智能配電網與配電自動化的分析

顏志強

摘 要：文章分析了各種類型配電網的特征，就實現配電網系統的自動化展開系統的分析，并提出了自己的見解。

關鍵詞：智能；配電網；自動化；技術；發展趨勢

隨著電力市場和經濟建設的飛速發展，配電網的智能化已成為一種必然的趨勢。長期以來，人們都不是十分重視配電網的規劃建設和系統改進，傳統的配電網設備性能落后，導致事故頻繁發生，嚴重影響了城市的經濟建設和人們的正常生活，如今，配電網的薄弱環節在經濟建設飛速發展的今天顯得越來越突出，需要人們多加關注。智能配電網是一個完全實現自動化管理的供電系統，是智能電網的重要組成部分，這個網絡中的每一個節點，即個人用戶都會被進行監控分析，保證電流從發電廠流出到每個用戶用電的整個流程實現智能化，這樣可以解決現今配電、用電以及電力公司和每個用電者之間的環節薄弱的問題[1]，提高整體系統的性能和效率。建設靈活、清潔、安全、經濟的智能配電系統，是人類用電的發展方向，也是時代發展的需求。

1 各種配電網的特征

1.1 傳統配電網的特征

傳統配電網的系統功能比較簡單，能量流只由變電站單方向地流向用電戶，信息傳播慢，并且不完整，有些信息孤島不容易被察覺。而傳統配電網的業務流程僅局限于部門內部，這些系統功能的不完善，使得傳統的配電網已經不能適應時代發展的需求，正逐步被淘汰。

1.2 數字配電網的特征

數字配電網相對于傳統配電網而言，在某些方面有了較大的改進和突破，比如在信息系統方面，能夠有效集成，跨部門之間可以實現信息共享。而且已經實現業務流的縱向和橫向的貫通，但是在能量流方面，依然只能使電流從變電站單方向地流向用電戶，這也是數字配電網的缺陷及需改進的部分。

1.3 智能配電網的特征

只能配電網不僅能夠完全實現自動化的運行供電管理，而且在各方面相對于傳統配電網和數字配電網而言都有了非常大的改進，比如能量流能夠實現變電站與用電戶之間的雙向流通，能夠支持互動業務流程，全局優化，實現雙向對等通信，能分布式處理[2]。在業務流方面支持互動業務流程，全局優化的決策等，面對當今的用電形勢，配電網供電需求不斷增大，連接復雜度的增高，加上可再生能源接入等問題，發展全自動化的智能配電網成為電力系統發展的必然選擇和趨勢。

2 實現智能配電網的基本要求

從國際性的大都市到縣級城市乃至農村，都需要配電網為之服務，而一個城市經濟額繁榮程度，決定著配電網的應用，要使配電網實現智能自動化，要從以下幾方面做起：

（1）一個地區要實現配電網的智能化，首先要立足于地區的基本經濟基礎，根據實際用電需求，相匹配地對配電網作出相應改進，絕不能追求形勢上的虛假繁榮，不顧實際情況將大量資金投入不符合經濟基礎的配電網改造中去，這樣不僅不利于民生，也對地區的經濟長遠發展有害。（2）從用戶用電的實際要求出發，為用戶保證供電，確保每一個用戶都能有充足的電力資源使用，滿足用戶的用電需求。在以前的一段時間，電力能源緊缺，經常發生限制供電的現象，現在隨著社會的進步，基本上已經不會發生這種現象，在此基礎上，要進一步地提高供電系統性能，提高網絡的輸送能力和做好網絡結構的調整，并提高技術裝備的可靠性及運行部門的免維護要求，還要完善系統的自動化程度及自動化處理故障的能力。另一方面，隨著城市高新技術裝備和居民家用電器的增多，高峰低谷現象對電能質量是相對應的[3]，因此還需要保證電能質量。（3）電能在輸送的過程中不可避免地要損耗，這對于能源來說是一種極大地浪費，但是又是一件不可避免的事情，我們只有盡量地去降低這種損耗，改造城市電網導線截面，降低線路的電阻率。采用新的輸送電金屬，減少線路電能的損失，優化輸送路徑，做到經濟運行。（4）智能配電網的采用，要盡量選取自動化程度較高的設備，這樣才能提高系統的障判斷能力并在無技術人員的情況下自動隔離故障。節省大量人力成本。解決配備智能配電網所遇到的技術問題。（5）智能配電網能實現自我監控，通過計算機分析計算進行電能分配，這樣便于配電的網絡經濟分析，歷史數據的記錄和查詢規劃等。

3 我國配電網中存在的問題

由于城市建設的高速發展，引起供電需求的大幅度增長，這樣配電網的發展便成了城市前進的必要一步，而城市在發展初期的不合理規劃往往導致配電網的不合理配置，形成了不相適應配電網結構，使配電網不適應城市發展的需求，主要反映以下幾點：

（1）配電網絡系統的能力落后于城市建設的發展，隨著城市規模的擴大，商業圈的建立，落后的配電網系統往往不能滿足城市發展的需要。（2）電能無法輸送。瓶頸效應突出，許多停電事故因此而引起。這是由于配電網的系統設置沒有跟上城市發展的步伐而導致的。（3）電線通道與城市規劃不相適應，有的地方改用地下電纜，施工及投資不允許，采用架空導線又環境條件不允許，給配電網的建設帶來了很大的阻力。（4）能源浪費。早期建設的線路導線細，輸電時造成較大的損耗，個別地區配電網損耗達30%，造成能源大量浪費和環境污染。

綜上所述，實現城市配電網自動化是一項規模宏大的綜合性工程，應具有較為完整的配電網點和較好的城市規劃，在城市經濟基礎允許的情況下，盡量選用較為先進的設備，實現城市配電網智能化石一項具有長遠利益且利于民生的工程，各級部門應予以重視。

4 智能配電領域的相關技術及方案

評判配電網是否智能化的標志，要看它是否符合自動化的要求。關于自動化通訊，通常概念有兩種。

第一種是外圍通訊。采用的方法為有線和無線二種。其中有線分光纖通訊，音頻電纜通訊和電力載波通訊。無線通訊分微波通訊，擴頻通訊和無線電通訊。在具體地區的應用，應根據具體情況和實際應用效果來決定采取哪一種通訊方式。另一種通訊是應用于計算機上的軟件通訊。各種計算機軟件以及數據庫、遠動裝置都是由計算機軟件進行數據交換，在實際計算機運行過程中的某一種規定的方式進行，通訊規約一般是由設備自身來設定。

另外，光纖通訊是城市配電網中應用比較多的一種通訊方式。它可靠性高，干擾小，不受環境條件的影響，可作為語言、數據的傳輸，現今來說，是一種較好的通訊方式。但是同時它的費用較高，受成本資金的影響，使之應用并不廣泛。

5 智能配電的發展趨勢

在國際上來說，近幾年來，歐美發達國家大力提倡和發展智能電網，希望能通過投資建設智能電網而達到刺激經濟發展的效果。智能電網能提高能效，減少溫室氣體排放，節約資源，保護環境，最終下降電價，使廣大用戶受益。智能電網的推廣可減少25%以上的由發電產生的二氧化碳。對于全球的溫室效應也有一定的遏制作用。

就國內而言，中國各地區差異很大，經濟情況和生活條件相差較大，想要在全國完全實現智能電網，還很遙遠。所以中國的智能電網發展必須從試點開始推廣，慢慢走向全國。配電網智能化方面，中國在近期內很難達到美國水平，應考慮到我們的基本國情，做出相應的對策。

6 結束語

實現配電網的智能化是當前電網建設的熱點，無論大、中、小城市都把配電網的改造建設及智能化的實現作為工作重點，不惜大量人力物力財力進行整個電網的改造，但是也不能盲目跟風，應慎重對待配電網的智能化，應用高新科技成果，根據地區的需求及經濟基礎條件進行合理的改造，相信這項利國利民的工程在各方面的共同努力下，會不斷完善并取得好的成效，獲得更大的社會效益和經濟效益。

參考文獻

[1]侯博淵.變電站無功補償設備的運行與控制[M].山東：山東工業大學，1991.

[2]靳龍章，丁毓山.電網無功補償實用技術[M].北京：中國水利水電出版社，1997.