智能電網自動化建設及關鍵技術研究

摘要：電網安全穩定運行會推動社會的進步和發展。在電網系統運行過程中，電網管理工作者應積極、主動地掌握智能電網調度自動化技術，對電網合理調度，從而確保電網的穩定、正常運行。基于此，文章分析了智能電網自動化建設的重要性，并提出幾點建議，希望能夠推動電網系統的安全運行。

關鍵詞：智能電網；自動化建設；關鍵技術；電力系統；智能技術；控制技術 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM73 文章編號：1009-2374（2016）34-0150-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.34.073

在社會經濟的快速發展下，各個領域都對電力系統提出了新的要求，要求電力系統的安全性和穩定性應進一步提高。為了能夠確保電能能夠滿足經濟社會發展的多樣化需求，電力行業應完善和改革智能電能關鍵技術，在加強電網調度運行的安全性上，從而為電網系統穩定運行奠定下堅實的基礎。

1 智能電網調度自動化概述

智能電網調動自動化其實質是綜合利用智能技術、控制技術和傳感測量技術等，從而實現電網調度數據、監控自動化、集成化等功能，在網絡信息共享下，保障電網調度系統的可靠性和穩定性。電網在實際運行中，應結合國民經濟和科技發展情況進行綜合分析，將電網調度系統與信息技術充分融合，進一步實現智能電網調度網絡化和自動化。

2 智能電網的特征

2.1 自愈特征

在這里所講的“自愈”，是在系統中將有問題的元件隔離出來，并在人為不干預的狀況下，使系統迅速地恢復到運行狀態中，從而提高供電服務。從真實狀況上來講，自愈就是智能電網中的“免疫系統”，在智能配電網系統中，自愈是其主要特征之一。智能配電網自愈技術在加強智能電網運行的可靠性上發揮了積極的作用，減少了停電時間。

2.2 在線監測特征

在高速通信網絡中，智能電網能夠快速對在線監測設備運行狀態及時獲取，在最佳的時間內找到哪臺設備出現了問題，并對此設備快速維修，使設備重新處于正常穩定運作狀態中。另外，先進的、科學的信息技術會提供出很多數據，并將這些數據集成到現存企業系統中，從而不斷提高企業的在線監測能力，進一步對設備運行和維修進行優化。

3 智能電網自動化建設中幾項技術探討

3.1 電力電子裝置和系統技術

3.1.1 分布式能源。分布式能源的英文縮寫為DER，主要指的是除了發電廠之外所能獨立運行的發電機設備。與發電廠所提供的電能相比較而言，DER系統無需借助其他設備的輔助而實現獨立運行。DER的表現形式是多樣的，比如一些清潔、可再生能源都屬于此類。隨著該方面技術的不斷發展，燃料電池也是DER未來的發展趨勢。

3.1.2 智能電子裝置（IED）。這是由處理器的組合而形成的系統，可以由同種或者由多種處理器組成，能夠實現數據的接受和發送等多種功能。

3.1.3 標準化的通用互聯技術（UIT）。考慮到標準化的通用互聯技術所具有的相關特性，因此在對其進行大力開發與應用中應設置其相對應的標準結構體系，從而將其的有效性得以最大限度地發揮出來，實現互聯系統的各項功能。標準化的通用互聯技術可使DER與終端用戶都能在所屬區域內實現互聯模式，方便用戶之間的溝通。UIT的功能較為全面，既包含功率調節與保護功能，又能對負荷控制進行有效調節等功能。當前，在UIT方面的研究已經初見成效，一些類似技術已應運而生，隨著科技發展浪潮的不斷推進，新技術、新理念層出不窮，新一代UIT設備也將會得到空前發展，在技術發展領域方面互聯裝置是其中值得關注的地方。互聯裝置屬于一個獨立的設備，它的主要作用是對電能進行分配，并可充當電網接口的作用，在技術層面上互聯裝置較為獨立，無需借助其他設備即可實現相應地功能，可在不同的DG設備上加以應用。通常情況下，互聯裝置有兩個主要模塊：一是能量承載裝置（PCD）；二是智能電子裝置（IED）。這兩個模塊之間所使用的接口均需使用標準設置，而且要實現隨插隨用的作用。UIT設備接口如圖1所示：

3.1.4 配電系統的數據主要來源于高級傳感器所產生的參數，但其中的困難在于對于電壓和電流的信息配電系統不能很好采集。ADA所需的數據來源比較苛刻，必須是具有監控功能的設備所產生的數據，這是因為其主要會給避雷針和熔斷器進行電力分配，而這兩者都必須具有監控功能。智能傳感器具有良好的性能，可以綜合多種功能來提升自身系統，還可產生通信技術，而且可以接受多種數據收入形式并且準確進行數據分析，比如可以很好地處理電流和電壓的波形，以此得到多種實時數據。

3.2 高級讀表體系的管理

在管理高級讀表體系中，可以實時監督控制電網與用戶用電信息，并運用最安全、最經濟的輸配電方式為終端客戶輸送電能，實現最優配置和運用電能。因此，提高電網的智能化，電力供應機構應明確了解用戶用電規律，從而對用電供應和用電需求有著很好的平衡，找到二者的平衡點。所以在其他國家智能電網建設中，通常都以建立起高級量測體系為準入點。高級讀表體系由計量數據管理系統、用戶端智能電表等組合而成，在最近幾年來，為了能夠強化需求側管理，已經將高級讀表體系延入到用戶住宅室內網絡中。在這樣的狀況下，這些智能電表結合實際需求，設計出計量間隔，并具有很強的通信功能，可以實現雙向通信，支持遠程設置、遠程接通等。

3.3 智能調度技術

在建設智能電網中，智能調度作為其中心環節，調度智能化是在擴展當前現有調度控制中心功能，智能電網調度技術支持系統作為研究和建設智能調度的中心，也是在全面調高資源優化配置的能力。調度智能化的主要目的在于構建起廣域同步信息的網絡保護和緊急控制的新技術，從而對系統元件進行統一的保護。另外，在實際工作中，對有關工作人員的職業素養和技能技術也提出了更高的要求，要求有關工作者應不斷提高自身的技能技術，轉變思想觀念，與時俱進地提高技能技術，在具體工作中嚴格要求自身，按照有關規定進行要求，從而確保電力系統的穩定運作。

3.4 高級電力電子設備

在改善和控制電能質量過程中，電力設備發揮了重大的作用，為用戶提供電能質量的基礎上，還能滿足用戶需求的電力，因此電力電子技術在發電、輸電、配電等各項環節中發揮著不可代替的作用。電力系統應用電力電子裝置已運用了新型的多電平大功率變流器拓撲、全數字控制技術等，進而促使電網技術的發展。

3.5 高級配電自動化

監視和控制系統、配電系統管理等功能，都是高級配電自動化系統的主要功能之一。通過和智能電網各個部分協同、穩定的運行，高級配電自動化不但能夠對系統監視進行改善，同時還能降低網速和加強資產使用率，所以高級配電自動化需要更為復雜的、專業的控制系統。

3.5.1 系統各元件需要設置在開放式通信體系結構中。

3.5.2 將其使用由分布式計算的局部實施分布式控制。

3.5.3 運用傳感器、分布式計算主體，快速反映電力交換系統的擾動，確保將影響降到最低。某監控地下配電系統的結構示意圖如圖2所示：

在局部分布式控制概念中，在全配電系統層面上，依據分布式配電中心實際情況，在中央配電控制中心內，將各個配電系統與微處理器實現很好的嵌入，但對微處理器的類型有著要求，應是智能電力裝置微處理器。

3.6 接入分布式能源

分布式能源中具有分布式發電、分布式儲能兩種，其分布式發電技術中包括多種技術，如太陽能光伏發電技術、海洋能發電技術、生物質能發電技術等。在分布式能源中，其配電網與負荷中心靠近，對擴展電網需求進一步降低了，并加強了供電系統的穩定性和可靠性，被廣泛應用在各大領域中。在國內，太陽能和風能發電方式大多數都在一些沙漠地區，并大容量地統一進行開發，雖然不會受到地理位置的影響，但是會受到天氣因素的影響，并具有很強的間歇性、波動性，會沖擊著供電的可靠性，當地的電網很難集中開發和利用可再生能源，在這樣的實際情況下，應進一步解決這些可再生能源大規模開發不確定性和開發間歇性的問題，從而確保電力大規模和大范圍的接入，但結合我國電力現狀而言，想要解決此問題，還有很多工作要做。

4 結語

綜上所述，在社會經濟和國民經濟的增長下，人們對電能使用程度越發增大，在這樣的情況下，對電能使用需求也越發加大，這就要求電力行業應進一步完善智能電網技術，在建設智能電網自動化的基礎上，對有關新技術進行深入研究，在智能電網建設中針對性地引用，從而滿足現代人們和工業用電的實際需求，進一步提高電力企業的經濟效益和社會效益。

參考文獻

[1] 蔡偉，陳艷華.關于新時期城區智能配電網建設的探討[J].通訊世界，2013，（19）.

[2] 亓富軍，魏飛，馮德品.智能配電網建設與發展淺析[J].機電信息，2012，（12）.

[3] 趙璟.智能配電網在電網中的發展[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2012，（3）.

作者簡介：高松州（1985-），男，廣東揭陽人，廣東電網揭陽普寧供電局中級工程師，研究方向：電能質量。

（責任編輯：小 燕）