智能配電技術(shù)及其應(yīng)用探討

劉福華 朱濤 張玉

摘 要：隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，全國各地對電力能源的需求不斷增加，對供電質(zhì)量的要求也越來越高，為了滿足廣大用戶的需求，智能配電網(wǎng)的發(fā)展已成為一種趨勢。本文就智能配電技術(shù)及其在智能配電網(wǎng)中的具體應(yīng)用進(jìn)行了探討，希望能為我國智能配電網(wǎng)的發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：智能配電；技術(shù)；應(yīng)用

智能配電網(wǎng)以其可靠性、靈活性、多功能性等特點，以及環(huán)保、美觀、占地、投資回報等方面的優(yōu)勢，成為我國電網(wǎng)改革的主流方向，由此帶來的智能配電技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用也得以大力發(fā)展。

1 智能配電網(wǎng)

智能電網(wǎng)（smart power grids），就是電網(wǎng)的智能化。它是通過先進(jìn)高速的集成、雙向通信系統(tǒng)，有效連接電網(wǎng)的主站系統(tǒng)、子站系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、配電遠(yuǎn)方終端，實現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)保目標(biāo)，是一種先進(jìn)的供電模式。相對于傳統(tǒng)的供電網(wǎng)絡(luò)，智能配電網(wǎng)的優(yōu)勢明顯。

1.1 兼容性好

智能配電網(wǎng)的兼容性體現(xiàn)在對大電源的集中接入和支持分布式發(fā)電方式的接入這兩種模式的適應(yīng)性上。不管是在哪種模式下，智能配電網(wǎng)都可以保持高效的運(yùn)行狀態(tài)。與傳統(tǒng)配電網(wǎng)不同的是，智能配電網(wǎng)還能實現(xiàn)再生能源的利用。

1.2 自愈能力強(qiáng)

智能配電網(wǎng)通過強(qiáng)大的通信系統(tǒng)可以對整個供電網(wǎng)絡(luò)實行實時監(jiān)控，能自動檢測配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)供電網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題時，能及時做出反應(yīng)，自動診斷、排除故障。這對于提升供電質(zhì)量有極大的幫助。

1.3 安全可靠

配電網(wǎng)的運(yùn)行會受到自然因素的影響，如極端氣候、災(zāi)害以及人為因素（外力破壞）等。這兩方面的因素是造成配電網(wǎng)安全性、可靠性降低的主要原因。針對這一情況，智能配電網(wǎng)實現(xiàn)了自動分析及處理問題的功能，有效杜絕了這類事件對正常供電的影響，保障了電網(wǎng)的安全，同時對人身和設(shè)備也起到了保護(hù)作用。

1.4 可實現(xiàn)與用戶的互動

智能配電網(wǎng)高效的通信系統(tǒng)是實現(xiàn)與用戶良好互動的基礎(chǔ)。通過對用戶用電情況的數(shù)據(jù)收集，智能配電網(wǎng)能自動調(diào)整供電計劃，提供給用戶最佳的供電保障，同時也滿足了節(jié)能方面的需求。

2 智能配電技術(shù)的應(yīng)用

2.1 配電網(wǎng)自愈技術(shù)的應(yīng)用

智能配電網(wǎng)的運(yùn)行采取的是無人控制或少數(shù)人為控制的方式，通過智能化管理把人為因素對配電系統(tǒng)造成的風(fēng)險降到最低，在很大程度上保證了供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。智能配電網(wǎng)的自愈技術(shù)是智能化管理的體現(xiàn)。

在智能配電網(wǎng)運(yùn)行過程中，就已通過控制理論基礎(chǔ)對配電網(wǎng)控制區(qū)域的具體數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，依據(jù)配電區(qū)域內(nèi)的真實供電情況進(jìn)行了正常區(qū)域、故障區(qū)域、維修區(qū)域、脆弱區(qū)的劃分，預(yù)測了可能存在的安全隱患，并預(yù)先制訂了解決方案，當(dāng)問題出現(xiàn)時，能進(jìn)行相應(yīng)的解決。

實現(xiàn)智能配電網(wǎng)自愈技術(shù)的實際運(yùn)用。首先需要在配電網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置足夠的智能開關(guān)設(shè)備和具有故障檢測與識別功能的智能終端。智能開關(guān)和智能終端的作用是實現(xiàn)對配電網(wǎng)的實時監(jiān)測，從而達(dá)到故障的自檢和診斷。這一技術(shù)需要強(qiáng)大的通信網(wǎng)絡(luò)的支持。

2.2 高級配電自動化技術(shù)的應(yīng)用

高級配電自動化技術(shù)由高效運(yùn)行技術(shù)、用戶互動技術(shù)、分布式電源和儲能系統(tǒng)的接入技術(shù)等多項技術(shù)構(gòu)成，其作用是實現(xiàn)配電網(wǎng)分布式電源的良好接入、保障供電的可靠性、實現(xiàn)電網(wǎng)故障的隔離、加強(qiáng)配電網(wǎng)自愈能力，以及提高計算機(jī)的決策能力。高級配電自動化技術(shù)實施的現(xiàn)實意義非常重要。首先，這項技術(shù)是供電安全性的有效保障；其次，在供電網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時，可以采取隔離措施，將故障對供電的影響降到最低，同時在最短的時間內(nèi)自行進(jìn)行故障排查和修理，有效縮短故障修理時間，最大限度地滿足用戶的用電需求。

2.3 以分布式發(fā)電及高新技術(shù)為基礎(chǔ)的微網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

目前，不可再生資源的急劇減少，使得智能配電技術(shù)的發(fā)展朝著節(jié)能的方向邁進(jìn)。分布式發(fā)電的大規(guī)模接入，對能源的充分利用有一定的幫助，但也存在一些問題，比如供電間隙性問題會給配電網(wǎng)帶來電能質(zhì)量不穩(wěn)定、孤島效應(yīng)以及適應(yīng)性問題，這對保持供電網(wǎng)絡(luò)的可靠性和穩(wěn)定性構(gòu)成了損害。微網(wǎng)技術(shù)的引入可以很好地控制這些問題的出現(xiàn)，微網(wǎng)可以并網(wǎng)運(yùn)行，也可以遠(yuǎn)離主電網(wǎng)獨立運(yùn)行，這兩種運(yùn)行模式可以實現(xiàn)無縫轉(zhuǎn)換，達(dá)到全網(wǎng)最優(yōu)協(xié)調(diào)，大大提高整個供電網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

2.4 仿真技術(shù)的應(yīng)用

在真實配電網(wǎng)中，有很多數(shù)據(jù)體量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、測算困難，建立數(shù)學(xué)模型也存在不精確的問題，這就需要采用仿真型系統(tǒng)或物理設(shè)備模擬，建立配電網(wǎng)數(shù)模仿真技術(shù)，以實現(xiàn)供電網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)和自我保護(hù)。

3 智能配電技術(shù)的發(fā)展趨勢

智能化電網(wǎng)的建立包含眾多的研發(fā)課題，其中分布發(fā)電技術(shù)、微電網(wǎng)技術(shù)、電力電子技術(shù)、燃料源與儲能、超導(dǎo)、超級電容器儲能系統(tǒng)、基于MEMS的智能傳感器等，都屬于未來研究發(fā)展的項目。目前，智能配電技術(shù)的突破創(chuàng)新主要集中在智能微網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。

智能微網(wǎng)本身是智能電網(wǎng)的重要組成部分，智能微網(wǎng)的建設(shè)是最簡單易行的智能電網(wǎng)項目，可以有效實現(xiàn)供電的穩(wěn)定性、分布式電源的有效利用、提高電網(wǎng)的資源利用，同時還可以提升用戶的用電感受。圍繞這項技術(shù)而開發(fā)的保護(hù)控制技術(shù)、量測技術(shù)、并網(wǎng)技術(shù)以及故障限制技術(shù)都是技術(shù)開發(fā)的重點。

4 結(jié)語

智能配電技術(shù)是實現(xiàn)智能電網(wǎng)建設(shè)的前提，是引導(dǎo)能源、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)手段。充分開發(fā)智能配電技術(shù)，完善智能電網(wǎng)的建設(shè)，是保證能源合理利用、社會正常運(yùn)行、創(chuàng)造更大的社會經(jīng)濟(jì)效益的最好選擇。

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（作者單位：國網(wǎng)山東省電力公司巨野縣供電公司）