關(guān)于電力系統(tǒng)10kV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)的智能化探討

朱嘉欣

摘要：經(jīng)過這些年的實(shí)踐總結(jié)，我國國內(nèi)城市的供電網(wǎng)架總體還是較脆弱的，同時(shí)相應(yīng)的配電網(wǎng)健全度也較低，所以為了應(yīng)對這一問題，我國就在穩(wěn)步推進(jìn)國家電網(wǎng)的建設(shè)以及升級，強(qiáng)化其配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)性以及可控性，而這些也為我國配電網(wǎng)絡(luò)的智能化提供了一定的建設(shè)基礎(chǔ)，為我國進(jìn)一步強(qiáng)化配電的穩(wěn)定性，保證電力系統(tǒng)的高校運(yùn)作，增強(qiáng)其服務(wù)質(zhì)量，提供了一定的條件。本文就是在此基礎(chǔ)上，簡要的探討論述了10kV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)的智能化的發(fā)展方向以及趨勢，希望可以為我國10kV電力系統(tǒng)的智能化提供一定的理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：智能化；配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；發(fā)展趨勢；配電網(wǎng)

前 言：我國的10kV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)的智能化就我國電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀而言，發(fā)展還是很快速的，這也是我國電力系統(tǒng)進(jìn)步的表現(xiàn)，當(dāng)然這也是我國的供電企業(yè)提升自己的一個(gè)主要途徑，但是現(xiàn)實(shí)中，我國在這方面的理論研究較晚，這也就導(dǎo)致了我國在10 KV配電系統(tǒng)智能化的起步也晚，而可以應(yīng)用到智能化終端的設(shè)備也是十分的有限，所以我們要加快理論以及其電力系統(tǒng)現(xiàn)代化的建設(shè)腳步，從而促進(jìn)我國電網(wǎng)的進(jìn)一步升級發(fā)展以及智能化[1]。這樣我們才可以有效的實(shí)現(xiàn)10kV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)檢測、高級測量、快速仿真模擬恢復(fù)、配電自動(dòng)智能化以及最終的配電網(wǎng)重構(gòu)。

一、配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀

隨著我國城市配電網(wǎng)的不斷升級，我國配電網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)施已經(jīng)是建設(shè)的很好了，也就是在此基礎(chǔ)上，我們可以將其應(yīng)用系統(tǒng)的智能化提上發(fā)展的規(guī)劃中來，并且隨著計(jì)算機(jī)、微處理器技術(shù)的普及，現(xiàn)在使用的很多智能化電器元件可靠性、實(shí)用性、效率都很好，所以相關(guān)企業(yè)可以借此來對自身的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行智能化突破。我國當(dāng)前的市場上，很多領(lǐng)域都是出現(xiàn)了諸多的智能化監(jiān)控系統(tǒng)，而這些系統(tǒng)基本上都是在SCADA系統(tǒng)（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)）上衍生豐富而來的，雖然其可以達(dá)到目前的監(jiān)控需求，但其很難發(fā)揮出當(dāng)今社會(huì)使用的10kV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)的預(yù)期價(jià)值。而且世界上很多國家也都遇到過類似的事件，而針對這一問題，美國就研發(fā)公布了一套全新的適合自身需求的智能配電管理系統(tǒng)，同時(shí)還研發(fā)了同步的微機(jī)綜合保護(hù)設(shè)備，美國在10 KV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)上智能化的成功，對我們當(dāng)今也是具有極大的啟發(fā)意義。所以我國也要加緊將我們自己的10kV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)智能化。

二、智能化配電系統(tǒng)的模式

（一）10KV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)智能化

本文總結(jié)了我國現(xiàn)有的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)特征，經(jīng)過大數(shù)據(jù)分析可以發(fā)現(xiàn)，我國現(xiàn)有的模式中大都是分層控制處理，也就是我國各系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性以及控制性都不高，并且這些設(shè)備的智能化程度也不高。而智能化配電系統(tǒng)是需要對應(yīng)的智能化設(shè)備來進(jìn)行控制操作的，這些設(shè)備既要有數(shù)據(jù)的傳輸以及通信能力，還要能夠借助網(wǎng)絡(luò)來關(guān)聯(lián)，而若達(dá)不到這一要求變電站的智能化管理就很難實(shí)現(xiàn)。我國傳統(tǒng)使用的10KV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)中，其核心就是控制終端，但是這一設(shè)備散布廣，加之連接的一線情況繁雜，如果設(shè)備運(yùn)作壓力太大就會(huì)出現(xiàn)故障脫扣等問題[2]。而如果我們使用智能化配電系統(tǒng)那么這一問題就可以得到很好的解決，并且加之強(qiáng)大的抗干擾性能，所以配電網(wǎng)絡(luò)各項(xiàng)工作的銜接就會(huì)更加的完善，其散布各處的控制系統(tǒng)也就會(huì)逐漸的形成體系，那么電力系統(tǒng)穩(wěn)定可靠也就是很輕松就可以實(shí)現(xiàn)的了。當(dāng)然智能化設(shè)備它們還可以單獨(dú)運(yùn)行，也就是說它們可以不受計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的影響，這樣也就進(jìn)一步的增強(qiáng)了我們的電力系統(tǒng)的安全性，其實(shí)用價(jià)值也很大。對應(yīng)智能化的10KV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)可以如圖1所示這樣設(shè)計(jì)。

圖1配電智能化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖

（二）10kV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)智能化的應(yīng)用模式

因?yàn)槲覈?0KV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)智能化的水平還較低，所以我們可以參考美國能源控制公司在該領(lǐng)域的成果，取長補(bǔ)短來實(shí)現(xiàn)自身的智能化升級，該公司的配電智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是根據(jù)美國當(dāng)時(shí)國家的需求，而有針對的研發(fā)出來的AECONTROL電力監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)是一個(gè)基于開放式客戶-服務(wù)器結(jié)構(gòu),可以分級、分層、分布式進(jìn)行電網(wǎng)智能化服的監(jiān)控系統(tǒng)，經(jīng)過多年的實(shí)際運(yùn)行測試其具有良好的市場效益。

但就目前而言，世界上許多國家的10kV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)想要進(jìn)行智能化升級還是問題重重的，而已經(jīng)升級的也是出現(xiàn)了諸多的性能問題，使用的數(shù)字通信設(shè)備難以滿足本國電力系統(tǒng)的實(shí)際互換性和一致性的要求。所以總的來看，假如我們自己的智能化配電網(wǎng)絡(luò)做不到保證通信協(xié)議的一致性，那么其系統(tǒng)中的很多設(shè)備以及子系統(tǒng)的兼容性就會(huì)很難得到有效的控制。當(dāng)然現(xiàn)在最新的升級后的10kV智能化裝置其信息處理更靈活，同時(shí)系統(tǒng)的兼容性也更高，已經(jīng)可以基本滿足網(wǎng)絡(luò)開放性的需求，同時(shí)其兼容性也是得到了一定的保證，但是其畢竟是還未經(jīng)過長期的實(shí)踐驗(yàn)證。但是升級后的智能化系統(tǒng)畢竟已經(jīng)可以支撐總線樣品的加裝，同時(shí)其拓展也很便捷，系統(tǒng)集成也更容易，所以它的進(jìn)步還是很明顯的。

（三）設(shè)備開關(guān)的要求

我們進(jìn)行的配電智能化和其應(yīng)用設(shè)備的開關(guān)是密不可分的，這也是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)我們進(jìn)行安全控制以及自行隔離的關(guān)鍵，當(dāng)下最實(shí)用的控制方式就是借助PC機(jī)來對我們所需控制的開關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)距離的調(diào)控。當(dāng)然設(shè)備的開關(guān)其用途還是很廣的，像我們所需的10kV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的控制和采集也可以通過它們來收集[3]。本文那就總結(jié)了現(xiàn)有的配電智能化系統(tǒng)對其設(shè)備開關(guān)的需求，總結(jié)后的設(shè)備開關(guān)注意事項(xiàng)如下:

1. 開關(guān)要兼具手動(dòng)、電動(dòng)兩種功能;

2. 其電源是直流電源，48V/24V最佳，建議使用可以滿足基本需求條件下的最小容量;

3. 設(shè)備開關(guān)的絕緣性能要好，無油化，體積規(guī)格要小，功耗也是要盡量的減小才可以;

4. 設(shè)備開關(guān)盡可能與TA, TV共生設(shè)計(jì);

5. 我們可以選擇彈簧儲(chǔ)能、刀閘等多種形式的狀態(tài)信號;

6. 控制接口要具有開關(guān)外接的所有相關(guān)接點(diǎn)。

本文總結(jié)的這六點(diǎn)就是我國最常見的設(shè)備開關(guān)最基本的需求，當(dāng)這些也是必須滿足的需求，在滿足這些的基礎(chǔ)上，還要根據(jù)其實(shí)際的應(yīng)用工況需求來選擇其操作電源、操作機(jī)構(gòu)等。當(dāng)然這個(gè)控制設(shè)備開關(guān)的兼容性必須要好，對應(yīng)的控制也要像圖2所示的那樣協(xié)調(diào)互不影響。否則我們整個(gè)的供配電系統(tǒng)就會(huì)容易出現(xiàn)卡頓或者是當(dāng)機(jī)問題，甚至是造成整個(gè)線路系統(tǒng)的崩壞。

圖2 協(xié)調(diào)的智能化開關(guān)系統(tǒng)

（四）應(yīng)用技術(shù)

目前隨著我國科技的進(jìn)步，我國的計(jì)算機(jī)技、測控、自動(dòng)化、遙感、傳感器、通信科技等技術(shù)都是取得了長足的發(fā)展，而以上這些技術(shù)都是我們實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)智能化的基石。同時(shí)借鑒國內(nèi)外的成功經(jīng)驗(yàn)，本文也發(fā)現(xiàn)10kV配電設(shè)備其智能化潛力是最大的。

總之，想要對10KV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行智能化改造，我們需要借助的技術(shù)還是很多的，其系統(tǒng)各模塊之間的銜接也是很復(fù)雜和麻煩的。同時(shí)在其通信介質(zhì)的選材上，雙絞線是首選，這時(shí)因?yàn)榭偩€是需要兼有一百多個(gè)點(diǎn)的控制以及傳輸任務(wù)的，所以我們要盡量的將其通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化才可以滿足我們的需求[4]。但是如果我們將10KV配電網(wǎng)絡(luò)的智能化系統(tǒng)構(gòu)建成功，那么就可以顯著增強(qiáng)其可靠性，同時(shí)配電網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸速度也是會(huì)成倍的提升。

總 結(jié)：總的來說，10KV配電網(wǎng)絡(luò)的智能化不是一個(gè)簡單的疊加工程，它不僅需要眾多的智能化技術(shù)作為研發(fā)基礎(chǔ)，還需要我們設(shè)計(jì)像AECONTROL電力監(jiān)控系統(tǒng)這樣的智能化系統(tǒng)來進(jìn)行相應(yīng)程序的自動(dòng)化控制、協(xié)調(diào)、記錄、完善以及升級，我們不僅涉及到自動(dòng)化、遙控、通信、傳感等專業(yè)，還需要設(shè)計(jì)符合該系統(tǒng)運(yùn)行要求的控制開關(guān)系統(tǒng)，這樣我們才可以有效的對配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行智能化的控制。當(dāng)然伴隨著該領(lǐng)域智能化的優(yōu)化，必將成為我國今后的發(fā)展主流，同時(shí)也會(huì)為我國的可持續(xù)發(fā)展提供一個(gè)穩(wěn)定的技術(shù)支撐，所以該配電網(wǎng)絡(luò)的智能化還是應(yīng)用前景十分光明的。

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