配電網(wǎng)智能化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)智能化控制，并通過(guò)配電網(wǎng)智能監(jiān)測(cè)終端設(shè)計(jì)，進(jìn)一步對(duì)智能配電網(wǎng)進(jìn)行技術(shù)性探討，以期為智能電網(wǎng)發(fā)展提供參考。

【關(guān)鍵詞】智能；配電網(wǎng)；設(shè)計(jì)

作為電網(wǎng)的重要環(huán)節(jié)，配電網(wǎng)擔(dān)負(fù)著電力系統(tǒng)與用戶聯(lián)系、向用戶供應(yīng)電能和分配電能的重要功能，是電力系統(tǒng)中二次降壓變電站低壓側(cè)直接或降壓后向用戶供電的網(wǎng)絡(luò)，在電力系統(tǒng)及電力系統(tǒng)自動(dòng)化管理中占有非常重要的地位。但隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高，傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃模型已滿足不了配電網(wǎng)要求的可靠性、投資回報(bào)、環(huán)保、美觀、占地、線路走廊等多種屬性。作為電力系統(tǒng)電能發(fā)、變、送、配中最后一個(gè)直接面向用戶的環(huán)節(jié)，配電網(wǎng)的規(guī)劃出現(xiàn)的復(fù)雜化、不確定屬性增加和決策主體多元化等新情況，這使得配電網(wǎng)建設(shè)的力度迫切需要加大，合理進(jìn)行配電網(wǎng)規(guī)劃，發(fā)揮配電網(wǎng)建設(shè)最大的綜合投資效益，逐步改造成結(jié)構(gòu)合理、可靠性高、自動(dòng)化程度高、電壓質(zhì)量好、可遠(yuǎn)程監(jiān)控的智能配電網(wǎng)。

1、智能配電網(wǎng)的內(nèi)涵

智能配電網(wǎng)通過(guò)廣泛應(yīng)用的分布式智能設(shè)備、通信系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)，對(duì)配網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、整合和分析挖掘，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)各成員之間的無(wú)縫連接及實(shí)時(shí)互動(dòng)，達(dá)到對(duì)整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行的優(yōu)化管理。確保對(duì)廣大用戶的安全可靠供電是地區(qū)電網(wǎng)企業(yè)的核心工作。智能配電網(wǎng)作為智能電網(wǎng)的重要組成部分，對(duì)于地區(qū)電網(wǎng)企業(yè)具有重要意義。智能配電網(wǎng)研究對(duì)提高配電網(wǎng)運(yùn)行管理水平和供電可靠性具有重要意義。

智能配電網(wǎng)是以配電網(wǎng)及其相天資產(chǎn)為中心，針對(duì)其設(shè)計(jì)建造、運(yùn)行、維護(hù)等綜合應(yīng)用各種先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)、通信技術(shù)、信息、技術(shù)以及現(xiàn)代管理理念和手段，實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)設(shè)備壽命，確定更換資產(chǎn)的優(yōu)先順序，降低配電網(wǎng)絡(luò)改造花費(fèi)和防止配電網(wǎng)絡(luò)故障等目的，最終使供電企業(yè)能夠提供質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的服務(wù)。智能配電網(wǎng)應(yīng)該具備如下特點(diǎn)：靈活性強(qiáng)、功能多樣、能安全可靠的提供高質(zhì)量的供電、能促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2、智能配電網(wǎng)的發(fā)展方向

目前，智能電網(wǎng)剛剛起步，未來(lái)智能電網(wǎng)的核心是智能配電網(wǎng)，而智能微網(wǎng)將是智能配電網(wǎng)的重要組成部分。由于微網(wǎng)技術(shù)的先進(jìn)性，在現(xiàn)有微網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)一步擴(kuò)展建設(shè)具有智能電網(wǎng)特征的“智能微網(wǎng)”，無(wú)疑是最節(jié)省投資、最容易實(shí)現(xiàn)的智能電網(wǎng)項(xiàng)目。智能電網(wǎng)研究的四大目標(biāo)包括：a.現(xiàn)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行；b.使分布式電源得到有效的利用；c.提高電網(wǎng)資產(chǎn)的利用率；d.提高用戶用電的效率、可靠性和電能質(zhì)量。

上述目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)需要通過(guò)高級(jí)量測(cè)體系 （AMI）、高級(jí)配電運(yùn)行（ADO）、高級(jí)輸電運(yùn)行 （ATO）和高級(jí)資產(chǎn)管理（AAM）之間的密切配合。

智能化電網(wǎng)的建立包含著眾多的研發(fā)課題，分布發(fā)電技術(shù)、微電網(wǎng)技術(shù)、電力電子技術(shù)、燃料源與儲(chǔ)能、超導(dǎo)、超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)、基于MEMS的智能傳感器等，都屬于未來(lái)研究發(fā)展的項(xiàng)目。智能化電網(wǎng)的研究、試驗(yàn)、運(yùn)行示范工作，將是一項(xiàng)長(zhǎng)期的任務(wù)。由于城市電網(wǎng)基礎(chǔ)條件較好，可以在城市電網(wǎng)首先開展試點(diǎn)研究和應(yīng)用。

3、配電網(wǎng)智能監(jiān)測(cè)終端設(shè)計(jì)

3.1設(shè)計(jì)目標(biāo)

根據(jù)配變監(jiān)測(cè)終端在電力系統(tǒng)運(yùn)行中的任務(wù)與作用，設(shè)計(jì)出一個(gè)配電網(wǎng)智能監(jiān)測(cè)終端，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)高精度、高準(zhǔn)確性地采集配電變壓器運(yùn)行的模擬量和狀態(tài)量；在最短時(shí)間內(nèi)將最新的測(cè)量結(jié)果上報(bào)主站；可以自動(dòng)檢測(cè)故障，如發(fā)現(xiàn)異常，立即向中心站報(bào)警；監(jiān)測(cè)設(shè)備可以自動(dòng)恢復(fù)故障；滿足電磁兼容性要求；確保終端工作安全可靠性。

3.2設(shè)計(jì)參數(shù)

擬設(shè)計(jì)終端工作與計(jì)量條件；擬設(shè)計(jì)終端工作電源；擬設(shè)計(jì)功能參數(shù)。

3.3功能設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)，本設(shè)計(jì)主要智能配監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的七大功能：第一，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)功能。該功能可以定時(shí)記錄三相交流電的測(cè)量數(shù)據(jù)，如三相電壓/電流、有功/無(wú)功功率、視在功率、25次以內(nèi)諧波電流、15次以內(nèi)諧波電壓、三相功率因數(shù)、線頻率，溫度等等，統(tǒng)計(jì)后，得出最大值、最小值，計(jì)算平均并向主站發(fā)送。第二，數(shù)據(jù)報(bào)表及存儲(chǔ)功能。該功能可以把月統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)或者日統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)保存起來(lái)，通常月統(tǒng)計(jì)可以保留12個(gè)月的數(shù)據(jù)，日統(tǒng)計(jì)保存40天的數(shù)據(jù)。第三，開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與控制功能。設(shè)計(jì)配電網(wǎng)智能監(jiān)測(cè)終端，就要對(duì)3路開關(guān)狀態(tài)量進(jìn)行采集。一旦發(fā)現(xiàn)開關(guān)狀態(tài)有變化時(shí)，馬上記錄發(fā)生時(shí)間和當(dāng)前狀態(tài)，并通過(guò)繼電器對(duì)開關(guān)進(jìn)行控制，要求可以讀到外部脈沖電能表的變化數(shù)據(jù)。第四，數(shù)據(jù)通信和傳輸功能。這設(shè)該功能是通過(guò)利用GPRS無(wú)線模塊，本機(jī)調(diào)試、控制和讀取外部智能電表的數(shù)據(jù)，定時(shí)上傳各種測(cè)量和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)近程有線通訊，使得遠(yuǎn)方參數(shù)設(shè)置功能和對(duì)時(shí)功能可以投到實(shí)際使用中去。第五，故障檢測(cè)及報(bào)警功能。這個(gè)功能要求系統(tǒng)對(duì)變壓器輸出掉相、掉電、失壓，電流、電壓越限進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常，立即收集故障信息，上報(bào)主站第六，設(shè)備診斷及自恢復(fù)功能。系統(tǒng)對(duì)于一些小故障，可以自我診斷、自動(dòng)恢復(fù)。第七，本地設(shè)置與數(shù)據(jù)顯示功能。該功能將將時(shí)間、精度修正等一些參數(shù)的設(shè)置可以通過(guò)本地設(shè)置完成，并顯示出測(cè)量參數(shù)、控制狀態(tài)和檢測(cè)狀態(tài)，有利于現(xiàn)象巡檢及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況。

結(jié)束語(yǔ)

智能配電網(wǎng)技術(shù)是智能電網(wǎng)重要組成部分，是電力系統(tǒng)新技術(shù)，對(duì)人婁能源、氣候、經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)發(fā)展等一系列問(wèn)題有著深遠(yuǎn)的意義，代表著未來(lái)的電網(wǎng)發(fā)展方向。本文通過(guò)探討配電網(wǎng)重構(gòu)策略、方法的基礎(chǔ)上，提出智能配電網(wǎng)系統(tǒng)控制技術(shù)，并以配電網(wǎng)智能監(jiān)測(cè)終端初步提出設(shè)計(jì)方案。但限于篇幅，本文尚未對(duì)配電網(wǎng)智能監(jiān)測(cè)終端設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行深入的探討。若能建立一套適合實(shí)際配電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的綜合評(píng)判的指標(biāo)體系，大力推廣智能配電網(wǎng)技術(shù)，這對(duì)我國(guó)智能電網(wǎng)的發(fā)展和完善將起到極大的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

[1]侯學(xué)理，孫杰.淺析智能化配電網(wǎng)[J].科技資訊，2011.12：142-143.

[2]顧欣欣.智能配電網(wǎng)自愈控制技術(shù)的實(shí)踐與展望[J].電力建設(shè)，2009，30（07）：4-6.

[3]毛鵬，戴斌，白日昶.一種新型振蕩中故障選相元件[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2009，33（05）：61-65.

[4]邢益健.探討配網(wǎng)自動(dòng)化的重要性及其相關(guān)技術(shù)[J].科技資訊，2009，（29）.

[5]馬世忠.對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)的探討[J].農(nóng)村電氣化，2008，（5）.