探析智慧城市建設(shè)中智能配網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

邵 亮

（黃石供電公司，湖北 黃石 435000）

探析智慧城市建設(shè)中智能配網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

邵 亮

（黃石供電公司，湖北 黃石 435000）

我國未來一段時期內(nèi)，智慧城市的建設(shè)將是最大的內(nèi)需和項目。智能配網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，可以為我國智慧城市建設(shè)提供最為科學(xué)高效的技術(shù)支持和能源保障。本文就從智能電網(wǎng)和智能配網(wǎng)的關(guān)系入手，結(jié)合目前智能配網(wǎng)技術(shù)存在的問題，進而闡述了如何進一步優(yōu)化和規(guī)范智能配網(wǎng)技術(shù)，從而推動智慧城市的建設(shè)和發(fā)展。

智慧城市；智能配網(wǎng)技術(shù)；規(guī)劃設(shè)計

隨著科學(xué)水平的不斷提高，信息化已經(jīng)成為現(xiàn)代城市發(fā)展的重要策略之一。我國十八大就明確了全面建成小康社會目標(biāo)之一就是大幅度提升信息化水平，這也是我國決定大力發(fā)展智慧城市的重要標(biāo)志。所以，目前各大城市的首要任務(wù)就是建設(shè)新型城市，而智慧城市的重要內(nèi)容就是必須建立關(guān)于可再生資源且智能化電網(wǎng)的應(yīng)用機制。

一、智能配網(wǎng)技術(shù)的概述

在了解智能配網(wǎng)之前，必須首先了解智能電網(wǎng)的概念。智能電網(wǎng)簡稱SG，它的概念最早是由美國未來能源聯(lián)盟智能電網(wǎng)工作組命名的，它是具備完善性能且可以為用戶提供一系列增值服務(wù)的輸配電系統(tǒng)，這套系統(tǒng)包含了信息與通信技術(shù)、高級傳感技術(shù)、監(jiān)視技術(shù)和現(xiàn)代電力工程技術(shù)。智能電網(wǎng)的建設(shè)非常復(fù)雜，不僅包括發(fā)電、變電、輸電、配電、調(diào)度和用電6個環(huán)節(jié)，還包括支持這些環(huán)節(jié)運作的通信信息平臺。

智能配電網(wǎng)簡稱SDG，它是智能電網(wǎng)的重要組成部分之一。智能配電網(wǎng)比傳統(tǒng)的配電網(wǎng)更安全，自愈能力更強，不但有較高的資產(chǎn)利用率和電能質(zhì)量，而且可以大量接入分布式電源，來幫助與用戶互動以及可視化地管理配電網(wǎng)及其設(shè)備。

二、我國智能配網(wǎng)建設(shè)的現(xiàn)狀

目前美國智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)注點在于升級更新電力網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)，歐洲智能電網(wǎng)建設(shè)的重點則在于逐步接入可再生資源。我國則因為改革開放以后，一直處于經(jīng)濟高速發(fā)展?fàn)顟B(tài)，因此環(huán)境污染嚴(yán)重，能源消耗過大，所以我國目前智能電網(wǎng)建設(shè)的要點就在于著重發(fā)展低碳經(jīng)濟，提高消納大規(guī)模間歇式能源的能力，以提高電能質(zhì)量和保障供電可靠性。

智能配網(wǎng)是智能電網(wǎng)的重要基石，其配網(wǎng)環(huán)節(jié)包括建設(shè)與改造配電網(wǎng)網(wǎng)架、配電自動化試點、接入與控制分布電源、互動應(yīng)用配用電系統(tǒng)以及對信息孤島的整合和關(guān)聯(lián)等。通常情況下，配電網(wǎng)是指在電力網(wǎng)中負(fù)責(zé)電能分配的網(wǎng)絡(luò)，主要組成部分包括桿塔、線路、開關(guān)、配電變壓器和無功補償裝置等設(shè)施。目前而言，我國的配電網(wǎng)都是電壓等級不大于35kV的電網(wǎng)。

三、我國智能配網(wǎng)建設(shè)存在的問題

（一）智能配網(wǎng)建設(shè)重視程度不夠

目前我國很多城市對智能配網(wǎng)建設(shè)不夠重視，不但投入資金有限，而且對頂層的規(guī)劃和設(shè)計都比較落后，配網(wǎng)設(shè)備檔次較低，調(diào)度運行的技術(shù)支持也不夠，同時，都是采用手動為主，電動為輔的斷路器操作方法，例如柱上刀閘、接地刀閘等都是手動操作，總體很難實現(xiàn)遙控操作，據(jù)統(tǒng)計，目前只有6.7%的配網(wǎng)可以實現(xiàn)自動化。

而在經(jīng)濟發(fā)展比較落后的城市和地區(qū)，一次設(shè)備更是全部手動化，配網(wǎng)設(shè)備的工作環(huán)境非常惡劣，電控操作機構(gòu)呈現(xiàn)敞開式，且容易發(fā)生氧化嚴(yán)重或者機構(gòu)卡塞等問題。

（二）智能配網(wǎng)通信平臺的技術(shù)支持和管理能力不夠

我國目前的配網(wǎng)設(shè)備不僅數(shù)量比較多，而且分布非常散亂，這樣就要求配網(wǎng)自動化設(shè)備必須配置足夠的采集控制終端，才能完成智能配網(wǎng)系統(tǒng)與終端設(shè)備的通信和互聯(lián)。目前采集終端的主要通信手段無論是光纖等有線通信方式，還是GPRS等無線通信方式，都存在通信手段單一，無法滿足配網(wǎng)自動化建設(shè)的功能和維護等缺點，而如果采用多種手段結(jié)合的方式，通道建設(shè)和管理難度就大大增加。

（三）智能配網(wǎng)電源的配置過于復(fù)雜

智能配網(wǎng)技術(shù)可以在故障發(fā)生時，快速準(zhǔn)確地對故障區(qū)域進行定位，并及時通過遙控的方式清除障礙來保證供電，這就要求必須在現(xiàn)場安裝足夠的終端裝置來提供工作電源，來實時采集線路信息。

在目前的配網(wǎng)系統(tǒng)中，如果出現(xiàn)停電現(xiàn)象，配網(wǎng)系統(tǒng)中計算機系統(tǒng)和通信系統(tǒng)都會掉電，只能通過安裝蓄電池或者充電器的方法來保證終端設(shè)備在停電后依舊保持工作狀態(tài)，但這樣做后期維護的難度又會有所增加，進一步削弱了主站作用。

（四）智能配網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)存在偏差

我國大部分城市目前的配網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)都存在偏差，不夠科學(xué)合理，存在諸多問題，包括負(fù)荷分布不均衡、單輻射線路多、變電站布點與負(fù)荷中心區(qū)距離過遠以及手拉手供電的半徑太長等，也正是這種配網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的缺陷，導(dǎo)致智能配網(wǎng)的科學(xué)性和智能化程度都遠遠達不到預(yù)期目標(biāo)。

（五）智能配網(wǎng)調(diào)度的技術(shù)支持不夠

目前我國智能配網(wǎng)的調(diào)度缺乏技術(shù)支持，配調(diào)指揮系統(tǒng)缺乏運行監(jiān)制和控制功能。很多調(diào)度部門為了節(jié)省資金，都采取了將配網(wǎng)工作站設(shè)置到地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的功能模塊的方式，很少有部門單獨建設(shè)了調(diào)度指揮系統(tǒng)，致使技術(shù)支持力度和范圍都有所欠缺。

四、智慧城市建設(shè)中智能配網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)化策略

智慧城市的建設(shè)，應(yīng)當(dāng)最大化的運用現(xiàn)代信息通信技術(shù)，將人的智慧與物的價值互相結(jié)合，互相補充，進而實現(xiàn)經(jīng)濟活動最優(yōu)化。智能配網(wǎng)技術(shù)是實現(xiàn)智慧城市建設(shè)的重要一環(huán)，必須從以下六個方面加以完善和優(yōu)化：

（一）進一步完善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

在智慧城市的建設(shè)過程中，我們必須進一步重視智能配網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，加大投資力度，規(guī)范規(guī)劃方案。按照國網(wǎng)公司《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則》的要求，做到以下幾點：

一是結(jié)合城市區(qū)域的電網(wǎng)現(xiàn)狀以及存在的問題，制定好中遠期目標(biāo)；

二是做好與上機電網(wǎng)的協(xié)調(diào)和銜接工作，進一步建立完善配電網(wǎng)的動態(tài)修訂體制；

三是必須統(tǒng)一配電網(wǎng)的規(guī)劃、設(shè)計、安裝的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；

四是積極汲取國外先進配網(wǎng)理念和方式，并創(chuàng)新配網(wǎng)方法；

五是加大對配電網(wǎng)規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的學(xué)習(xí)和研究，保證智能配網(wǎng)建設(shè)的質(zhì)量和效率。

（二）提高智能配網(wǎng)設(shè)備水平

加強智能配網(wǎng)建設(shè)，提高智能配網(wǎng)技術(shù)水平的核心所在就是不斷提升配網(wǎng)自動化的程度和智能配網(wǎng)設(shè)備水平。在保證資金到位和條件成熟的前提下，不斷優(yōu)化網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，以提高智能配網(wǎng)的設(shè)備水平，加強自動化應(yīng)用水準(zhǔn)。

必須進一步加強三遙化建設(shè)，可以快速定位配網(wǎng)線路故障處，并及時隔離故障，同時加強網(wǎng)架重構(gòu)和負(fù)荷轉(zhuǎn)移的功能。

（三）提升配網(wǎng)信息保障能力

我國智能配網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)當(dāng)有機地將寬帶無線和光通信技術(shù)相融合，保證兩者互補有效地發(fā)揮作用。寬帶無線具備便捷性和靈活性，而光通信具備可靠性和穩(wěn)定性，兩者的結(jié)合是大勢所趨，智能配網(wǎng)技術(shù)應(yīng)當(dāng)按照設(shè)備等級和性質(zhì)的不同，進行差異取樣。例如，柱上聯(lián)絡(luò)開關(guān)、遙控操作的環(huán)網(wǎng)柜以及開閉所，應(yīng)當(dāng)采用光纖通信；線路故障指示器、不需遙控操作的柱上開關(guān)以及能量采集終端，應(yīng)當(dāng)采用無線通信；對實時性要求較低的配變等數(shù)據(jù)檢測，可以采用采集方式。

（四）鞏固配網(wǎng)智能化水平

配網(wǎng)和上級調(diào)度自動化系統(tǒng)主要通過兩種方式來產(chǎn)生邏輯結(jié)構(gòu)：一種方式是遠程終端模式，這種模式雖然需要的資金相對較少，但是網(wǎng)絡(luò)通信流量比較大，而且可靠性不足；另一種方式是廣域分布式采集模式，這種模式的所有配電網(wǎng)的調(diào)度主站系統(tǒng)均獨立出來，具備較強的實時性，并且可以和上級調(diào)度系統(tǒng)有機結(jié)合。對于我國的智能配網(wǎng)建設(shè)，必須注重對諸如配網(wǎng)潮流計算、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)以及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龅雀呒壒δ艿拈_發(fā)利用，因此應(yīng)當(dāng)采用廣域分布式采集模式。

除此之外，還必須注重對數(shù)據(jù)的采集和對信息的集成和共享。尤其是數(shù)據(jù)采集方面，必須彌補數(shù)據(jù)收集存在的缺陷，主要方法有兩種：一種是通過新建和改造電網(wǎng)，來實行數(shù)據(jù)實時采集；另一種是將設(shè)備檢修或試驗產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，以及智能巡檢記錄的數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)收集的補充數(shù)據(jù)。

（五）強化管控業(yè)務(wù)擴展能力

智能配網(wǎng)系統(tǒng)不僅具備安全操作管理的能力，還具備現(xiàn)場作業(yè)管理的能力，這都是其管控業(yè)務(wù)的擴展能力。目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)被引入智能配網(wǎng)技術(shù)，通過手持PDA，就可以管理物資、安全生產(chǎn)等業(yè)務(wù)，這種移動作業(yè)管理可以保證數(shù)據(jù)的有效流動，進而提高電網(wǎng)運營和維修工作的效率。

（六）加強接納分布式電源的抗干擾能力

傳統(tǒng)配網(wǎng)技術(shù)不但沒有接入SER，也嚴(yán)格限制了DER容量和網(wǎng)店的選擇，這些都制約了對分布式電源的應(yīng)用。智能配網(wǎng)技術(shù)則對DER進行了接入，并開展了汽車充電和利用可再生資源等能量管理理念，真正推動了可再生能源發(fā)電發(fā)展。

結(jié)語

智能配網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展是智慧城市建設(shè)的重要一環(huán)，因此，必須加大投入資金，提高重視程度，通過智能配網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展來促進建設(shè)智慧城市。

［1］趙江華，楊耀，楊雙吉.探析智慧城市建設(shè)中智能配網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用［J］.甘肅科技，2014（23）：127-129+62.

［2］王豪.探析城市配網(wǎng)線路建設(shè)中的智能化技術(shù)應(yīng)用［J］.企業(yè)改革與管理，2015（24）；195.

［3］謝玨琪.從平安城市到智慧城市——智能視頻監(jiān)控技術(shù)的升級應(yīng)用［J］.中國公共安全（綜合版），2012（3）：84-87.

TP3

A