智能配電網(wǎng)與配電自動化的分析

顏志強

摘 要：文章分析了各種類型配電網(wǎng)的特征，就實現(xiàn)配電網(wǎng)系統(tǒng)的自動化展開系統(tǒng)的分析，并提出了自己的見解。

關(guān)鍵詞：智能；配電網(wǎng)；自動化；技術(shù)；發(fā)展趨勢

隨著電力市場和經(jīng)濟建設(shè)的飛速發(fā)展，配電網(wǎng)的智能化已成為一種必然的趨勢。長期以來，人們都不是十分重視配電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)和系統(tǒng)改進，傳統(tǒng)的配電網(wǎng)設(shè)備性能落后，導(dǎo)致事故頻繁發(fā)生，嚴重影響了城市的經(jīng)濟建設(shè)和人們的正常生活，如今，配電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)在經(jīng)濟建設(shè)飛速發(fā)展的今天顯得越來越突出，需要人們多加關(guān)注。智能配電網(wǎng)是一個完全實現(xiàn)自動化管理的供電系統(tǒng)，是智能電網(wǎng)的重要組成部分，這個網(wǎng)絡(luò)中的每一個節(jié)點，即個人用戶都會被進行監(jiān)控分析，保證電流從發(fā)電廠流出到每個用戶用電的整個流程實現(xiàn)智能化，這樣可以解決現(xiàn)今配電、用電以及電力公司和每個用電者之間的環(huán)節(jié)薄弱的問題[1]，提高整體系統(tǒng)的性能和效率。建設(shè)靈活、清潔、安全、經(jīng)濟的智能配電系統(tǒng)，是人類用電的發(fā)展方向，也是時代發(fā)展的需求。

1 各種配電網(wǎng)的特征

1.1 傳統(tǒng)配電網(wǎng)的特征

傳統(tǒng)配電網(wǎng)的系統(tǒng)功能比較簡單，能量流只由變電站單方向地流向用電戶，信息傳播慢，并且不完整，有些信息孤島不容易被察覺。而傳統(tǒng)配電網(wǎng)的業(yè)務(wù)流程僅局限于部門內(nèi)部，這些系統(tǒng)功能的不完善，使得傳統(tǒng)的配電網(wǎng)已經(jīng)不能適應(yīng)時代發(fā)展的需求，正逐步被淘汰。

1.2 數(shù)字配電網(wǎng)的特征

數(shù)字配電網(wǎng)相對于傳統(tǒng)配電網(wǎng)而言，在某些方面有了較大的改進和突破，比如在信息系統(tǒng)方面，能夠有效集成，跨部門之間可以實現(xiàn)信息共享。而且已經(jīng)實現(xiàn)業(yè)務(wù)流的縱向和橫向的貫通，但是在能量流方面，依然只能使電流從變電站單方向地流向用電戶，這也是數(shù)字配電網(wǎng)的缺陷及需改進的部分。

1.3 智能配電網(wǎng)的特征

只能配電網(wǎng)不僅能夠完全實現(xiàn)自動化的運行供電管理，而且在各方面相對于傳統(tǒng)配電網(wǎng)和數(shù)字配電網(wǎng)而言都有了非常大的改進，比如能量流能夠?qū)崿F(xiàn)變電站與用電戶之間的雙向流通，能夠支持互動業(yè)務(wù)流程，全局優(yōu)化，實現(xiàn)雙向?qū)Φ韧ㄐ?，能分布式處理[2]。在業(yè)務(wù)流方面支持互動業(yè)務(wù)流程，全局優(yōu)化的決策等，面對當(dāng)今的用電形勢，配電網(wǎng)供電需求不斷增大，連接復(fù)雜度的增高，加上可再生能源接入等問題，發(fā)展全自動化的智能配電網(wǎng)成為電力系統(tǒng)發(fā)展的必然選擇和趨勢。

2 實現(xiàn)智能配電網(wǎng)的基本要求

從國際性的大都市到縣級城市乃至農(nóng)村，都需要配電網(wǎng)為之服務(wù)，而一個城市經(jīng)濟額繁榮程度，決定著配電網(wǎng)的應(yīng)用，要使配電網(wǎng)實現(xiàn)智能自動化，要從以下幾方面做起：

（1）一個地區(qū)要實現(xiàn)配電網(wǎng)的智能化，首先要立足于地區(qū)的基本經(jīng)濟基礎(chǔ)，根據(jù)實際用電需求，相匹配地對配電網(wǎng)作出相應(yīng)改進，絕不能追求形勢上的虛假繁榮，不顧實際情況將大量資金投入不符合經(jīng)濟基礎(chǔ)的配電網(wǎng)改造中去，這樣不僅不利于民生，也對地區(qū)的經(jīng)濟長遠發(fā)展有害。（2）從用戶用電的實際要求出發(fā)，為用戶保證供電，確保每一個用戶都能有充足的電力資源使用，滿足用戶的用電需求。在以前的一段時間，電力能源緊缺，經(jīng)常發(fā)生限制供電的現(xiàn)象，現(xiàn)在隨著社會的進步，基本上已經(jīng)不會發(fā)生這種現(xiàn)象，在此基礎(chǔ)上，要進一步地提高供電系統(tǒng)性能，提高網(wǎng)絡(luò)的輸送能力和做好網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，并提高技術(shù)裝備的可靠性及運行部門的免維護要求，還要完善系統(tǒng)的自動化程度及自動化處理故障的能力。另一方面，隨著城市高新技術(shù)裝備和居民家用電器的增多，高峰低谷現(xiàn)象對電能質(zhì)量是相對應(yīng)的[3]，因此還需要保證電能質(zhì)量。（3）電能在輸送的過程中不可避免地要損耗，這對于能源來說是一種極大地浪費，但是又是一件不可避免的事情，我們只有盡量地去降低這種損耗，改造城市電網(wǎng)導(dǎo)線截面，降低線路的電阻率。采用新的輸送電金屬，減少線路電能的損失，優(yōu)化輸送路徑，做到經(jīng)濟運行。（4）智能配電網(wǎng)的采用，要盡量選取自動化程度較高的設(shè)備，這樣才能提高系統(tǒng)的障判斷能力并在無技術(shù)人員的情況下自動隔離故障。節(jié)省大量人力成本。解決配備智能配電網(wǎng)所遇到的技術(shù)問題。（5）智能配電網(wǎng)能實現(xiàn)自我監(jiān)控，通過計算機分析計算進行電能分配，這樣便于配電的網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟分析，歷史數(shù)據(jù)的記錄和查詢規(guī)劃等。

3 我國配電網(wǎng)中存在的問題

由于城市建設(shè)的高速發(fā)展，引起供電需求的大幅度增長，這樣配電網(wǎng)的發(fā)展便成了城市前進的必要一步，而城市在發(fā)展初期的不合理規(guī)劃往往導(dǎo)致配電網(wǎng)的不合理配置，形成了不相適應(yīng)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，使配電網(wǎng)不適應(yīng)城市發(fā)展的需求，主要反映以下幾點：

（1）配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的能力落后于城市建設(shè)的發(fā)展，隨著城市規(guī)模的擴大，商業(yè)圈的建立，落后的配電網(wǎng)系統(tǒng)往往不能滿足城市發(fā)展的需要。（2）電能無法輸送。瓶頸效應(yīng)突出，許多停電事故因此而引起。這是由于配電網(wǎng)的系統(tǒng)設(shè)置沒有跟上城市發(fā)展的步伐而導(dǎo)致的。（3）電線通道與城市規(guī)劃不相適應(yīng)，有的地方改用地下電纜，施工及投資不允許，采用架空導(dǎo)線又環(huán)境條件不允許，給配電網(wǎng)的建設(shè)帶來了很大的阻力。（4）能源浪費。早期建設(shè)的線路導(dǎo)線細，輸電時造成較大的損耗，個別地區(qū)配電網(wǎng)損耗達30%，造成能源大量浪費和環(huán)境污染。

綜上所述，實現(xiàn)城市配電網(wǎng)自動化是一項規(guī)模宏大的綜合性工程，應(yīng)具有較為完整的配電網(wǎng)點和較好的城市規(guī)劃，在城市經(jīng)濟基礎(chǔ)允許的情況下，盡量選用較為先進的設(shè)備，實現(xiàn)城市配電網(wǎng)智能化石一項具有長遠利益且利于民生的工程，各級部門應(yīng)予以重視。

4 智能配電領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)及方案

評判配電網(wǎng)是否智能化的標(biāo)志，要看它是否符合自動化的要求。關(guān)于自動化通訊，通常概念有兩種。

第一種是外圍通訊。采用的方法為有線和無線二種。其中有線分光纖通訊，音頻電纜通訊和電力載波通訊。無線通訊分微波通訊，擴頻通訊和無線電通訊。在具體地區(qū)的應(yīng)用，應(yīng)根據(jù)具體情況和實際應(yīng)用效果來決定采取哪一種通訊方式。另一種通訊是應(yīng)用于計算機上的軟件通訊。各種計算機軟件以及數(shù)據(jù)庫、遠動裝置都是由計算機軟件進行數(shù)據(jù)交換，在實際計算機運行過程中的某一種規(guī)定的方式進行，通訊規(guī)約一般是由設(shè)備自身來設(shè)定。

另外，光纖通訊是城市配電網(wǎng)中應(yīng)用比較多的一種通訊方式。它可靠性高，干擾小，不受環(huán)境條件的影響，可作為語言、數(shù)據(jù)的傳輸，現(xiàn)今來說，是一種較好的通訊方式。但是同時它的費用較高，受成本資金的影響，使之應(yīng)用并不廣泛。

5 智能配電的發(fā)展趨勢

在國際上來說，近幾年來，歐美發(fā)達國家大力提倡和發(fā)展智能電網(wǎng)，希望能通過投資建設(shè)智能電網(wǎng)而達到刺激經(jīng)濟發(fā)展的效果。智能電網(wǎng)能提高能效，減少溫室氣體排放，節(jié)約資源，保護環(huán)境，最終下降電價，使廣大用戶受益。智能電網(wǎng)的推廣可減少25%以上的由發(fā)電產(chǎn)生的二氧化碳。對于全球的溫室效應(yīng)也有一定的遏制作用。

就國內(nèi)而言，中國各地區(qū)差異很大，經(jīng)濟情況和生活條件相差較大，想要在全國完全實現(xiàn)智能電網(wǎng)，還很遙遠。所以中國的智能電網(wǎng)發(fā)展必須從試點開始推廣，慢慢走向全國。配電網(wǎng)智能化方面，中國在近期內(nèi)很難達到美國水平，應(yīng)考慮到我們的基本國情，做出相應(yīng)的對策。

6 結(jié)束語

實現(xiàn)配電網(wǎng)的智能化是當(dāng)前電網(wǎng)建設(shè)的熱點，無論大、中、小城市都把配電網(wǎng)的改造建設(shè)及智能化的實現(xiàn)作為工作重點，不惜大量人力物力財力進行整個電網(wǎng)的改造，但是也不能盲目跟風(fēng)，應(yīng)慎重對待配電網(wǎng)的智能化，應(yīng)用高新科技成果，根據(jù)地區(qū)的需求及經(jīng)濟基礎(chǔ)條件進行合理的改造，相信這項利國利民的工程在各方面的共同努力下，會不斷完善并取得好的成效，獲得更大的社會效益和經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1]侯博淵.變電站無功補償設(shè)備的運行與控制[M].山東：山東工業(yè)大學(xué)，1991.

[2]靳龍章，丁毓山.電網(wǎng)無功補償實用技術(shù)[M].北京：中國水利水電出版社，1997.