智能配電系統(tǒng)架構(gòu)分析及技術(shù)挑戰(zhàn)

吳迪

摘 要：電力企業(yè)在將基礎(chǔ)配電工作落實下來時，需使用配電系統(tǒng)，將智能化技術(shù)運用到現(xiàn)代配電系統(tǒng)中之后，配電效率提升。工作人員可在智能化配電系統(tǒng)的強力支持下，更有條例地應(yīng)對基礎(chǔ)配電工作。智能配單系統(tǒng)具有高性能、高自動化程度以及專業(yè)性極強的特點，其可對電能管理工作起到輔助性作用。在架構(gòu)該配電系統(tǒng)時，需運用先進(jìn)科技技術(shù)。本文探討相應(yīng)的架構(gòu)配電系統(tǒng)的建議，并剖析現(xiàn)有技術(shù)問題。

關(guān)鍵詞：智能配電系統(tǒng)；架構(gòu)方法；技術(shù)挑戰(zhàn)

電力企業(yè)在高效調(diào)配電能資源時，需利用各種先進(jìn)的技術(shù)系統(tǒng)，來做好電能分配工作。運用智能化技術(shù)可幫助有效改造配電系統(tǒng)，一些已有的配電問題可被消除，整體配電工作可變得更加安全，電力資源的實際利用率也能夠被有效提升。在組建新型智能配電系統(tǒng)時，不僅要有效運用各種配電設(shè)備，同時還要有效融入智能化技術(shù)。本文根據(jù)建設(shè)智能配電系統(tǒng)的經(jīng)驗，提供技術(shù)建議與現(xiàn)有技術(shù)問題。

1 智能配電系統(tǒng)分析

電力企業(yè)在進(jìn)行基礎(chǔ)性的業(yè)務(wù)活動時，需重視并優(yōu)先處理各種配電業(yè)務(wù)。在配電環(huán)節(jié)，主要需進(jìn)行管理電能的工作，整個配電系統(tǒng)都可以自動化的方式運行，在管理低壓型的配電系統(tǒng)，需對傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)，使配電系統(tǒng)兼具高可靠性與高性能。引入智能技術(shù)之后，配電工作過程被有效優(yōu)化，配電環(huán)節(jié)中的電能過度消耗問題被解決，調(diào)配電力負(fù)荷時，可直接應(yīng)用遙控技術(shù)與遙測技術(shù)，相比過去使用的普通配電系統(tǒng)，智能配電系統(tǒng)新增了一些功能，可自動記錄低谷與高峰期用戶的實際用電情況，電力企業(yè)可以利用更加科學(xué)化的方法完成用的用電管理工作，各類配電問題也可被直接解決。

2 基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.1 通信網(wǎng)絡(luò)分析

承擔(dān)的業(yè)務(wù)種類繁多：配電網(wǎng)主站層包括配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)、GIS地理信息系統(tǒng)、遠(yuǎn)程抄表等眾多電力業(yè)務(wù)系統(tǒng)及視頻監(jiān)控、語音業(yè)務(wù)等其它業(yè)務(wù)系統(tǒng)，業(yè)務(wù)種類繁多、數(shù)量眾多，各種業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)通信量和實時性要求的差別很大。網(wǎng)絡(luò)規(guī)模廣、覆蓋面大：配電網(wǎng)是電力網(wǎng)絡(luò)的末端網(wǎng)絡(luò)，直接連接廣大的電力用戶，其網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模巨大，設(shè)備的數(shù)量和種類眾多。要解決這樣巨大的、覆蓋面廣的網(wǎng)絡(luò)通信問題，對通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和覆蓋的要求很高，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的前端服務(wù)負(fù)載巨大。

實時性問題。在配電網(wǎng)通信系統(tǒng)中由于業(yè)務(wù)種類多，而且每一種業(yè)務(wù)對信息送的實時性要求也不同。智能配電網(wǎng)調(diào)度自動化業(yè)務(wù)對數(shù)據(jù)傳輸實時性要求極高，數(shù)據(jù)傳輸及系統(tǒng)要求實時反映配電網(wǎng)的狀態(tài)變化，根據(jù)變化情況立即采取措施，從而實現(xiàn)實時級別的數(shù)據(jù)采集和控制。

2.2 功能分析

通信網(wǎng)絡(luò)完成子站層的主要功能，是智能配電自動化系統(tǒng)的重要組成部分，也是智能配電自動化實現(xiàn)的基礎(chǔ)，主要承載業(yè)務(wù)包括智能配電自動化系統(tǒng)測控信，用電信息數(shù)據(jù)采集信息（含電力負(fù)荷控制數(shù)據(jù)、遠(yuǎn)程自動抄表數(shù)據(jù)及營銷互動系統(tǒng)等），未來對視頻監(jiān)控、移動語音、分布電源接入、電動汽車充電站、用電營業(yè)廳寬帶接入等方面的業(yè)務(wù)也有一定的需求。

3 核心技術(shù)

在構(gòu)建具備智能化技術(shù)優(yōu)勢的配電系統(tǒng)時，需精準(zhǔn)地使用一些核心技術(shù)，這些技術(shù)將在多處配電環(huán)節(jié)中發(fā)揮出實際效用。鑒于正確構(gòu)建新型配電網(wǎng)的工作需求，需了解并把握這部分核心技術(shù)。

3.1 系統(tǒng)分析技術(shù)

在優(yōu)化現(xiàn)有的配電網(wǎng)系統(tǒng)時，需做好配電信息分析相關(guān)的的工作，基于提升配電系統(tǒng)的智能化水平的訴求，潮流計算與狀態(tài)估計兩種基本功能必須是新型配電網(wǎng)具有的。參考實際的配電信息，可正常展開相應(yīng)的配電工作，而改進(jìn)與優(yōu)化配電網(wǎng)時，同樣需應(yīng)用配電信息資源，雖然原有的配電系統(tǒng)已經(jīng)能夠幫助達(dá)到分析信息的使用目的，一些特殊的配電信息并不能被有效分析，包括用電高峰期以及低谷期的配電信息。智能配電系統(tǒng)可以幫助完成這部分信息的分析工作，并給出可靠的配電工作建議。配電活動可更加有序地展開。

3.2 規(guī)劃應(yīng)用技術(shù)

在規(guī)劃配電工作方案時，也需發(fā)揮出新型智能化配電系統(tǒng)的作用，構(gòu)建這種配電系統(tǒng)時，要做好網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的整體規(guī)劃工作，靈活應(yīng)對多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)用需求，靈活運轉(zhuǎn)配網(wǎng)系統(tǒng)，把握配網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃的耦合性。對智能配電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整時，應(yīng)對考慮到相應(yīng)的工況問題，使用科學(xué)策略。在配電網(wǎng)系統(tǒng)中需盡可能地使用具有再生功能的新型能源，同時還要對電網(wǎng)互動環(huán)節(jié)中的一些不確定因素加以認(rèn)識，盡量保持配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，選用的規(guī)劃方案需考慮到多個方面的配電網(wǎng)需求。

3.3 配電設(shè)備

配電設(shè)備在智能型配電網(wǎng)中仍舊可以發(fā)揮出重要的作用，在給新型的配電網(wǎng)選擇相應(yīng)的設(shè)備時，必須考慮配電應(yīng)用需求，被應(yīng)用到配電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部的設(shè)備包括分布式電源、通信裝置以及傳感測量設(shè)備等。不同類型的設(shè)備在配電網(wǎng)系統(tǒng)中可發(fā)揮出作用不同，如果需要使配電網(wǎng)系統(tǒng)能夠滿足多個方面的配電應(yīng)用需要，就必須妥善安裝配電設(shè)備。除了正確運用主要設(shè)備之外，傳感設(shè)備、通信設(shè)備等輔助性設(shè)備也需被關(guān)注，借此來以更加全面化的方法來完成配電信息采集工作。

4 技術(shù)挑戰(zhàn)分析

數(shù)據(jù)的安全、隱私保護(hù)與信息訪問的權(quán)限等問題，還存在不確定性，這些問題都會阻礙智能電網(wǎng)解決方案的采用。未來能源互聯(lián)網(wǎng)、智能交通等系統(tǒng)都會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，也將會造成新的數(shù)據(jù)安全的問題。

在基于逆變器的可再生能源發(fā)電的數(shù)量日益增加的趨勢下，電網(wǎng)兼容性標(biāo)準(zhǔn)需做出很大改變，而且必須修改成能同時管理傳統(tǒng)發(fā)電和基于逆變器的可再生能源發(fā)電?，F(xiàn)在對分布式電源的調(diào)度模式還不能使利益相關(guān)方均獲益，現(xiàn)在還缺乏能識別最優(yōu)負(fù)荷和電源平衡的好模型。智能電網(wǎng)模型需要綜合考慮計算機網(wǎng)絡(luò)、基礎(chǔ)設(shè)施，市場，乃至國家政策方面的影響。未來的規(guī)劃模型需要考慮在分布式電源高滲透率的條件下，如何優(yōu)化系統(tǒng)運行，這是個重大挑戰(zhàn)。

智能配電系統(tǒng)是智能電網(wǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，未來還可能成為能源互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分和綜合能源系統(tǒng)的重要支撐。但是未來電網(wǎng)的典型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)還不夠清晰；智能電能表的安裝范圍不斷擴大，但是它們?nèi)绾沃С蛛娋W(wǎng)的規(guī)劃運行仍然不確定，其功能還需要大力挖掘；采用基于新技術(shù)的基礎(chǔ)設(shè)施，可能遇到經(jīng)費、風(fēng)險和運行人員知識不足等問題。

標(biāo)準(zhǔn)化的缺乏，特別是與分布式電源和儲能相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化的缺乏會抑制各運行單位（發(fā)電、輸電、配電和電力消費者）之間的數(shù)據(jù)交換，阻礙系統(tǒng)的完全優(yōu)化，使系統(tǒng)效率降低。分布式電源跟系統(tǒng)的互聯(lián)，在缺乏協(xié)調(diào)功能的情況下，只能以局部的和自治的方式運行。分布式電源的發(fā)展需要從電網(wǎng)角度考慮，與電網(wǎng)協(xié)調(diào)運行。

5 結(jié)束語

電力企業(yè)需要加快建設(shè)自動化電網(wǎng)系統(tǒng)工作的進(jìn)程，以更具科學(xué)化的方法來完善現(xiàn)有的電力系統(tǒng)。配電工作中的問題會給整個電力調(diào)度工作帶去影響，在改進(jìn)配電網(wǎng)系統(tǒng)時，可以借助現(xiàn)代智能技術(shù)來優(yōu)化配電過程。本文圍繞架構(gòu)智能化配電網(wǎng)的工作，剖析了新型配電系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，還介紹了核心構(gòu)建技術(shù)，最后列舉了配電網(wǎng)改造工作面臨的全新挑戰(zhàn)，總之智能電網(wǎng)構(gòu)建工作尚存空間，改進(jìn)思路需被繼續(xù)調(diào)整。

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