山區(qū)智能配電網(wǎng)建設(shè)研究

安澤貴

（貴州思南供電局，貴州 銅仁565100）

0 引言

2009年，我國(guó)提出建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃，掀開了我國(guó)電網(wǎng)發(fā)展的新篇章。智能電網(wǎng)的發(fā)展涵蓋發(fā)、輸、變、配、用等各個(gè)環(huán)節(jié)，智能配電網(wǎng)的建設(shè)是其中的重要組成部分。配電網(wǎng)建設(shè)對(duì)山區(qū)用電有重要作用，本文就山區(qū)智能配電網(wǎng)建設(shè)展開討論。

1 建設(shè)山區(qū)智能配電網(wǎng)的重要性

1.1 提升山區(qū)用電管理水平

配電網(wǎng)屬于電網(wǎng)的末端環(huán)節(jié)，直接接入用戶端，是我國(guó)電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)，長(zhǎng)期以來一直存在技術(shù)更新?lián)Q代緩慢、電力設(shè)備老化嚴(yán)重、電網(wǎng)升級(jí)困難等問題。山區(qū)地處偏僻，經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后，配電網(wǎng)建設(shè)水平不高，自動(dòng)化設(shè)備水平較低。通過智能配電網(wǎng)的建設(shè)，有利于提高供電可靠性，改變山區(qū)用電管理情況，提升山區(qū)用電管理水平，確保配網(wǎng)安全、穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

1.2 提升山區(qū)供電可靠性

智能配電網(wǎng)以堅(jiān)強(qiáng)、自愈為主要特征，加快山區(qū)智能配電網(wǎng)的建設(shè)能夠提升山區(qū)供電可靠性，降低停電時(shí)間，減少因停電帶來的損失。目前，山區(qū)配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)相對(duì)薄弱，以單電源供電為主，一旦系統(tǒng)失電，電網(wǎng)將失去電源，造成不可避免的停電。而智能配電網(wǎng)下，可形成環(huán)型和輻射型網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)電網(wǎng)具有自愈功能，具備條件的地區(qū)還可能進(jìn)行新能源接入，能大大提高供電可靠性。

2 智能配電網(wǎng)簡(jiǎn)介

智能配電網(wǎng)是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分，圍繞配電網(wǎng)相關(guān)資產(chǎn)，將智能電網(wǎng)中先進(jìn)的自動(dòng)化、智能化、自愈化技術(shù)應(yīng)用于電網(wǎng)的設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行、維護(hù)等環(huán)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的智能控制，以延長(zhǎng)電網(wǎng)中的電力設(shè)備壽命、降低配電網(wǎng)絡(luò)升級(jí)改造成本、提升配電網(wǎng)絡(luò)供電可靠性。具體到山區(qū)智能配電網(wǎng)，可通過對(duì)光纖網(wǎng)絡(luò)的架設(shè)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的高速通信，針對(duì)不同地區(qū)的縣城、農(nóng)村、山區(qū)典型地帶，構(gòu)建智能供電模式，建設(shè)智能配電網(wǎng)配的輔助規(guī)劃、決策、支持系統(tǒng)，資源情況具備的地區(qū)，還可以發(fā)展接入配電網(wǎng)的風(fēng)、光、儲(chǔ)一體化微網(wǎng)系統(tǒng)，在多電源互補(bǔ)的情況下，優(yōu)化智能電網(wǎng)供電模式，優(yōu)化山區(qū)供電的電網(wǎng)架構(gòu)、電網(wǎng)電力裝備的選擇和使用、智能配電設(shè)備的布置。

圖1為山區(qū)智能配電網(wǎng)架構(gòu)。由圖可知，智能配電網(wǎng)融合智能采集、自動(dòng)計(jì)量、智能分析決策等先進(jìn)技術(shù)于一體，多種技術(shù)相互融合互補(bǔ)，構(gòu)建一個(gè)有機(jī)整體，發(fā)揮協(xié)同優(yōu)勢(shì)。首先，借助先進(jìn)的通信技術(shù)，通過光化學(xué)互感器和智能儀表，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與采集配電網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，供電網(wǎng)進(jìn)行智能決策分析。然后，采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)入存儲(chǔ)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，采集到的數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)一起為配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)優(yōu)化、設(shè)備壽命分析、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行分析提供依據(jù)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)的停電實(shí)時(shí)重構(gòu)。此外，MIS（ERP）系統(tǒng)也能夠從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)中調(diào)取相關(guān)信息，供給配電網(wǎng)管理和ERP系統(tǒng)使用，為電網(wǎng)戰(zhàn)略決策提供支撐，解決電網(wǎng)的信息不對(duì)稱情況；網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化系統(tǒng)與SCADA系統(tǒng)之間還有信息交互，交換電網(wǎng)的控制信息，整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)在IP網(wǎng)和GPS平臺(tái)基礎(chǔ)上。

圖1 山區(qū)智能配電網(wǎng)架構(gòu)

3 山區(qū)智能配電網(wǎng)建設(shè)和配置研究

3.1 自動(dòng)計(jì)量管理

智能儀表采集用電信息，實(shí)行自動(dòng)計(jì)量管理，能夠極大地提升計(jì)量效率，降低電網(wǎng)竊電。自動(dòng)計(jì)量的實(shí)現(xiàn)核心在于智能儀表的安裝，智能電網(wǎng)的發(fā)展帶動(dòng)了智能電表技術(shù)的發(fā)展，通過智能電網(wǎng)能夠?qū)崟r(shí)采集不同時(shí)段的電能消費(fèi)數(shù)據(jù)，并據(jù)此采取分時(shí)電價(jià)，有助于電能的削峰填谷，幫助消費(fèi)者理性消費(fèi)電能。此外，智能儀表的自動(dòng)計(jì)量有助于幫助電網(wǎng)企業(yè)定位具體的竊電位置，打擊電網(wǎng)竊電現(xiàn)象，提升山區(qū)配電網(wǎng)的管理水平。

3.2 電網(wǎng)資產(chǎn)的遠(yuǎn)程監(jiān)視與控制

山區(qū)配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)相對(duì)薄弱，受地形和交通因素的影響，電網(wǎng)資產(chǎn)的管理相對(duì)不便，給電網(wǎng)運(yùn)行和維護(hù)人員帶來極大的工作量，尤其是在雨雪等惡劣天氣下，電網(wǎng)的設(shè)備監(jiān)控和故障檢修難度較大。通過智能配電網(wǎng)進(jìn)行資產(chǎn)的遠(yuǎn)程監(jiān)視與控制，借助IEC61850規(guī)約和高速光纖通信，采用分組網(wǎng)絡(luò)的方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視與控制，現(xiàn)場(chǎng)安裝的傳感器能夠及時(shí)對(duì)電網(wǎng)的異常信息進(jìn)行提示和報(bào)警，提醒運(yùn)行人員盡快處理。

在智能配電網(wǎng)中，新型的狀態(tài)傳感器代替了傳統(tǒng)的故障指示器，能夠更加快捷真實(shí)地反映電網(wǎng)的故障狀態(tài)，一旦山區(qū)配電網(wǎng)出現(xiàn)故障，能夠迅速地進(jìn)行故障定位，借助智能配電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)和事故追憶，盡快定位故障的具體位置，使控制中心準(zhǔn)確地向故障所處位置派遣工程師，并迅速安排檢修和故障排查，進(jìn)行快速的故障修復(fù)。

3.3 地理信息系統(tǒng)GIS

智能配電網(wǎng)架構(gòu)在地理信息系統(tǒng)GIS和基于IP的SCADA系統(tǒng)基礎(chǔ)上。GIS系統(tǒng)在山區(qū)智能配電網(wǎng)的建設(shè)中具有廣闊的發(fā)展前景，智能配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)需要通過GIS系統(tǒng)來顯示實(shí)時(shí)信息，電網(wǎng)實(shí)時(shí)調(diào)度系統(tǒng)也需要使用GIS系統(tǒng)的圖像和數(shù)據(jù)。此外，在智能配電網(wǎng)的故障檢修中，GIS能夠進(jìn)行故障的快速定位和管理，并派出故障檢修人員進(jìn)行快速檢修，從而降低故障的排除時(shí)間，并能夠用于事故預(yù)想、模擬停電、空間負(fù)荷預(yù)測(cè)、空間數(shù)據(jù)挖掘中。

3.4 開展智能配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)分析

山區(qū)智能配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)分析集中體現(xiàn)在以下3個(gè)方面：（1）設(shè)備壽命分析：針對(duì)山區(qū)配電網(wǎng)電氣設(shè)備的老化問題，通過設(shè)備壽命分析，結(jié)合相似的壽命分析庫(kù)，與同類設(shè)備的特征進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)行最后的狀態(tài)評(píng)估，及時(shí)發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)元件的絕緣損壞、擊穿、老化等情況。（2）配電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)優(yōu)化：隨著山區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，配電網(wǎng)的規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大，通過智能網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)，結(jié)合電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和負(fù)荷增長(zhǎng)需求，建立準(zhǔn)確的負(fù)荷預(yù)測(cè)模型，尋找更加適合電網(wǎng)情況的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案，為電網(wǎng)企業(yè)進(jìn)行電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃和決策提供依據(jù)。（3）配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行分析：實(shí)時(shí)監(jiān)視配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行潮流，根據(jù)負(fù)荷工況的變化來決定配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)靈活的負(fù)荷方式調(diào)整，達(dá)到電網(wǎng)運(yùn)行的最優(yōu)潮流。

4 結(jié)語

山區(qū)農(nóng)村用電約占我國(guó)配電網(wǎng)用電的1／3，研究山區(qū)智能配電網(wǎng)的建設(shè)技術(shù)，建設(shè)以智能化、自動(dòng)化為特征的配電網(wǎng)，對(duì)推動(dòng)山區(qū)建設(shè)有重要意義，是新形勢(shì)下電網(wǎng)建設(shè)工作的新方向，在智能電網(wǎng)的發(fā)展過程中具有廣闊的發(fā)展空間。

［1］王成山，王賽一.基于空間GIS的城市中壓配電網(wǎng)絡(luò)智能規(guī)劃（一）輻射接線模式的自動(dòng)布局［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2004，28（5）：45－50.

［2］王成山，王賽一.基于空間GIS的城市中壓配電網(wǎng)絡(luò)智能規(guī)劃（二）多分段多聯(lián)絡(luò)接線模式的自動(dòng)布局［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2004，28（6）：55－59.

［3］王成山，王賽一.基于空間GIS的城市中壓配電網(wǎng)絡(luò)智能規(guī)劃（三）帶開閉所接線模式的自動(dòng)布局［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2004，28（7）：58－61.