基于數(shù)字化技術(shù)的智慧配電系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)應(yīng)用

趙偉杰

摘要：近年來(lái)，智慧配電系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用比較廣泛，能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)的科學(xué)化、信息化管理，使電力資源得到進(jìn)一步優(yōu)化配置，達(dá)到節(jié)能、環(huán)保、減排等目的。隨著數(shù)字化技術(shù)日趨成熟，智慧配電系統(tǒng)依托數(shù)字化技術(shù)其系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平得到有效提升，有利于提升智慧配電系統(tǒng)的自動(dòng)化、信息化，也能夠?qū)崿F(xiàn)智慧配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性。首先對(duì)數(shù)字化技術(shù)下的智慧配電系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)要概述，并探討研究基于數(shù)字化技術(shù)的智慧配電系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)的具體應(yīng)用（？？），最后分析基于數(shù)字化技術(shù)的智慧配電系統(tǒng)的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化技術(shù)??智慧配電系統(tǒng)??價(jià)值作用??設(shè)計(jì)應(yīng)用??應(yīng)用前景

中圖分類號(hào)：TM76

Design?and?Application?of?the?Smart?Distribution?System?Based?on?Digital?Technology

ZHAO?Weijie

State?Grid?Enshi?Power?Supply?Company，?Enshi，?Hubei?Province，445000?China

Abstract：?In?recent?years，?the?smart?distribution?system?has?been?widely?used?in?the?power?system，?which?can?achieve?scientific?and?information-based?management?of?the?power?system，?and?further?optimize?the?allocation?of?power?resources，?so?as?to?achieve?goals?such?as?energy?conservation，?environmental?protection?and?emission?reduction.?With?the?increasing?maturity?of?digital?technology，?the?design?level?of?the?smart?distribution?system?based?on?digital?technology?has?been?effectively?improved，?which?is?conducive?to?enhancing?its?automation?and?informatization?and?also?achieving?its?stability?and?safety.?This?article?first?provides?a?brief?overview?of?the?smart?distribution?system?based?on?digital?technology，?then?explores?and?studies?its?design?and?specific?application，?and?finally?analyzes?its?application?prospects.

Key?Words：?Digital?technology;?Smart?distribution?system;?Value;?Design?application;?Application?prospect

智慧配電系統(tǒng)多適用于低壓配電系統(tǒng)中，利用智慧配電系統(tǒng)的遙信、遙測(cè)、遙控等功能，不僅能夠提高配電網(wǎng)的配電效率，而且能夠確保配電系統(tǒng)安全可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。現(xiàn)階段，數(shù)字化技術(shù)逐漸深化應(yīng)用在智慧配電系統(tǒng)中，能夠更好地優(yōu)化和完善配電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)合理有效的管理。

1?數(shù)字化技術(shù)下的智慧配電系統(tǒng)

1.1?基于數(shù)字化技術(shù)的智慧配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

隨著現(xiàn)代信息化科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)在智慧配電系統(tǒng)中的應(yīng)用日趨完善，主要通過(guò)智能終端和智慧電柜兩種模式體現(xiàn)出來(lái)。智能終端模式憑借自身數(shù)字化功能，能夠?qū)ο到y(tǒng)各個(gè)回路進(jìn)行全面監(jiān)督和管控，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電系統(tǒng)的全面精細(xì)化管理。智慧電柜模式優(yōu)勢(shì)在于一體化程度比較高，能夠?qū)崿F(xiàn)配電回路的構(gòu)建、監(jiān)督、管控一體化集中管理[1]。這兩種模式均能利用組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自身結(jié)構(gòu)的多層化、網(wǎng)絡(luò)化，以便能夠?qū)崿F(xiàn)配電系統(tǒng)的集中控制和管理，大幅度簡(jiǎn)化運(yùn)行和維護(hù)方面工作，提高智慧配電系統(tǒng)運(yùn)行效率。

1.2??基于數(shù)字化技術(shù)的智慧配電系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

智慧配電系統(tǒng)在數(shù)字化技術(shù)的加持下，能夠使其自身功能得到優(yōu)化和完善，有利于智慧配電系統(tǒng)更加安全、高效運(yùn)轉(zhuǎn)。數(shù)字化技術(shù)下，智慧配電系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾方面。

1.2.1??具有穩(wěn)定性能

在數(shù)字化技術(shù)的加持下，使得智慧配電系統(tǒng)自身功能更加強(qiáng)大，不僅能夠連續(xù)不斷供應(yīng)電能，實(shí)現(xiàn)電源的自動(dòng)轉(zhuǎn)化，而且在出現(xiàn)事故時(shí)，能夠通過(guò)級(jí)間聯(lián)鎖功能有效避免事故擴(kuò)大。基于數(shù)字化技術(shù)的智慧配電系統(tǒng)，其智能化程度更高、邏輯控制功能更加突出，在一定程度上能夠減少非故障停電事故，保證智慧配電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

1.2.2??具有安全性能

數(shù)字化技術(shù)在智慧配電系統(tǒng)中的應(yīng)用，能夠完善和優(yōu)化系統(tǒng)管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行全面精細(xì)化的監(jiān)督和管控，這樣能夠大大減少系統(tǒng)安全隱患，有利于提升智慧配電系統(tǒng)的安全性能。例如：以往智慧配電系統(tǒng)電氣火災(zāi)事故頻發(fā)，引入相關(guān)數(shù)字化技術(shù)能夠加強(qiáng)對(duì)異常電流的識(shí)別和管控，有利于第一時(shí)間消除異常電流，并最大限度降低對(duì)系統(tǒng)的損壞，避免電氣火災(zāi)事故的出現(xiàn)，從而大大提升智慧配電系統(tǒng)的安全性能[2]。

1.2.3??綠色節(jié)能性能

新時(shí)期，國(guó)家各項(xiàng)事業(yè)建設(shè)發(fā)展堅(jiān)持綠色可持續(xù)發(fā)展的理念，智慧配電系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)亦是如此。在數(shù)字化技術(shù)的加持下，智慧配電系統(tǒng)將綠色節(jié)能理念貫徹到底，在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)開發(fā)智慧化能耗管理模塊，從硬件和軟件兩方面入手，實(shí)現(xiàn)能耗相關(guān)數(shù)據(jù)信息的全面精準(zhǔn)采集和科學(xué)合理分析；而且在數(shù)字化技術(shù)下，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和定位系統(tǒng)能耗的異常點(diǎn)，幫助電力用戶進(jìn)一步優(yōu)化節(jié)能用電方案，這樣不僅能夠提高系統(tǒng)能耗管理水平，也能夠?qū)崿F(xiàn)綠色節(jié)能目的。

1.2.4??人機(jī)交互性能

由于配電系統(tǒng)安全運(yùn)行和高效管理離不開工作人員與配電儀器設(shè)備、集中平臺(tái)的交互，而數(shù)字化技術(shù)在智慧配電系統(tǒng)中的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)配電系統(tǒng)的本地媒介與一體化電柜架構(gòu)充分融合，這樣能夠提高人機(jī)交互工作效率，更好地對(duì)智慧配電系統(tǒng)進(jìn)行管控。同時(shí)，智慧配電系統(tǒng)依托數(shù)字化技術(shù)，可以開發(fā)設(shè)計(jì)專家診斷功能模塊，以此功能可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)的異常，并能夠智慧化地給予預(yù)判和警告，同時(shí)能夠提出合理解決方案，為配電系統(tǒng)運(yùn)行控制管理提供有針對(duì)性的意見。

2?數(shù)字化技術(shù)在智慧配電系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)應(yīng)用

2.1?智慧配電系統(tǒng)參數(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)

新時(shí)期，數(shù)字化技術(shù)在智慧配電系統(tǒng)中的應(yīng)用，涉及系統(tǒng)設(shè)計(jì)的各個(gè)階段。尤其在系統(tǒng)參數(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)階段，數(shù)字化技術(shù)的充分融入，能夠進(jìn)一步優(yōu)化各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)，為智慧配電系統(tǒng)的安全高效運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。數(shù)字化技術(shù)的有效融入最直接體現(xiàn)在智能終端和智慧電柜的參數(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)，智慧終端參數(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)主要包括一體式終端和分體式終端，具體智慧終端參數(shù)指標(biāo)見表1[3]。

在智慧電柜參數(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)中，需要考慮多方面內(nèi)容，依托數(shù)字化技術(shù)，結(jié)合不同類型智慧電柜的使用標(biāo)準(zhǔn)和需求，科學(xué)合理設(shè)置各類柜型電流的寬度、深度、高度及回路數(shù)量和規(guī)格，這樣才能夠確保智慧電柜各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)的規(guī)范性、合理性，以此優(yōu)化和提升智慧電柜整體性能。

2.2??智慧配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.2.1??應(yīng)用場(chǎng)合

目前來(lái)看，數(shù)字化技術(shù)在智慧配電系統(tǒng)中的充分運(yùn)用，能夠進(jìn)一步完善優(yōu)化智慧配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提升系統(tǒng)的整體性能，有利于智慧配電系統(tǒng)的推廣應(yīng)用。隨著數(shù)字化技術(shù)的融入，也使得智慧配電系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)合逐漸擴(kuò)大，不僅可以應(yīng)用在民用建筑供電系統(tǒng)中，還能夠應(yīng)用在鐵路運(yùn)輸、石油化工等多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，也就是說(shuō)，配有變電站、配電箱、低壓配電室的場(chǎng)所均可應(yīng)用智慧配電系統(tǒng)。

2.2.2?設(shè)計(jì)方法

在數(shù)字化技術(shù)加持下，智能終端設(shè)計(jì)應(yīng)在原本配電回路系統(tǒng)上安裝符合智能終端使用需求的電流雙向感應(yīng)器以及相關(guān)檢測(cè)設(shè)備，并建立各系統(tǒng)終端的網(wǎng)絡(luò)通信聯(lián)系，以此構(gòu)建智能終端系統(tǒng)。在具體設(shè)計(jì)時(shí)，需要結(jié)合應(yīng)用場(chǎng)合和用戶的實(shí)際情況及使用需求，科學(xué)合理對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，不斷提升配電箱和配電柜的性能，并適當(dāng)添加一些相關(guān)的終端系統(tǒng)，以此優(yōu)化和完善組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，得出完整的拓?fù)鋱D。在進(jìn)行智慧電柜設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分結(jié)合智慧電柜的型號(hào)、規(guī)格及配電回路的數(shù)量，依據(jù)實(shí)際用電負(fù)荷科學(xué)合理進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保匹配是相互的、雙向的。

2.3?變壓器設(shè)計(jì)

變壓器是智慧配電系統(tǒng)重要組成部分，為此需要做好變壓器設(shè)計(jì)，以便能夠提升智慧配電系統(tǒng)整體性能，確保變壓器運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性、安全性得以實(shí)現(xiàn)。在進(jìn)行變壓器設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分結(jié)合數(shù)字化技術(shù)，科學(xué)合理地對(duì)變壓器的負(fù)載進(jìn)行管理和調(diào)配，同時(shí)做好變壓器運(yùn)行數(shù)據(jù)的歸納收集和分析計(jì)算，確保變壓器各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)和功能符合智慧配電系統(tǒng)的使用要求，提升變壓器經(jīng)濟(jì)性和安全性。在具體進(jìn)行變壓器設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)內(nèi)容。

一是做好變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)間設(shè)計(jì)。需要結(jié)合應(yīng)用場(chǎng)所和用戶使用需求，嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求計(jì)算變壓器各項(xiàng)參數(shù)，確保各項(xiàng)參數(shù)合理準(zhǔn)確，以便更好地優(yōu)化變壓器設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)變壓器的經(jīng)濟(jì)性能。二是主備電源作為變壓器重要組成部分，需要變壓器設(shè)計(jì)人員重視一級(jí)負(fù)荷和二級(jí)負(fù)荷主備電源調(diào)配功能的設(shè)計(jì)，結(jié)合變壓器使用需求合理設(shè)計(jì)主備電源的調(diào)配，確保變壓器電源持續(xù)穩(wěn)定[4]。三是為確保變壓器供電可靠性，應(yīng)考慮設(shè)置兩臺(tái)變壓器，確保當(dāng)一臺(tái)變壓器停止運(yùn)行時(shí)，另一臺(tái)能夠及時(shí)替代負(fù)擔(dān)起所有荷載，從而可以保證變壓器正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)變壓器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。

2.4??其他設(shè)計(jì)要點(diǎn)

數(shù)字化技術(shù)在智慧配電系統(tǒng)的應(yīng)用效果比較理想，除了以上幾點(diǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)用外，還涉及智慧配電系統(tǒng)其他方面的設(shè)計(jì)，具體包括以下幾方面設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

2.4.1??斷路器設(shè)計(jì)

在斷路器設(shè)計(jì)和選擇時(shí)，應(yīng)充分考慮配電系統(tǒng)使用需求和數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用要求，科學(xué)合理選擇斷路器型號(hào)，并按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)合理設(shè)計(jì)斷路器的脫扣值，同時(shí)也應(yīng)設(shè)計(jì)2對(duì)輔助接點(diǎn)和分勵(lì)脫扣器。

2.4.2??電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

由于數(shù)字化技術(shù)的融入，對(duì)智慧配電系統(tǒng)提出更高使用要求，需要為主進(jìn)線斷路器、母聯(lián)斷路器、油機(jī)切換斷路器、遙控分合閘功能回路斷路器等安裝電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，以便能夠提高智慧配電系統(tǒng)整體性能，提高系統(tǒng)自動(dòng)智能性、操作便捷性。

2.4.3??互感器設(shè)計(jì)

數(shù)字化技術(shù)影響下，對(duì)智慧配電系統(tǒng)中的互感器提出更高要求，需要使用具有保護(hù)功能和測(cè)量功能的電流互感器，同時(shí)應(yīng)充分考慮配電回路規(guī)格、智能終端型號(hào)等多方面內(nèi)容合理選擇互感器[5]。

2.4.4??深層次分析數(shù)字化技術(shù)

雖然數(shù)字化技術(shù)在智慧配電系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，但是仍然需要重視技術(shù)融合應(yīng)用的深層次分析，深入挖掘數(shù)字化技術(shù)在智慧配電系統(tǒng)應(yīng)用中全面精細(xì)化、綠色節(jié)能化的價(jià)值作用，確保智慧配電系統(tǒng)整體性能的高效提升，為社會(huì)和大眾提供更加優(yōu)質(zhì)電力服務(wù)。

3??基于數(shù)字化技術(shù)的智慧配電系統(tǒng)的應(yīng)用前景

現(xiàn)階段，基于數(shù)字化技術(shù)的智慧配電系統(tǒng)在多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，并得到比較理想的應(yīng)用效果，特別是在系統(tǒng)安全運(yùn)行、綠色節(jié)能、高效管理等方面效果尤為突出。智慧配電系統(tǒng)能夠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況，對(duì)于出現(xiàn)異常情況能夠及時(shí)預(yù)警，減少故障和事故的發(fā)生，確保配電系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。例如：智慧配電系統(tǒng)具有完備的電氣火災(zāi)監(jiān)控功能，對(duì)于可能出現(xiàn)的電氣火災(zāi)，能夠第一時(shí)間進(jìn)行預(yù)警，盡可能降低事故風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生。智慧配電系統(tǒng)還具備能耗管理功能，能夠監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)無(wú)效運(yùn)行，并對(duì)其展開全面精細(xì)化管理，減少系統(tǒng)無(wú)效運(yùn)行，達(dá)到節(jié)約電能的目的。另外，智慧配電系統(tǒng)還能夠提高系統(tǒng)運(yùn)行管理效率，由于智慧配電系統(tǒng)交互途徑具有多樣性特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)本地、遠(yuǎn)程等多種多樣的交互工作，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)全面集中管理，不僅可以降低人工管理成本，還能夠大大提升系統(tǒng)管理效率。目前來(lái)看，基于數(shù)字化技術(shù)的智慧配電系統(tǒng)的應(yīng)用前景廣闊，未來(lái)應(yīng)不斷創(chuàng)新數(shù)字化技術(shù)在智慧配電系統(tǒng)中的應(yīng)用，結(jié)合行業(yè)發(fā)展需求不斷優(yōu)化和完善智慧配電系統(tǒng)，重視數(shù)字化技術(shù)的深度融合，以便能夠推動(dòng)智慧配電系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展。

4??結(jié)語(yǔ)

綜上所述，智慧配電系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)離不開數(shù)字化技術(shù)的支持，為此應(yīng)不斷創(chuàng)新數(shù)字化技術(shù)在智慧配電系統(tǒng)中的應(yīng)用，更好地提升智慧配電系統(tǒng)的整體性能，確保智慧配電系統(tǒng)高效安全可靠運(yùn)行，同時(shí)踐行綠色節(jié)能理念，將綠色節(jié)能理念貫徹落實(shí)到底，實(shí)現(xiàn)智慧配電系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]趙永良，牛垣絎，王顯鋒，等.供電所末端業(yè)務(wù)融合數(shù)字引擎研究及應(yīng)用[J].電信科學(xué)，2023，39（11）：164-173.

[2]盛鵾，吳梓妍，李智勇.基于數(shù)字孿生技術(shù)的城市新型電力系統(tǒng)應(yīng)用架構(gòu)[J].電工技術(shù)，2023（6）：100-103.

[3]鐘火榮.數(shù)字化技術(shù)的智慧配電系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)應(yīng)用[J].電力設(shè)備管理，?2022（14）：33-35.

[4]劉志，孔繁宇，樊國(guó)旗，等.新型電力系統(tǒng)下“智慧配電網(wǎng)+”的探索與實(shí)踐[J].大眾用電，p2022（11）：55.

[5]周來(lái).基于數(shù)據(jù)挖掘的低壓配電網(wǎng)拓?fù)渲悄茏R(shí)別與電壓管理優(yōu)化[D].華南理工大學(xué)，2021.