對我國配電網(wǎng)建設(shè)及其關(guān)鍵技術(shù)的思考

孫加增

摘 要：配電網(wǎng)是整個電力系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，其主要作用是配送電能，以滿足用戶實際用電需求?；谏鐣秒娏康牟粩嗵岣?，對電能供應(yīng)也提出了更高要求，只有應(yīng)用更加先進的技術(shù)手段，優(yōu)化配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高其運行能力，才能提高供電可靠性。本文立足于配電網(wǎng)建設(shè)概念及原則，分析了我國配電網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)狀，并對其中的關(guān)鍵技術(shù)進行了討論與總結(jié)，旨在為配電網(wǎng)建設(shè)提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；建設(shè)；基本原則；現(xiàn)狀；關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號：TM72 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

人們的日常生活及各項生產(chǎn)活動的開展，都離不開電能的正常、可靠輸送，而這都需要以配電網(wǎng)的穩(wěn)定運行作為前提。我國關(guān)于配電網(wǎng)的研究起步較晚，在原有配電系統(tǒng)中所用到的技術(shù)也比較落后，導(dǎo)致現(xiàn)階段很多配電網(wǎng)都已無法滿足實際用電需求，配送電能能力有待提高?；诖吮阈枰哟髮ε潆娋W(wǎng)建設(shè)的研究力度，提高技術(shù)水平，加快其自動化、智能化發(fā)展，使我國的電力事業(yè)邁上一個新的臺階。

1 配電網(wǎng)建設(shè)概念及原則

配電網(wǎng)建設(shè)是指根據(jù)配電網(wǎng)運行現(xiàn)狀，并對未來負(fù)荷增長進行分析和預(yù)測，針對配電系統(tǒng)所開展的擴建或者改建活動。在配電網(wǎng)建設(shè)過程中，要以保證電能的安全輸送為前提，在滿足用戶用電需求的基礎(chǔ)上，盡可能地降低電能配送成本，實現(xiàn)社會效益和經(jīng)濟效益的最大化。所以，對于配電網(wǎng)建設(shè)，應(yīng)遵循以下兩項基本原則：第一，通過分析和預(yù)測未來負(fù)荷，了解其密度及分布情況，根據(jù)各變電站所在位置，確定最佳的供電區(qū)域和供電半徑，選擇合適的線路走向、網(wǎng)絡(luò)連接方式等；第二，從長遠(yuǎn)角度進行考慮，制定切實可行的整體規(guī)劃方案，并將其劃分為多個階段，逐步完成配電網(wǎng)擴建或者改建，使其功能越來越完善。只有從以上兩方面進行考慮，才能確保配電網(wǎng)建設(shè)質(zhì)量，為電能的安全、穩(wěn)定配送提供保障。

2 我國配電網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)狀

配電網(wǎng)建設(shè)水平會直接影響到整個電力系統(tǒng)的供電能力，就當(dāng)前我國配電網(wǎng)建設(shè)整體情況來看，所面臨的困難和主要存在的問題主要包括以下幾點。

2.1 配電網(wǎng)運行水平較低

現(xiàn)階段我國很多地區(qū)的配電網(wǎng)都已完成改造升級，但是所用設(shè)備仍然存在落后問題，與用戶發(fā)展需求相脫節(jié)，技術(shù)性能和產(chǎn)品質(zhì)量得不到保證，配電網(wǎng)自動化和智能化水平較低，當(dāng)出現(xiàn)小問題時都可能會引發(fā)大面積停電。另外配電網(wǎng)在長期建設(shè)過程中，其結(jié)構(gòu)形式基本已經(jīng)固定，自動化改造難度較大，并且對于相關(guān)技術(shù)及設(shè)備要求，目前并沒有較為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，使得配電網(wǎng)呈現(xiàn)出較低運行水平。

2.2 配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不合理

早期配電網(wǎng)建設(shè)活動中，沒有從長遠(yuǎn)角度考慮，同時也缺乏整體規(guī)劃，配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不夠合理，環(huán)網(wǎng)率較低，可以進行互供的線路較少，且存在交叉互聯(lián)現(xiàn)象，很難靈活的對配電網(wǎng)運行方式做出調(diào)整，后期升級改造難度也比較大。當(dāng)出現(xiàn)線路故障、計劃檢修、用電高峰等情況，無法通過轉(zhuǎn)供電方式對電能進行科學(xué)調(diào)度和配置，難以保證供電的可靠性和持續(xù)性。

2.3 電源點分布不合理

科學(xué)設(shè)置電源點，是配電網(wǎng)建設(shè)中的一項重要內(nèi)容，以往工作中沒有對整個配電網(wǎng)絡(luò)進行全面把控，也沒有分析并預(yù)測未來負(fù)荷增長情況，所設(shè)置的電源點不夠合理，與實際用電情況不匹配。部分地區(qū)配電網(wǎng)電源點有剩余，供電能力超出用電需求，造成浪費現(xiàn)象，部分地區(qū)電源點不足，供電能力無法滿足用電需求，導(dǎo)致線路過載運行，影響了配電網(wǎng)的安全性與穩(wěn)定性。

3 我國配電網(wǎng)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)

要想加快我國電力事業(yè)發(fā)展，便需要依托先進的科學(xué)技術(shù)完成配電網(wǎng)建設(shè)，保證其功能的完善性和性能的良好性，為用戶提供更加安全、可靠的用電保證，實際建設(shè)過程中所用到的關(guān)鍵技術(shù)主要包括以下幾種。

3.1 基于IEC 61968的信息交互總線

配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系龐大，線路交叉分布密集，節(jié)點和接口數(shù)量較多，并且會產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，信息管理難度較大，在一次性理清模型、數(shù)據(jù)和多部門應(yīng)用時面臨較大困難，不利于配電網(wǎng)建設(shè)的順利完成。而IEC 61968（DL/T 1080）標(biāo)準(zhǔn)的提出，規(guī)范了線路接口、提高了架構(gòu)開放程度，能夠保證各應(yīng)用的分部實施，可以構(gòu)建一個統(tǒng)一的系統(tǒng)平臺，實現(xiàn)了跨業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)交換和信息集成。依托該標(biāo)準(zhǔn)并借助信息交互總線技術(shù)，可以采用松耦合機制將多個獨立其平行的信息孤島進行整合，在保證彼此之間獨立性的基礎(chǔ)上，形成一個具有較強關(guān)聯(lián)性的整體，為配電網(wǎng)輔助決策、綜合分析、管理服務(wù)等各項工作的開展提供基礎(chǔ)保障。

3.2 配電終端加密技術(shù)

現(xiàn)階段我國配電網(wǎng)所用通信方式多種多樣，主要包括無線通信、光纜通信等，容易遭受惡意攻擊，數(shù)據(jù)信息安全性較低，影響了配電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運行，所以便需要提高對二次系統(tǒng)安全防護的重視力度，保證配電網(wǎng)通信安全。根據(jù)《關(guān)于加強配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)安全防護工作的通知》相關(guān)規(guī)定，為保證配電網(wǎng)通信安全，應(yīng)采用基于非對稱密鑰的單向認(rèn)證加密技術(shù)進行安全防護。在實際應(yīng)用時，應(yīng)從配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)自身特點出發(fā)，將算法計算量作為關(guān)鍵指標(biāo)，并綜合通過通信寬帶和存儲空間進行全面考慮，選擇最為合適的加密算法。橢圓曲線加密算法、背包算法、D-H、Elgamal、Rabin等都是較為常見的加密算法，其中橢圓曲線加密算法具有計算量小、運算速率快、抗干擾能力強等優(yōu)點，在配電網(wǎng)終端加密方面的應(yīng)用更為廣泛。

3.3 配電終端戶外電源技術(shù)

供電問題是戶外配電終端所面臨的一大難題，蓄電池和PT取電，是當(dāng)前最為常用的供電模式，但是在實際應(yīng)用過程中容易出現(xiàn)較大安全隱患，并且其維護周期較短，無法保證電能供應(yīng)的長期性和持續(xù)性，影響了配電終端的整體可靠性。為解決這種問題，通過研究開發(fā)出了電流感應(yīng)電源，不僅體積輕、質(zhì)量小易于攜帶，而且成本較低且容易安裝，同時還不會因電壓互感器安裝而出現(xiàn)鐵磁諧振現(xiàn)象，除此之外還能減弱過電壓對二次設(shè)備造成的損害，提高了取電功率和取電效率。另外，超級電容器也是一種新型的配電終端戶外電源技術(shù)，使用壽命可達(dá)15年以上，并且可以進行更多次數(shù)的循環(huán)使用，充放電能力較強，可以在短時間內(nèi)進行大電流放電和充電。

3.4 配電網(wǎng)自動化技術(shù)

配電網(wǎng)自動化、智能化是其未來建設(shè)的必然趨勢，所以便需要實現(xiàn)自動化技術(shù)的有效應(yīng)用。配電網(wǎng)自動化主要體現(xiàn)在運行和管理兩方面，以自動化運行為例，其功能包括SCADA功能、FA功能、負(fù)荷管理功能等。首先，通過對各配電終端設(shè)備中數(shù)據(jù)進行實時采集，調(diào)度人員可以了解配電網(wǎng)實際運行情況，及時采取有效調(diào)控策略解決故障問題；其次，運用饋線自動化技術(shù)，能夠通過對配電網(wǎng)運行的實時監(jiān)控，對其進行遠(yuǎn)程合閘、分閘操作等，對其運行方式進行優(yōu)化，并且能夠及時切斷故障點，將故障停電范圍及影響降到最小。另外，通過負(fù)荷管理功能，能夠根據(jù)用戶電力負(fù)荷情況，通過降壓減載、可控負(fù)荷周期性投切等方式對其進行改善，以此來降低供電成本。

結(jié)語

配電網(wǎng)建設(shè)與人們?nèi)粘Ｉ詈蛧窠?jīng)濟發(fā)展息息相關(guān)，只有提高配電網(wǎng)運行水平和運行能力，才能為各項活動的正常開展提供電能保障。當(dāng)前我國正處于電力改革的重要時期，同時也是構(gòu)建智能電網(wǎng)的關(guān)鍵階段，只有加大對配電網(wǎng)建設(shè)技術(shù)的研究力度，不斷對其進行改善好的優(yōu)化，才能為配電網(wǎng)建設(shè)提供技術(shù)支撐，推動我國電力事業(yè)的良好發(fā)展。

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