智能電網在配電線路中的應用

摘要：配電線路是連接用戶和電力系統的關鍵環節，也是電力系統對用戶服務質量的高低與服務水平可靠性的體現。隨著我國電力系統的不斷創新與改革，電力企業也面臨著嚴峻的挑戰和壓力，因此在配電線路中進行智能電網的應用是提高線路配電可靠性、促進我國電網發展的重要途徑。

關鍵詞：智能電網；配電線路；監測診斷系統；配電自動化

中圖分類號：TM247 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）16-0115-02

1 智能電網及智能輸電概述

智能電網是以雙向高速的、集成的通信網絡為基礎，利用先進的測量技術和傳感技術、先進的決策系統、完善的控制方法來經濟、安全、可靠、高效地進行電網的使用，因此也稱為電網的智能化。智能電網主要的特點包括激勵、自愈、抵御攻擊、容許接入不同的發電形式以及促進資產和電力市場的高效優化運行。相比于傳統的電網，智能電網具備了堅強的電網技術支撐體系和基礎體系，能有效防御各種外部攻擊和干擾，能接入大量的可再生能源和清潔能源，且能通過傳感器技術、自動控制技術、信息技術與電網基礎設施的融合，能對電網可能的故障及時發現，防止大面積停電現象的出現，使得電力設備的使用效率有效提高，電能損耗大幅度降低，從而使得電網的運行更加高效和經濟。電力系統中配電線路的智能輸電一般包括以下兩方面：一方面，能廣泛應用直流輸電和柔性交流技術來對現有的電網資源進行充分利用，從而使得配電線路輸送能力和穩定性提高，促進電網運行優化的同時使得輸電成本降低。另一方面，配電線路能夠建立起涵蓋全國范圍的能源輸送及配電線路監測診斷系統，能對設備運行狀態和微氣象信息進行及時采集，促進電網配電線路輸電效率的提高。

2 智能電網在配電線路中的應用

2.1 基于智能電網的配電線路監測診斷系統

智能電網配電線路在線監測與故障診斷系統由監測信息、通信網絡、線路檢測分機、地市局電網公司、省電網公司以及國家電力總部組成，此系統將多個檢測設備的功能進行了綜合，能夠對影響風偏、絕緣子污染、導線溫度、舞動、覆冰雪、桿塔傾斜和桿塔防盜等信息進行及時的采集。利用GPRS通信功能來將采集信息向地市局電網監測中心發送，電網監測中心人員分析相關的監測信息，按照配電線路智能算法的不同和實驗結果得出功能不同的監測判斷。智能電網配電線路在線監測與故障診斷系統能對配電線路設備運行狀況和微氣象信息進行及時全面的監控，系統的設計包括監測主分機和監測副分機，其中監測主分機主要進行設備運行狀態參量、微氣象信息的采集以及溫度數據和節點加速度的無線傳輸。主要組成模塊有微氣象監測單元、微處理器、桿塔監測單元、絕緣子監測單元、GPRS通信模塊和電源模塊等。監測副分機主要進行節點加速度及導線溫度的無線傳輸和采集，主要組成模塊有溫度傳感器、加速度傳感器和外圍電路等。此系統以智能電網為基礎，通過GPRS無線通信和ZIGBEE無線網的有效結合，使得配電線路在監測過程中數據傳輸引入的難題被解決，尤其是導線監測數據的傳輸與采集問題，從而成功實現了電網系統中配電線路運行狀態的在線全面監測與故障及時診斷解決。

2.2 基于智能電網的配電線路多功能電能表

以智能電網為基礎的配電線路多功能電能表主要是根據電能計量芯片加微處理器的方案來進行設計的。其主要組成結構有監控與計量傳感器、用戶標準計量設備、電能計量芯片和RS-485轉換器等，此電能表能使得電力系統中配電線路實現電能計量、參數顯示和計量監控等功能。其中計量和顯示模塊通過電能計量芯片的利用來進行用戶消耗電能和電氣參數的精確計量和采集，然后在微處理器中輸入標準結果進行判斷和運算。而且，微處理器的外部設備能將這些電參數實時顯示；配電線路的配電監控模塊利用RS-485總線來采集電能參數，通過微處理器分析軟件來對采集到的數據進行比較和分析，以判斷配電線路中有無違章用電現象?；谥悄茈娋W的配電線路多功能電能表中的計量芯片一般使用AITT026A，它是一種精度較高的三相電能計量芯片，有一個串行口，該芯片功能全面且精度較高，在配電線路合相和分相狀態下都能精確地計量視在功率、無功功率和有功功率等電能參數，一般在三相電路中功率因數、有效值、能量和功率測量中應用廣泛。應用智能電網所設計的配電線路多功能電能表，不僅能實現多種電氣參數的計量和采集，還能實時監控用戶的用電數據，有效地避免和控制竊電現象，使得電力系統的用電和售電實現合理化和公平化。

2.3 基于智能電網的線路配電自動化

基于智能電網的線路配電自動化改造是一項比較復雜和龐大的工程，該工程主要包括電網配電自動化終端系統、主站系統和子站系統的設計。主站系統主要由配電SCADA主站系統、配電AM/GIS/FM應用子系統和配電應用軟件子系統組成。其中配電應用軟件子系統主要是在配電線路的智能自動化改造完成之后，為了使得系統的技術標準滿足要求，對配電線路智能自動化中關鍵系統的故障診斷和恢復功能進行調試。由于配電線路具有涉及面廣、監控設施多的特點，配電主站無法和線路中的所有監控設施直接連接，因此需要在線路中配設中間級，也就是配電線路子站系統。子站系統能實現監控設備、環網柜和柱上開關的管理，使得配電線路饋線合閘、饋線監控和數據采集等功能得以實現。電網配電線路自動化的終端系統主要是對配電變壓器、開閉所和柱上開關等進行監控，與主站系統和子站系統互相配合以保證配電線路的優化可靠運行?；谥悄茈娋W的線路配電自動化改造使得電網配電線路的運行狀態得到及時的監控，促進了電網調度可靠安全性的提高，為配電線路的進一步智能化創造了條件。

3 結語

現代科學技術的發展以及電力系統的不斷改革創新使得配電線路的運行也趨于智能化，本文首先對智能電網及輸電智能化的定義和特點做了討論，在此基礎上，從基于智能電網的在線監測與診斷系統的實現、多功能電能表的設計和配電自動化的改造三個方面闡述了智能電網在配電線路中的應用，對于提高智能電網運行的安全可靠性、促進電網智能化的進一步發展意義重大。

參考文獻

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作者簡介：段然（1983—），河北黃驊人，供職于河北省任丘市電力局，華北電力大學自動化系在職研究生，研究方向：智能儀表與智能系統。