供電智能配電網(wǎng)與配電自動(dòng)化的發(fā)展和應(yīng)用

林 潮

（廣西綠能電力勘察設(shè)計(jì)有限公司，廣西 南寧 530000）

城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加速，能源消耗日益增長(zhǎng)，人們對(duì)能源質(zhì)量與穩(wěn)定性要求不斷提高，電力系統(tǒng)的發(fā)展尤為重要。然而，在電力系統(tǒng)中，由于“高功率傳輸，光功率分布”的理念[1]，使得配電網(wǎng)中的許多用戶忽略了配電網(wǎng)的發(fā)展，造成了傳統(tǒng)配電網(wǎng)的運(yùn)行效率低下，不僅制約了配電網(wǎng)的發(fā)展，還影響了人民群眾的正常用電。所以，隨著城市的發(fā)展，配網(wǎng)的智能化以及配網(wǎng)的自動(dòng)化技術(shù)也在不斷發(fā)展。智能配電網(wǎng)和配電自動(dòng)化能夠?qū)ε潆娤到y(tǒng)的弱點(diǎn)進(jìn)行有效處理，同時(shí)也能夠?qū)τ脩舫霈F(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)反饋，提高配電網(wǎng)的總體效能，降低能源消耗。

1 智能配電網(wǎng)概述

1.1 內(nèi)涵與基本特征

隨著電力輸送技術(shù)和電網(wǎng)調(diào)整技術(shù)的快速發(fā)展，智能配電網(wǎng)逐漸代替了原有的舊配電網(wǎng)。在實(shí)踐中，大多數(shù)的電力公司利用計(jì)算機(jī)，監(jiān)測(cè)不同區(qū)域的用電情況，并根據(jù)區(qū)域用電差異進(jìn)行差異化配電，從而構(gòu)建出與之匹配的快速、便捷的配電網(wǎng)[2]。通過(guò)差異化配電，達(dá)到有效節(jié)能用電的目標(biāo)，對(duì)當(dāng)前能源浪費(fèi)問(wèn)題進(jìn)行改革，提高配電效率。隨著現(xiàn)代智能配電網(wǎng)的發(fā)展，電力網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展越來(lái)越受到人們的重視。通過(guò)對(duì)電源裝置的指令，實(shí)現(xiàn)無(wú)人操縱的智能配電網(wǎng)。能夠快速整理、歸納、整理、分析系統(tǒng)中的資料，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障部件及高耗能裝置。供電企業(yè)可以將分布式供電設(shè)備配置到智能配電網(wǎng)中，來(lái)完成對(duì)城市不同地區(qū)的供電，該方法能夠有效避免停電、裝置失效等潛在的風(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)了電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行效率，同時(shí)也為一些電站減輕了用電壓力。智能配網(wǎng)的技術(shù)水平相對(duì)較高，通過(guò)對(duì)新技術(shù)的運(yùn)用，能夠有效集成電力資源，充分滿足社會(huì)生活及發(fā)展的用電需求，避免資源浪費(fèi)等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)電力在傳輸網(wǎng)絡(luò)中的快速流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電力的雙向快速流動(dòng)。

1.2 應(yīng)用方式

根據(jù)區(qū)域的具體情況，以生活生產(chǎn)的實(shí)際需求為依據(jù)，高效配電，提高智能配網(wǎng)效率[3]。增加配電網(wǎng)的線徑，降低電力傳輸損耗所占的比重，使配電網(wǎng)絡(luò)的建造符合城市規(guī)劃。在配電網(wǎng)中安裝各種傳感器，并安裝智能化的檢測(cè)裝置。重新布設(shè)配電網(wǎng)絡(luò)，技術(shù)人員要做好對(duì)供電系統(tǒng)的負(fù)載的預(yù)測(cè)工作，根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果來(lái)制定電力網(wǎng)的建設(shè)規(guī)劃，從而決定配網(wǎng)的容量比例的合理范圍，達(dá)到供需協(xié)調(diào)。提高配電網(wǎng)的建設(shè)效率，改變傳統(tǒng)陳舊的運(yùn)行方式，減少資源浪費(fèi)，降低因人為因素帶來(lái)的誤差，通過(guò)智能檢測(cè)與控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)配網(wǎng)的不間斷監(jiān)控，能夠有效提高配電網(wǎng)的穩(wěn)定性，減少成本，提高供電效率。

2 配電自動(dòng)化的發(fā)展及應(yīng)用

2.1 發(fā)展?fàn)顩r

隨著現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展，自動(dòng)化程度越來(lái)越高，應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。配電自動(dòng)化將給我國(guó)現(xiàn)代能源產(chǎn)業(yè)帶來(lái)新的生機(jī)和動(dòng)力。配電網(wǎng)自動(dòng)控制技術(shù)是由原有的配電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展而來(lái)的一門(mén)高端技術(shù)[4]。

首先，在能源分配方面，配電自動(dòng)化可以預(yù)測(cè)在一段時(shí)間里各個(gè)區(qū)域的用電量，從而可以在一定程度上降低或者提高配電容量，達(dá)到提高電力資源利用率的目的。解決人工指派方法的不足，防止人工指派的失誤，充分發(fā)揮配電網(wǎng)自動(dòng)化的功能，降低工作人員的工作量，提高供電效率。

其次，在智能監(jiān)控方面，配電自動(dòng)化系統(tǒng)利用監(jiān)控主機(jī)，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，再通過(guò)監(jiān)控設(shè)備對(duì)信息進(jìn)行分類處理，由智能設(shè)備下達(dá)命令，以此提高對(duì)配電系統(tǒng)的保護(hù)。

最后，在故障自動(dòng)投切并恢復(fù)供電方面，配電自動(dòng)化可以對(duì)出現(xiàn)故障或停機(jī)的配電設(shè)備進(jìn)行快速探測(cè)，并及時(shí)切斷故障源，實(shí)現(xiàn)故障隔離、斷點(diǎn)定位等工作，并及時(shí)提供故障數(shù)據(jù)，相關(guān)人員可以快速對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行診斷及維修，從而可以盡快恢復(fù)供電。

2.2 應(yīng)用方式

在能源分配方面，為了減少電能傳輸成本，提高電力的利用效率，相關(guān)單位及部門(mén)應(yīng)該重視對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，提升供電系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率，并對(duì)原有的配電網(wǎng)進(jìn)行改造，以提高供電系統(tǒng)的整體工作效率，綜合利用配網(wǎng)自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)，提高電力系統(tǒng)工作效率[5]。例如，根據(jù)地區(qū)的不同環(huán)境，對(duì)生產(chǎn)生活用電進(jìn)行預(yù)測(cè)，按需分配，從而對(duì)配電量進(jìn)行調(diào)節(jié)，并將大數(shù)據(jù)技術(shù)的計(jì)算能力充分利用起來(lái)，從而提升配電量的計(jì)算精度。

在智能監(jiān)控方面，為提高配電系統(tǒng)的智能化和網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的多功能發(fā)展，通過(guò)對(duì)配電信息的采集、處理、存儲(chǔ)、分析、傳輸、控制等功能，對(duì)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)管理，監(jiān)控整個(gè)配電系統(tǒng)的運(yùn)行。

在故障自動(dòng)投切并恢復(fù)供電方面，配電自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，如ATS 電源切換系統(tǒng)的應(yīng)用，當(dāng)主回路發(fā)生故障時(shí)，配電自動(dòng)化系統(tǒng)會(huì)立即切換為備用電源，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

當(dāng)前，我國(guó)電網(wǎng)運(yùn)行中出現(xiàn)主動(dòng)問(wèn)題，比如：用電地區(qū)劃分不清、用電大戶分析不到位等，采取標(biāo)準(zhǔn)化的電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)方式，減少電網(wǎng)投入，提高配電系統(tǒng)的信息化程度，以此保證配電網(wǎng)的工作效率，降低能源損耗。

3 智能配電網(wǎng)和配電自動(dòng)化的異同及發(fā)展趨勢(shì)

3.1 智能配電網(wǎng)和配電自動(dòng)化的異同

通過(guò)對(duì)智能配電網(wǎng)與配電自動(dòng)化系統(tǒng)的對(duì)比分析，可以看出智能配電網(wǎng)與配電自動(dòng)化緊密相關(guān)，并且具有一定的相似性。配電自動(dòng)化是將現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、通信、信息技術(shù)運(yùn)用于配電網(wǎng)，是實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)智能化的重要技術(shù)途徑。配網(wǎng)自動(dòng)化是配網(wǎng)技術(shù)的核心，然而，智能配電網(wǎng)相對(duì)于配電自動(dòng)化而言，又具有不同的特征。它具有較高的科技含量，智能配電網(wǎng)是配電網(wǎng)中多種新電力技術(shù)的綜合運(yùn)用。智能配電網(wǎng)涵蓋了主、二級(jí)配電網(wǎng)的各個(gè)技術(shù)范疇。智能配電網(wǎng)的目的是為了改善整個(gè)配電網(wǎng)的性能，減少總的費(fèi)用。其次，智能配電網(wǎng)是多項(xiàng)技術(shù)、多項(xiàng)協(xié)同應(yīng)用的有機(jī)結(jié)合，該方法融合了柔性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、FACTS 配電網(wǎng)、擴(kuò)展保護(hù)、分布式智能控制等多種功能，在保證配電網(wǎng)運(yùn)行安全的前提下，實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)的快速自修復(fù)。智能配電網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字證書(shū)的大范圍接入和深度接入。它將先進(jìn)的測(cè)控技術(shù)、電力電子技術(shù)、DER 和需求管理的作用充分運(yùn)用起來(lái)，極大地提高了電源的可靠性和質(zhì)量。相對(duì)于傳統(tǒng)配電網(wǎng)而言，其能量、資產(chǎn)利用狀況更為安全、高效?？梢院陀脩暨M(jìn)行交談，根據(jù)用戶的需求給用戶提供電力，或者通過(guò)DER 接入互聯(lián)網(wǎng)。但是，配電網(wǎng)中的AMR 系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶電能表單方向的讀出，也不能實(shí)現(xiàn)與用戶的交互。

3.2 智能配電網(wǎng)和配電自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)大部分的供電公司還沒(méi)有形成一套完整的配電網(wǎng)自動(dòng)監(jiān)控體系，還采用比較陳舊的手動(dòng)監(jiān)控方式，在電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，如果不能及時(shí)檢測(cè)到故障并進(jìn)行維修，將會(huì)造成巨大的電能損耗。電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，極易出現(xiàn)斷電、傳輸效率下降等問(wèn)題。所以，供電企業(yè)的管理者要重視配電自動(dòng)化，引進(jìn)專業(yè)人才，研究智能配電技術(shù)等的運(yùn)用，并積極將各類先進(jìn)技術(shù)運(yùn)用到實(shí)際工作中，合理優(yōu)化供電系統(tǒng)裝置，根據(jù)城市生活生產(chǎn)，理性配電，滿足城市發(fā)展的需求。由于中國(guó)地域遼闊，配網(wǎng)的負(fù)載很大，不同地區(qū)和不同省份之間的電力需求存在著很大的差異，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也存在著很大的差別，這對(duì)配網(wǎng)的推廣造成了很大的障礙，同時(shí)也對(duì)智能配網(wǎng)的發(fā)展帶來(lái)了巨大影響。電力供應(yīng)不能實(shí)現(xiàn)多元化，在電力供應(yīng)上存在著很大的困難。供電企業(yè)應(yīng)該以本地區(qū)實(shí)際生產(chǎn)生活需要為基礎(chǔ)，通過(guò)相應(yīng)的分析技術(shù)，理性預(yù)測(cè)用電量及用電情況，如用電時(shí)段等，并合理選擇配電方式，以滿足城市生活生產(chǎn)的總體需要。通過(guò)引進(jìn)新的系統(tǒng)，可以提高用電預(yù)測(cè)效率，并與傳統(tǒng)配電網(wǎng)相互融合，提高計(jì)算的準(zhǔn)確性，確保系統(tǒng)的運(yùn)行安全。通過(guò)對(duì)配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，可以有效提高配網(wǎng)負(fù)載容量，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間全負(fù)荷運(yùn)行，并通過(guò)現(xiàn)有的配電網(wǎng)吸收新的電力，提高電力供應(yīng)容量。

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，各類數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)也得到廣泛運(yùn)用，云計(jì)算就是其中一種，通過(guò)將云計(jì)算技術(shù)引入電力系統(tǒng)中，可以有效改革傳統(tǒng)技術(shù)的弊端，提高整體工作效率。相關(guān)人員只建立起一個(gè)復(fù)合式的配網(wǎng)系統(tǒng)，就能夠有效提高供電的可靠性和穩(wěn)定性，提升系統(tǒng)的性能，同時(shí)，還可以根據(jù)實(shí)際情況收集相關(guān)數(shù)據(jù)。再結(jié)合數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行剖析和預(yù)測(cè)，以此判斷系統(tǒng)有無(wú)故障，并對(duì)相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行管理，如電源處有故障，可以進(jìn)行及時(shí)對(duì)電源進(jìn)行處理。配電自動(dòng)化技術(shù)能夠精確地處理故障，并且具有更高的運(yùn)行效率。此外，它還能夠?qū)υO(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在出現(xiàn)突發(fā)事件時(shí)，可以在控制系統(tǒng)中發(fā)出警報(bào)，讓技術(shù)人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢修，實(shí)現(xiàn)了在不斷網(wǎng)的情況下快速地恢復(fù)發(fā)生事故地區(qū)的電力供應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)電網(wǎng)的安全保障。建立起一個(gè)智能配電網(wǎng)。對(duì)配電自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膽?yīng)用，可以提高新舊設(shè)備的兼容性，這樣就能避免不同地域內(nèi)的裝置間發(fā)生沖突，進(jìn)而延長(zhǎng)關(guān)鍵電源裝置的使用壽命。借助自動(dòng)化技術(shù)特有的優(yōu)勢(shì)，還能夠?qū)ο到y(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，并自動(dòng)分析，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有故障數(shù)據(jù)時(shí)，能及時(shí)發(fā)出警報(bào)，將用戶進(jìn)行分類，并根據(jù)用戶的不同需求進(jìn)行合理供電，以此提高整個(gè)配電網(wǎng)的供電效率。電力企業(yè)的管理人員要重視將會(huì)對(duì)電網(wǎng)帶來(lái)的沖擊，并采取行之有效的防護(hù)措施，提高自動(dòng)化技術(shù)的使用效果，并做好后續(xù)的資料處理。要對(duì)現(xiàn)行的配網(wǎng)運(yùn)營(yíng)體制進(jìn)行改進(jìn)，推動(dòng)各種先進(jìn)技術(shù)的深入結(jié)合，使其具有清晰的設(shè)計(jì)理念，不僅能夠滿足城市生活生產(chǎn)需要，還符合經(jīng)濟(jì)循環(huán)發(fā)展理論。

4 合理運(yùn)用智能配電技術(shù)的對(duì)策

4.1 合理分配相關(guān)資源

要想有效提升配電網(wǎng)的工作效率，管理人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的需求和技術(shù)的發(fā)展，對(duì)配網(wǎng)的具體改造、建設(shè)過(guò)程進(jìn)行規(guī)范化管理。建立一支具有一定規(guī)模和較強(qiáng)綜合素質(zhì)的專業(yè)團(tuán)隊(duì)，充分利用先進(jìn)技術(shù)開(kāi)發(fā)和利用智能配網(wǎng)技術(shù)，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行效率。對(duì)于電網(wǎng)企業(yè)而言，其所設(shè)置的崗位種類繁多，這就需要相關(guān)人員具備更高的職業(yè)素質(zhì)，同時(shí)，要有健全的評(píng)價(jià)制度，指導(dǎo)相關(guān)人員了解當(dāng)前配電網(wǎng)絡(luò)智能化的管理與控制技術(shù)，加大對(duì)有關(guān)技術(shù)人員的培訓(xùn)力度，使其迅速掌握新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備等。電力企業(yè)要充分發(fā)揮現(xiàn)有優(yōu)勢(shì)，對(duì)從事配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和有關(guān)技術(shù)研究的設(shè)計(jì)人員進(jìn)行培訓(xùn)，提高相關(guān)人員的職業(yè)水平和整體素質(zhì)，從而推動(dòng)電力工程的不斷發(fā)展。相關(guān)單位及部門(mén)應(yīng)當(dāng)對(duì)地區(qū)用電實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)研，并以此為依據(jù)，確定配電設(shè)備的改進(jìn)方向，并制訂出一套新的配電網(wǎng)設(shè)計(jì)方案。

4.2 提高配電網(wǎng)檢修效率

由于配電網(wǎng)中各種電子設(shè)備、傳感器的數(shù)量較多，且分散在不同的區(qū)域，因此，傳統(tǒng)管理方式對(duì)配電網(wǎng)的監(jiān)控難度大，配電網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，造成了其維護(hù)的困難。為了推動(dòng)智能化配電網(wǎng)建設(shè)，加速配電網(wǎng)先進(jìn)技術(shù)的普及，需要制訂智能化設(shè)備的維護(hù)規(guī)劃，健全相關(guān)技術(shù)規(guī)范，并且能夠?qū)︻l繁發(fā)生的故障進(jìn)行妥善處理。技術(shù)人員要對(duì)各種自動(dòng)化控制設(shè)備、智能檢測(cè)儀器的工作周期進(jìn)行全面的認(rèn)識(shí)，對(duì)配電網(wǎng)的工作狀況進(jìn)行調(diào)整，對(duì)容易發(fā)生故障的設(shè)備進(jìn)行多方面的監(jiān)測(cè)，從多個(gè)方面收集相關(guān)的資料。定期對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行檢修，做到有問(wèn)題及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)處理，從而提高配電網(wǎng)運(yùn)行效率。

4.3 利用物聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)化診斷網(wǎng)絡(luò)故障

在新的智能配網(wǎng)環(huán)境下，為了提升配網(wǎng)的資源利用率和負(fù)荷容量，相關(guān)人員必須通過(guò)部署多個(gè)傳感器，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)重構(gòu)電力資源調(diào)度機(jī)制，并將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于配電網(wǎng)系統(tǒng)管理中，實(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)化診斷。技術(shù)人員可通過(guò)多種智能控制技術(shù)，快速獲取城市用戶的用電時(shí)間、用電消耗量等用電信息，并將信息傳輸至后臺(tái)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)化分析與處理。相關(guān)人員再通過(guò)控制這些傳感器，將信息傳送到后臺(tái)，從而及時(shí)了解和記錄故障原因，減少人工診斷錯(cuò)誤率，提高診斷準(zhǔn)確性，降低能源消耗。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活生產(chǎn)對(duì)能源的需求越來(lái)越大。供電企業(yè)的管理者必須把智能配電網(wǎng)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)相結(jié)合，提高用戶的滿意度，積極引入先進(jìn)技術(shù)。在整體提高配電網(wǎng)工作效率的基礎(chǔ)上，還能實(shí)現(xiàn)低碳節(jié)能減排的城市發(fā)展目標(biāo)。按照《配電控制條例》，全面了解電力設(shè)備的運(yùn)行情況，做好電網(wǎng)改造工作，為今后智能配電網(wǎng)的發(fā)展提供有效保障。