10kV電力系統配電網絡的智能化研究

陳建斌　郭志強

【摘? 要】10kV 電力系統配電網絡的智能化是一個綜合性的知識體系，它在電力系統中使用時，技術層面上不僅涉及自動控制、機械、計算機等基礎學科，還兼有測量、通信、傳感技術等學科，只有各部門之間相互協調，才能發揮設備最大的價值。伴隨著 10kV 電力系統配電網絡智能化的不斷優化，其必將成為未來發展的主流，應用前景十分光明。當前，智能化配電系統正在朝向多功能、精細化發展，10kV 電力系統配電網絡的智能化的引入，必將使得電力系統中智能化產品在穩定性和兼容性上有一個重大的技術飛躍，造福人們的生活。

【關鍵詞】10 kV;電力系統;網絡智能化

中圖分類號：TU712?? 文獻標識碼：A

1 10 kV 配電網智能系統構成和發展趨勢

1.1 配電網自動智能化系統的具體構成

10 kV 配電線網的智能、自動系統主要包括兩大板塊，即計算機網絡軟件系統和電網傳輸系統。計算機網絡系統包括計算機、專業軟件和相關的通信設備，主要收集、存儲、分析和處理配電線網運行的指令信息。對電網的在線、離線、配電、用戶、結構和地理數據信息進行集成，建設龐大的數據庫，發揮信息共享功能優勢，提高電網運行的便捷、高效、安全服務質量和現代化水平。10 kV 配電網智能自動化有三大組成部分：配電網智能自動化的主站設備系統;配電網智能自動化的子站設備系統;配電網智能自動化的終端設備系統。在 10 kV 配電線網的智能、自動化項目建設中，充分了解電網智能自動化系統構成，有利于促進項目設計和施工建設。一方面，能夠使施工更加順利，提高施工質量;另一方面，可以促進理論和實踐的結合創新，使項目建設的水平與時俱進，實現可持續發展。

1.2配電網自動智能化建設發展趨勢

我國的配電網智能自動化建設大致有三大階段。第一階段是國家電網的主干網智能自動化建設階段;第二階段是重點投資 10 kV 配網自動化工程項目建設階段;第三階段是“十三五”期間的發展提高階段。目前，第三階段的工作已進入攻堅建設階段。作為2020 年全面建成小康社會的重點基礎設施建設項目工程，10 kV 配電網線路的智能自動化建設水平，從建設速度、質量標準和經濟社會效益等方面都有較大的進步。作為城市、農村經濟發展和人民生活電能供應的主要載體，10 kV 配電線網的自動智能化建設已開始全面分類建設。第一是電網設備基礎條件較好的中心城區電網自動化建設;第二是市區和郊區的電網自動智能化建設;第三是城鎮農村的電網智能化建設。不同類別在改造中有不同的技術要求，比如，中心城區的電網，設備質量較好，全部為絕緣性較好的電纜導線，主要內容是建設環網柜，進行控制設施的智能化改造和增設電纜自動化裝置。郊區和農村電網智能自動化改造的經濟效益不明顯，全部改為架空電纜，減少電能損耗即可。針對“十三五”期間電網建設的發展和經濟社會的供電需求，啟動了區域配網智能自動化建設項目，目的是使電纜網實現分布式饋線智能自動化，架空線網實現就地饋線智能自動化。極大地降低了停電等事故發生率，為客戶營造良好的安全用電環境。

2 智能化配電系統模式運用

2.1? 10 kV 電力系統配電網絡的智能化

配電系統智能化就是具有通信功能的智能化設備，它由數字通信和計算機網絡系統連接而成，以便推動變電站相關設備的管理運行的智能化。它由開關、發動機和電力設備等設施組成，這些設施可以完全脫離這個系統限制而獨立工作，還提高了電力設備的實用性和安全性。這種智能化電力系統可以實現數據故障分析、數字通信、遠程操作與程序控制，還有事件記錄、實時采集、定值保護管理以及各項設備信息保護管理，從而更有效地運用智能化電力設施。10 kV 電力系統設備復雜，分布廣泛，運行多且繁瑣，而且操作繁多，因此容易出現故障，還會干擾電磁波，影響整個系統的運行。但智能化的配電網絡可以自動的管理電力系統，對設備繁雜的電力系統可以做到有效控制，保證電力系統正常運行。

2.2 10 k V 配電網絡智能化的應用模式

智能化配電網絡系統由美國能源控制公司發明，是以變電站一體化監控平臺為主機，主要對電力系統進行實時監控。還配備了前段機，它與主機相連接，具有超強的通信能力和抗干擾力，實現了與變壓器主機完美配合的目標。當然，在前端機以下還有現場總線網絡，它與變電設備實現了無縫連接，優化了配電網絡管理系統。同時，智能化的配電系統提高了配電設施的靈活性，很好地與其他智能化機器兼容，還滿足配電網絡的開放性，對于不同用戶的要求都可以得到解決，在城市電力系統應用中發揮了極大作用。

2.3 智能化配電網絡對于設備開關存在的要求

智能化配電網絡和設備開關的運行是不可分割的，通過前端機對設備開關進行遠程操作可以實現對網絡系統的故障調解以及隔離。同時，它在收集信息和數據時，也是需要設備開關來密切配合的，通過它的接口收集到所需信息。為了實現這些目標，對于設備開關提出了許多要求：設備開關必須有手動和電動兩種功能;設備開關要絕緣、輕便，同時具有無油化、耗能小等功能;設備開關要安裝狀態信號燈作出提示，包括彈簧儲能信號、開關閘信號、電池感應信號等;同時，設備開關要采用盡可能小的直流，比如 4 8V 或 24 V，電壓互感器和電流互感器是不可缺失的，電流容量最好在 50 ～ 100 A 之間，以免過大或太小;控制接口要有分閘和合閘的控制接點。

3 10 kV 配電網自動化系統的智能化建設具體策略

3.1電網信息系統與智能化設備的信息交互規劃

在智能化、自動化的 10 kV 配電線網項目建設中，電網的調度、運行管理、GIS 平臺、生產管理以及經營服務等系統的數據信息，包括變電站所信息的更新、設備維護計劃、設備信息模塊、臺賬、缺陷、用戶檔案、變更登記以及高危客戶信息等，都要通過一定的方式進行交互獲取。比如，10 kV 配電線網的設備臺賬信息，運行管理的生產管理系統通過 IEB 總線實現與計算機數據庫信息共享，了解掌握設備臺賬信息。

3.2 接入分布式電源

由于分布式電源能把多地區的電源和電力客戶進行外接，提高安全用電水平，與傳統電源相比具有無可比擬的優勢。接入分布式電源需要掌握以下技術節點。第一，調整正常電壓。智能化配電線網中進行分布式電源接入時，技術要求就是在電壓正常狀態下，保證其與相關無功補償設備同時工作。所以，接入時利用變壓器進行電壓調節，使電壓穩定在正常范圍。第二，選擇近負荷的電網末端，不僅能夠降低電網的損耗，最大限度地減少事故發生，還能使電網的運行更加平穩、安全。第三，提高電能質量。配電網線路的電源節點越多，電網的負載越大，對電網運行的狀態影響越大，降低電能的質量。接入分布式電源能夠穩定電網的運行狀態，保證電能的質量。

結束語

2020 年我國要全面建成小康社會，10 kV 配電線網作為經濟社會進步發展的基礎和支撐項目，實施智能化自動化改造工程具有深遠的歷史意義。因此，在10 kV 配電線網智能化、自動化建設項目的實施過程中，需要按照技術發展需要和經濟承受能力，制定長期的發展規劃，分步實施，試點先行，以點帶面，規范推廣。在保證電網運行可靠、安全的基礎上，不斷深入探討成功的經驗，開展自主創新，向著電網現代化、標準化和規范化方向發展，不斷提升電網建設的質量。