智能配電網(wǎng)的工程實踐研究

王建坤

國網(wǎng)吉林省電力有限公司東豐縣供電公司 吉林遼源 136300

1 智能電網(wǎng)的工程概況

據(jù)調(diào)查，負荷點約80%的停電是由配電系統(tǒng)引起的。因此，為了提高現(xiàn)有電網(wǎng)的安全性，有必要開發(fā)可靠性更高的配電系統(tǒng)。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，城市電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，設備部件的增加必然導致系統(tǒng)中設備部件失效的可能性增加[1]。

配電網(wǎng)拓撲分析是基于分布式電氣元件之間的關(guān)聯(lián)程度，將整個配電網(wǎng)的拓撲圖與線、點相結(jié)合，然后根據(jù)所述電源節(jié)點和開關(guān)節(jié)點對整個網(wǎng)絡進行拓撲分析。分布式網(wǎng)絡的拓撲分析可以用來估計各種形態(tài)，可以快速判斷和定位故障甚至使電源得到有效的恢復。

（1）關(guān)聯(lián)表矩陣的表示：建立節(jié)點描述矩陣和分支描述矩陣兩個表矩陣。這兩個矩陣包含與每個節(jié)點和每個分支相關(guān)聯(lián)的節(jié)點或分支號，并且可以詳細的分析各種屬性以及相應的特征。由于配電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)的復雜性，以及基于關(guān)聯(lián)表的搜索分析方法的復雜性和耗時性，使得網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的快速跟蹤難以實現(xiàn)。

（2）網(wǎng)絡基矩陣：配電網(wǎng)是由節(jié)點和弧段組成的變型網(wǎng)絡。VSNS的各種允許結(jié)構(gòu)形式都是網(wǎng)格形狀，所有網(wǎng)格形狀的弧并集的基本映射是VSNS的基礎[2]。網(wǎng)絡基礎設施由網(wǎng)絡基礎設施矩陣描述。網(wǎng)格形狀由圓弧結(jié)構(gòu)矩陣描述。通過對網(wǎng)格矩陣的變換，得到了描述網(wǎng)格形狀的圓弧結(jié)構(gòu)矩陣。

（3）節(jié)點消除法：節(jié)點消除法適用于任何路由方法，但主要應用于比較繁瑣的路由研究，除此之外，還會對其他的研究產(chǎn)生一定的影響，如狀態(tài)估計、潮流計算、故障定位等方面存在一定的影響。

（4）樹搜索方法：在樹搜索中，以總線條為圖的頂點，以分支為圖的邊。一般來說，交換機對網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)沒有太大的影響。許多情況，影響開關(guān)位移的現(xiàn)象只是局部的。

2 關(guān)鍵技術(shù)與難點分析

2.1 自愈功能

配電網(wǎng)的自修復是指配電網(wǎng)能夠及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障，對系統(tǒng)的復雜狀態(tài)進行提前預防，同時實行具體的實踐。當系統(tǒng)處于不穩(wěn)定的情況時，這時系統(tǒng)就會自覺變?yōu)樵紶顟B(tài)。因此，需要一套高效的智能處理控制設備和應用軟件支持的綜合智能配電主站[3]。一般進行功率流的調(diào)節(jié)，從而能夠及時改善相關(guān)的饋線，進一步促使配電網(wǎng)得到正常穩(wěn)定的運行。

2.2 在線故障仿真關(guān)鍵技術(shù)

當配電網(wǎng)存在故障后，極易形成二次甚至是多次的接地短路，從而使得系統(tǒng)受到影響。所以，要及時發(fā)現(xiàn)存在的問題并且及時的采取有效的措施加以解決。在傳統(tǒng)的單相接地故障定位中，配電網(wǎng)一般采用逐線牽引和停車的方法來確定故障線路。選擇故障線路后，工作人員被派往現(xiàn)場查找故障位置，然后進行故障排除，除此之外，能夠確保測試的穩(wěn)定性。

2.3 工業(yè)以太網(wǎng)和EPON的組合

作為通信數(shù)據(jù)網(wǎng)其發(fā)揮著非常重要的作用，其能夠有效的為建筑區(qū)域的變電站、配電網(wǎng)等區(qū)域帶來一定的服務，使其能夠得到更多的方便，他們可以與主站系統(tǒng)進行及時的整合，從而發(fā)送數(shù)據(jù)，給人們帶來一些數(shù)據(jù)的參考。然而，當網(wǎng)絡系統(tǒng)存在故障時，其不會給其他設備帶來影響，只會影響事件的故障點。主站到變電站的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡采用基于SDH光纖自愈傳輸網(wǎng)絡的專用調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡架構(gòu)，采用內(nèi)置的城市通信傳輸網(wǎng)絡設備，并配備專用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡設備接入路由器。然而對于一些比較大的核心配電網(wǎng)而言，其通常運用的是工業(yè)以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)通信方式。而對于一些小型的終端配電站而言，其通常運用的是EPON通信。只有將這兩種系統(tǒng)有機的整合在一起，就會使整個系統(tǒng)得到有效順利的運行，進而提高工作的效率，從而給人們帶來極大的便利。

2.4 配電網(wǎng)絡模型

這一模型能夠有效解決數(shù)據(jù)交換的有效性，從而能夠使不同的配電自動化系統(tǒng)得到穩(wěn)定的運行。進一步使網(wǎng)絡模型更加規(guī)范、嚴格，從而能夠運用信息交互總線來完成生產(chǎn)的連續(xù)性。

3 智能電網(wǎng)的工程建設實踐

作為智能配電網(wǎng)系統(tǒng)，通信系統(tǒng)是分布式數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵和核心。將通信系統(tǒng)主站的控制命令準確地發(fā)送到多個遠程終端，并將遠程設備運行情況的數(shù)據(jù)信息收集到控制中心[4]。智能電網(wǎng)通過選用先進的監(jiān)測技術(shù)，進而能夠進行有效的監(jiān)控，還可以優(yōu)化系統(tǒng)的運行狀態(tài)，進一步降低系統(tǒng)的負載率，通過有效運用系統(tǒng)的優(yōu)化功能，延緩網(wǎng)絡的主要設備的投資，從而使經(jīng)濟效益以及社會效益得到極大的提升。

現(xiàn)有的并網(wǎng)機容量標準或運行指南選擇其并網(wǎng)點，這就會導致分布式發(fā)電的推廣受到一定程度的限制。對于可持續(xù)發(fā)展而言，其具備非常優(yōu)越的適應性，通過連接大量DER，能夠有效的減少電網(wǎng)的成本，進一步推動有關(guān)能源發(fā)電的發(fā)展，降低污染物的排放量，進一步使環(huán)境得到美化，資源得到合理的配置，進而減少資源的浪費程度，提高資源的利用率，給相關(guān)的企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟效益。

4 結(jié)語

現(xiàn)階段由于人們對于電力的需求越來越多，并且運用的范圍更加廣泛，因此相應的就會導致電力出現(xiàn)供不應求的局面，使得相關(guān)的技術(shù)與資源得不到有效的整合。因此智能電網(wǎng)的普及以及其有效應用能夠?qū)Y源的合理優(yōu)化起到非常重要的作用。智能電網(wǎng)的發(fā)展有利于推動中國產(chǎn)業(yè)革命和創(chuàng)新，為中國的新征程注入新的動力。