智能配電網(wǎng)的發(fā)展趨勢

深圳供電局有限公司 胡佳新

1 智能配電網(wǎng)相關(guān)內(nèi)容

1.1 智能配電網(wǎng)特征

智能配電網(wǎng)指運輸電網(wǎng)過程中，借助提升有關(guān)設(shè)備的自動化、信息化和互動化等特性，進(jìn)而將更加便捷的配電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)提供給用戶的總稱。電網(wǎng)發(fā)展到一定程度后就會促進(jìn)智能配電網(wǎng)的產(chǎn)生。

高度自動化性能。是智能配電網(wǎng)的突出特征，通過對計算機(jī)等電子元件的應(yīng)用，可第一時間定位出來路線鋪設(shè)與管理工作中的線路故障，促進(jìn)維護(hù)成效的提高，使維護(hù)成本降至最低。智能配電網(wǎng)能科學(xué)調(diào)配電力資源，借助遠(yuǎn)程管理工作能使科學(xué)化配電成為現(xiàn)實，是我國電力領(lǐng)域建設(shè)的重要發(fā)展方向之一；自動解決電網(wǎng)故障。運行與發(fā)展中的智能配電網(wǎng)借助相關(guān)可視化設(shè)備能快速檢測和解決電路中出現(xiàn)的故障，因可在短時間內(nèi)解決問題，從某種程度上具備配電過程中自我解除故障的功能，為廣大客戶用電效能提升及用電需求滿足提供保證。

一體化的配電調(diào)控。借助調(diào)試有關(guān)設(shè)備可促進(jìn)一體化調(diào)控配電的實現(xiàn)，通過科學(xué)采集用電信息，能將合理管理模式構(gòu)建出來，使遙測開關(guān)與遠(yuǎn)程控制成為現(xiàn)實，對優(yōu)化配電功能與相關(guān)性能十分有利，從而將良好條件創(chuàng)造出來，有利于智能用電網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)；客戶服務(wù)的優(yōu)化。在整個電網(wǎng)系統(tǒng)最關(guān)鍵與核心的一個環(huán)節(jié)就是智能配電網(wǎng)，與用戶實際體驗密切相連，借助對智能配電的合理應(yīng)用能全過程監(jiān)測放大用戶的用電狀況。

1.2 智能配電網(wǎng)重要技術(shù)內(nèi)容

限制故障電流技術(shù)。是通過對電力電子技術(shù)和高溫超導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用，限制短路電流的一種技術(shù)；DFACTS技術(shù)。在配電網(wǎng)中應(yīng)用的一種技術(shù)，包括控制動態(tài)潮流、控制電能質(zhì)量；DER并網(wǎng)技術(shù)。包括微網(wǎng)技術(shù)、DER應(yīng)用于配電網(wǎng)中的即插即用技術(shù)；高級量測體系。借助不同介質(zhì)應(yīng)用智能電表，根據(jù)設(shè)定方式或按需方式對用戶用電數(shù)據(jù)體系進(jìn)行收集、分析與測量；自動化高級配電技術(shù)；先進(jìn)的保護(hù)控制技術(shù)。主要內(nèi)容是重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自適用包括技術(shù)、快速模擬仿真配電系統(tǒng)技術(shù)、廣域保護(hù)技術(shù)等；先進(jìn)傳感測量技術(shù)。如在線監(jiān)測電力設(shè)備狀況、測量電能質(zhì)量技術(shù)、測量電纜溫度和架空線路技術(shù)等；通信網(wǎng)絡(luò)的配電數(shù)據(jù)。

1.3 智能配電網(wǎng)的構(gòu)建作用和價值

不斷發(fā)展和建設(shè)起來的智能電網(wǎng)逐漸改變傳統(tǒng)配電網(wǎng)和運行模式，使其從人工管理、供電主導(dǎo)、單線供電向高度自動化、用戶參與、雙向流動方向發(fā)展，轉(zhuǎn)型過程中主要產(chǎn)生三方面效益：首先，為不對智能配電網(wǎng)正常運行造成任何影響，已有運行導(dǎo)則或標(biāo)準(zhǔn)都嚴(yán)格控制接入的智能電網(wǎng)容量和并網(wǎng)點，這樣能對分布式發(fā)電的推廣與應(yīng)用產(chǎn)生抑制作用。智能電網(wǎng)的適應(yīng)性較強(qiáng)，其在大量接入DER前提下可使并網(wǎng)成本降至最低，為持續(xù)發(fā)展的可再生能源發(fā)電技術(shù)提供保障。

其次，將優(yōu)質(zhì)電力能源提供出來，保障社會的發(fā)展和進(jìn)步。還能滿足專門電力用戶的各種電力需求，使其更好開展生產(chǎn)工作。對于重合閘、故障倒閘操作過程中引起的供電中斷現(xiàn)象都能很好解決，且還能使電壓中不平衡、諧波等產(chǎn)生的不利影響得以消除，有利于為現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)與科技的發(fā)展提供可靠電力保障；最后，能保證整個電網(wǎng)的優(yōu)化運行，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)高效發(fā)展。通過對先進(jìn)監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用，全過程動態(tài)化監(jiān)控電網(wǎng)設(shè)備的運行情況，使電網(wǎng)運行系統(tǒng)容載比不斷下降，促進(jìn)電網(wǎng)運行負(fù)荷率的提升，實現(xiàn)充分利用系統(tǒng)的目的，減少投資電網(wǎng)運行的費用，幫助獲取最大化經(jīng)濟(jì)效益與社會效益[1]。

1.4 智能配電網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)狀

配電自動化領(lǐng)域。相關(guān)研究數(shù)據(jù)表明，國網(wǎng)公司分別在地級城市、縣區(qū)城市開展項目建設(shè)工作，數(shù)量達(dá)到幾百個，同步開展建設(shè)配電自動化工作的還有南方電網(wǎng)，開展城市有深圳、廣州等，其在很多方面包括并網(wǎng)控制分布式電源、交互信息、處理故障、監(jiān)控運行等獲得重大突破，將促進(jìn)配電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)度、生產(chǎn)指揮的作用和價值充分發(fā)揮出來。其建設(shè)特點包括：指導(dǎo)體系具有標(biāo)準(zhǔn)性和規(guī)范性；信息交換的靈活與高效性；綜合運用多種不同通信手段；高度重視系統(tǒng)應(yīng)用的實效性；運維體制建設(shè)的同步開展。

配網(wǎng)搶修指揮方面?，F(xiàn)階段已建立配網(wǎng)生產(chǎn)搶修指揮平臺的城市和地區(qū)基本覆蓋全國各個區(qū)域，南方同時開展了用電調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)建設(shè)工作，相關(guān)城市有東莞、汕頭、廣州等。實現(xiàn)了業(yè)務(wù)方面融匯貫通調(diào)度、運檢、營銷部門目標(biāo)，使現(xiàn)場指揮互動搶修、研究故障、合并工單等問題得以有效解決[2]。其建設(shè)特點包括：融匯貫通的信息流；協(xié)調(diào)一致的業(yè)務(wù)流；搶修的標(biāo)準(zhǔn)化與主動化；綜合運用多種請求方式方法。

2 智能電網(wǎng)問題和原因

不能貫徹執(zhí)行到位相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。近年國家電力行業(yè)與國網(wǎng)公司相繼出臺一些關(guān)于配電網(wǎng)建設(shè)改造的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)文件，明確規(guī)定配電網(wǎng)改造和建設(shè)中需遵守的原則、主要性能、重要設(shè)施等。雖然上述標(biāo)準(zhǔn)在一定程度上發(fā)揮積極促進(jìn)作用，然而因貫徹執(zhí)行力度不足，導(dǎo)致有一定偏差出現(xiàn)在具體執(zhí)行實踐中；薄弱的一次網(wǎng)架?，F(xiàn)階段我國仍存在薄弱的配網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，同時城網(wǎng)與農(nóng)網(wǎng)間存在很大差距，有不平衡現(xiàn)象出現(xiàn)在城市電力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中，農(nóng)業(yè)電網(wǎng)則表現(xiàn)出很多突出問題，有將近二分之一10kV線路未聯(lián)通，與城網(wǎng)相比農(nóng)網(wǎng)聯(lián)通比例僅為其三分之一。參差不齊的配電設(shè)備水平、較低設(shè)備利用效率，大大降低配電網(wǎng)供電可靠性。

不足的配電網(wǎng)電源布點。長期以來全國所有大中城市不斷增長夏季負(fù)荷高峰年，大部分配電網(wǎng)主設(shè)備超載十分嚴(yán)重。在全面推進(jìn)農(nóng)村城市化建設(shè)背景下大大增加用電負(fù)荷量，一般情況下出現(xiàn)農(nóng)網(wǎng)線路低電壓問題，突出表現(xiàn)在逢年過節(jié)、春灌秋收等時期，導(dǎo)致此種現(xiàn)象的重要原因包括不能科學(xué)合理布局、具有較少數(shù)量變電站、較低容載變電站、很小導(dǎo)線截面等；較低配電自動化覆蓋率。從全國大規(guī)模、廣闊范圍的配電網(wǎng)角度看，相比整個配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，已建成的配電自動化覆蓋區(qū)域比例仍較低。只有在城市核心區(qū)域或相關(guān)示范區(qū)域配電自動化建設(shè)才能充分發(fā)揮應(yīng)有作用和價值，但無法體現(xiàn)其規(guī)模效應(yīng)等，這就對配電自動化的可靠供電與科學(xué)化管理配電網(wǎng)產(chǎn)生不利影響。

相對落后配電臺區(qū)建設(shè)方式。各種設(shè)備增大運行維護(hù)難度，具體包括：有一種或多種終端設(shè)備安裝在傳統(tǒng)配電區(qū)，如電能表、集中抄表器、諧波監(jiān)測儀、控制負(fù)荷終端、監(jiān)測變壓器終端等，因此部分臺區(qū)出現(xiàn)混亂安裝設(shè)備、安裝多種設(shè)備等情況，大大增加日后運行、調(diào)試難度。對于農(nóng)村地區(qū)而言，不平衡經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r導(dǎo)致出現(xiàn)交叉并存的農(nóng)網(wǎng)配電臺區(qū)重載、過載、輕載等問題；存在低電壓問題。目前一些地區(qū)頻繁出現(xiàn)低電壓問題，不同地區(qū)表現(xiàn)出來不同低電壓問題。東部地在總用戶數(shù)量上低電壓用戶具有較低比例，集中表現(xiàn)在用電高峰期間斷性低電壓問題。中部地區(qū)建設(shè)電網(wǎng)速度遠(yuǎn)低于用電發(fā)展速度，造成頻繁發(fā)生低電壓現(xiàn)象。西部地區(qū)具有相對嚴(yán)重的低電壓問題，多年來無法有效解決地區(qū)供電問題。

配電自動化問題。終端配電覆蓋區(qū)域較少、沒有形成明顯規(guī)模效應(yīng)，不能進(jìn)行充分?jǐn)?shù)據(jù)融合、主站無法開展深入應(yīng)用工作，還需進(jìn)一步提高配電終端可靠性和易用性，有必要進(jìn)一步探索和完善專業(yè)化運行維護(hù)方式；信息應(yīng)用與交互問題。通過分析信息交換總線在全國電力企業(yè)中應(yīng)用情況可知，具有良好應(yīng)用成效和較差應(yīng)用成效的企業(yè)都占據(jù)較低比例，大部分企業(yè)應(yīng)用效果一般。出現(xiàn)較低應(yīng)用效果的原因是：信息交換總線是系統(tǒng)交互中間件，無法清楚定位管理職責(zé)，通常由調(diào)度部門與信通部門共同管理，造成無人維護(hù)總線、無人關(guān)注運行狀況等問題，無法第一時間發(fā)現(xiàn)并解決接口數(shù)據(jù)問題?，F(xiàn)階段很少應(yīng)用信息交換總線跑業(yè)務(wù)，GIS、配網(wǎng)圖模異動的應(yīng)用比較成熟，降低信息交換總線使用效率，但沒有取得明顯應(yīng)用效果[3]。

3 智能配電網(wǎng)未來發(fā)展趨勢

智能配電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展方向。未來配電網(wǎng)發(fā)展的重要特征包括互動性、清潔性、高效率、經(jīng)濟(jì)性、可靠性與安全性。以這些特征為出發(fā)點，可大致劃分為5種智能電網(wǎng)技術(shù)：信息采集技術(shù)是數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；基礎(chǔ)監(jiān)控技術(shù)的實施依靠技術(shù)平臺；應(yīng)用自愈控制技術(shù)能保證智能配電網(wǎng)安全性與可靠性，有利于自動解決基礎(chǔ)故障問題，促進(jìn)運行效率提高；優(yōu)化運行技術(shù)可保障智能電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性與高效性；主動配電網(wǎng)技術(shù)能保證智能電網(wǎng)的互動性與協(xié)調(diào)性。

改造與完善智能配電網(wǎng)網(wǎng)架。從我國目前智能配電網(wǎng)建設(shè)情況出發(fā)，全面改造和完善已有配電網(wǎng)網(wǎng)架，遵守改造原則。通過對差異化規(guī)劃方案的應(yīng)用提升附近電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性。加大研究與革新智能配電網(wǎng)技術(shù)力度，使電網(wǎng)運行風(fēng)險降至最低；配電自動化重要特征的把握。配電自動化主要有四個重要特征：高度融合實時數(shù)據(jù)與非實時數(shù)據(jù)、相互支持自動化與信息化、兼顧電網(wǎng)運營和設(shè)備管理、同時應(yīng)用技術(shù)手段和管理措施。

深入應(yīng)用配電自動化的重要任務(wù)。首先，應(yīng)用最有效的措施和方法，提高配電終端覆蓋率；其次，以IEC61968為基礎(chǔ)實現(xiàn)多系統(tǒng)交互信息與集成應(yīng)用目標(biāo)；積極配合信息融合與大數(shù)據(jù)處理分析工作；對分布式電源接入、控制和消納給予大力支持和幫助；將良好基礎(chǔ)奠定出來，以更好管理配電網(wǎng)節(jié)能與能效；有機(jī)融合智能化配電一次設(shè)備與二次設(shè)備；對于目前新電力改革的發(fā)展需求，配電自動化必須進(jìn)行很好適應(yīng)和滿足。

配件終端標(biāo)準(zhǔn)化的實施。未來發(fā)展智能配電網(wǎng)過程中，有必要促進(jìn)通信模塊、終端運維模塊、通訊規(guī)約模塊的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，全面統(tǒng)一規(guī)劃全國各個區(qū)域配電網(wǎng)電源箱，統(tǒng)一規(guī)格與尺寸，采取相同安裝方法。另一方面，全面規(guī)范智能配電網(wǎng)工作流程，如檢修設(shè)備、運行維護(hù)、設(shè)備報錯等，促進(jìn)工作流程標(biāo)準(zhǔn)化，將統(tǒng)一設(shè)備報錯系統(tǒng)應(yīng)用于全國范圍的電力企業(yè)中，從整體上促進(jìn)智能電網(wǎng)運行成效的提高。

多種通信方式互補(bǔ)的實現(xiàn)。企業(yè)化是未來智能配電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展方向，在保障信息安全、通信順暢的基礎(chǔ)上，使多種通信方式互補(bǔ)目標(biāo)得以實現(xiàn)，具體包括無線網(wǎng)絡(luò)、光纖網(wǎng)絡(luò)、電力載波等，針對通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和軟件，實現(xiàn)兼容彼此、互相備用目標(biāo)，最終促進(jìn)智能配電網(wǎng)運行可靠性與運行效率的提升。

4 提高智能配電網(wǎng)應(yīng)用成效對策

注重推廣和應(yīng)用智能配電網(wǎng)。在我國電力發(fā)展過程中智能配電網(wǎng)至關(guān)重要，能促進(jìn)電力改革、優(yōu)化民生。然而在多種因素影響下，仍有問題存在于智能配電網(wǎng)的應(yīng)用范圍和實際操作中，嚴(yán)重影響智能配電網(wǎng)效能，阻礙整個電網(wǎng)的科學(xué)系統(tǒng)發(fā)展。有關(guān)部門須高度重視智能電網(wǎng)的推廣和應(yīng)用；注重引進(jìn)和培養(yǎng)智能電網(wǎng)專業(yè)人才。智能配電網(wǎng)技術(shù)含量較高，對從業(yè)人員專業(yè)能力提出嚴(yán)格且較高要求。想要適應(yīng)目前智能配電網(wǎng)發(fā)展需求，相關(guān)部門須加強(qiáng)引進(jìn)電力信息技術(shù)人才，將良好平臺搭建起來，進(jìn)一步提升電力技術(shù)員工技能，激發(fā)廣大電力從業(yè)人員工作積極性和熱情，為智能電網(wǎng)的發(fā)展提供人才支持和保障。

智能配電系統(tǒng)的改進(jìn)和優(yōu)化。在社會經(jīng)濟(jì)不斷進(jìn)步的背景下，廣大人民群眾對智能配電系統(tǒng)提出更高的科學(xué)性與便捷性要求。由此看來，有關(guān)部門須通過對科學(xué)信息工具如大數(shù)據(jù)、云計算等的應(yīng)用，全面而有效分析區(qū)域內(nèi)供電發(fā)展?fàn)顩r，科學(xué)合理分配電力資源，防止不合理資源分配造成集中或浪費電力資源情況的出現(xiàn)。

提高智能配電軟件性能。現(xiàn)階段我國已在發(fā)展智能配電網(wǎng)絡(luò)過程中取得良好成果，廣大用戶獲取良好體驗。然而在用戶提高用電需求標(biāo)后，仍有一些問題存在于智能配電相關(guān)服務(wù)軟件中，突出表現(xiàn)在個性化服務(wù)、人性化服務(wù)方面，從而對整體用戶體驗造成不良影響。由此看來，想要進(jìn)一步發(fā)展我國智能配電網(wǎng)絡(luò)、滿足廣大用戶對電力資源的需求，有關(guān)部門須增加資金投入，對相關(guān)基礎(chǔ)服務(wù)軟件設(shè)施進(jìn)行完善，將良好基礎(chǔ)奠定出來，以更好發(fā)展智能配電網(wǎng)絡(luò)。