智能配電網架構分析以及技術挑戰

南山

摘 要：隨著信息技術的發展，智能化技術被應用到各行各業，尤其是在電力行業，智能配電網的應用為配電系統提供了新的發展方向。基于此，本文通過分析智能配電網的特點，闡述了智能配電網在模型拓展中、優化接口方案中、跨專業橫向協同中的應用。

關鍵詞：智能配電網；配電自動化；智能體系架構

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.147

0 前言

智能配電網技術廣泛應用，促進了電力系統的飛速發展，尤其是在中低配電系統中。傳統的配電系統往往都是閉環設計，然后開環運行，主要參與電力配送，智能配電網架構主要實現高效、可靠、靈活等的配電，它的高安全性以及高可靠性是智能電網的關鍵環節，能夠實現配電自動化。

1 智能配電網架構的特點

1.1 用戶側類型多樣且靈活互動

智能配電網架構中有大量的分布式儲能系統、充電設施、可控的智能電氣設備以及分布式電源等，這些設施、系統普遍具有靈活且可控的特點，并且與配電系統能夠進行雙向互動，智能配電網通過對自身的狀態以及運行的計劃進行調整，來滿足電網和用戶兩方面的用電需求。傳統配電網的用戶側是被動用電，而智能化配電網卻具備同時用電、發電、儲電等特點，智能化配電網能夠成為一種主動參與配電系統運行的響應資源。

1.2 交流和直流混合的特性

由于儲能設備、分布式電源以及負荷中都有大量的直流電，智能配電網一改以往單純的交流電運行模式，它融合交流和直流電，形成了相互混合的配電系統。在微電網方面上，智能配電網可以根據配電系統的實際運行需要，將交流微電網和直流微電網自動轉化，也可以直流微電網和交流微電網相互混合使用；在配電系統的網絡構架方面，中壓、低壓配電系統的交流饋線和直流饋線可以并存，交流線路和直流線路通過電子裝備控制、連接。智能配電網的交直流混合特性可以根據配電系統的實際運行情況來決定使用直流供電還是交流供電，使系統運行效率以及適應性提升。

1.3 運行模式和控制方式靈活多樣

智能配電網采用的控制方式是分層次協調，這種控制方式的特點是既可以分散式控制，也可以集中式控制，在相互協同和局部區域自治的基礎上，實現對配電系統的監測管理，如：用戶側的、社區、商業樓、微電網等能量管理系統以及虛擬的、Cell控制系統等等。這些區域控制中心在控制自身的日常運行外，還能進行相互之間的溝通、協同。智能配電網通過區域控制中心進行雙向互動，使整個配電系統實現有效、主動的管理。

2 智能配電網關鍵技術的應用

2.1 模型拓展應用

傳統的配電網中主要涉及到開關、饋線段以及配變等設備，這些設備的主要缺點是調節和控制的手段比較少，當電動汽車、微電網以及分布式電源這些新型的元素連接到配電網中，就會使配電網中出現新的配電管理業務的需求。在“智能配電網優化調度關鍵技術研究”以及“智能配電網自愈控制技術開發與研究”中都是在遵循智能配電網研究標準，然后應用智能配電網新型配電設備統一的結構模型，使電動汽車、微電網以及分布式電源這些新型的元素所對應的模型得到擴展。例如：在河南靈寶供電公司，利用智能配電網新型設備所構建的模型中壓配電網和高壓配電網進行融合和拼接，使其提供的模型和數據可以讓智能配電網在進行優化決策時實現自愈控制和優化調度[1]。

2.2 在優化接口方案應用

智能配電網中很多新型輔助裝置和分布式電源都具有很強的可控性和靈活性，可以為配電系統的優化以及運行提供更多的技術手段，使智能配電系統中的多種能源能夠協調互動。對整個配電系統的層面進行優化設計，主要優化的目標有改善電壓水平、減小維護的費用以及降低系統網損等，配電網的接口常常會出現不穩定的現象，同時配電系統的可控設備也無法正常工作。傳統的配電網內部接口不能夠對提供CIS接口，同時也不能使配電系統的接口遵循CIS和CIM，智能配電網在優化接口中的應用使配電系統的接口能夠內外兼用。例如：河南靈寶供電公司的一個配電系統運行多年，但是由于不符合配電系統的標準，導致不能對外提供CIS接口，同時它的標準組件的應用也是不符合CIM和CIS。河南靈寶供電公司設了基于中間件技術的CIS接口的改造方案，在這個方案中，在對外部的接口應用時，以CIM數據庫為適配器，通過數據的轉換以及映射將原有的模型數據映射到數據庫中，然后封裝數據庫，使之成為對外提供的CIS接口，配電系統可以利用這個接口訪問CIS、CIM標準的系統。外部接口CIS也可以直接訪問智能配電網中的數據，從而實現內外接口之間的相互訪問。這個應用實現了原配電系統的標準化改造[2]。

2.3 在跨專業橫向協同應用

配電網管理需要涉及到非常多的專業和部門，工作流程也非常的復雜，同時，傳統的配電網管理方法在配電系統中各個環節之間的橫向溝通不是很通暢，配電系統中的相關信息的共享與集成不能實現，使得各個環節的管理相互制約。智能配電網技術的應用通過模型的交互構架，使配電系統的信息、數據等資源得以整合。例如：河南靈寶供電公司，在應用智能配電網構架時，以一次設備異動、多源數據融合、配變臺區管理、檢修計劃停電等為切入點，通過對配電系統的橫向集成，使服務網絡以及電氣物理網絡能夠進行信息監測和結果反饋，這樣智能配電網實現了對配電系統的全程管控的應用，使配電系統的精益化管理水平得到提升。

3 結論

綜上所述，智能配電網架構的特點非常多，且它的技術應用能夠使配電系統互聯互通。經過上文分析可得，智能配電網的關鍵技術在模型拓展中的應用能夠實現自愈控制和優化調度；智能配電網的關鍵技術在優化接口方案應用實現了原配電系統的標準化改造；智能配電網的關鍵技術在跨專業橫向協同應用，使配電系統管理水平得到提升，因此，智能配電網應用在電力系統中具有安全性和開放性。

參考文獻：

[1]趙江河.智能配電網的體系架構設計探討[J].供用電，2016，33

（10）：2-6.

[2]謝燦明，杜愛華，劉盛.新型智能配電網基本架構及工程建設方案研究[J].管理觀察，2014（32）：88-90+93.