電力系統中的智能配網設計探究

趙奇勝

（山東聯合電力產業發展有限公司，山東 濟南 250100）

0 引 言

電力是人們生活中不可或缺的重要能源，電力系統的進步與發展能夠提高人們生活質量，而配網是電力系統的關鍵部分，是連接用戶和系統的紐帶，沒有配網就無法實現電能的分配與供給?，F階段，我國部分地區配網功能還比較薄弱。同時，時代在不斷發展，在實現了基本功能之后，人們對配網的安全環保性和節能性也更加重視。因此，必須對配網進行智能設計。通過智能配網設計，減少配網的負面效應，提高配電水平，使電力系統安全智能環保的運行，為人們提供高質量的電能。

1 電力系統智能配網的主要內容

傳統的配網主要由開關、線路、變電站和用戶端構成，智能化的配網與傳統配網相比功能性更強，它要通過高級自動化進行數據的收集和配電等操作，這些自動化操作需要依靠各種高級應用軟件來實現。因此，電力系統智能配網是集成了多項應用的高級系統。智能配網作為高級應用系統主要體現在兩個方面，一方面是配網的自動化管理，對設備進行全面實時監控和維護，同時包括對電力用戶信息的完善和更新、電力系統設備功能的更新等；另一方面是配網的自動化運行，可以實現數據的自動采集，對于突發故障可以自動處理與恢復[1]。高級應用系統功能的實現離不開各子系統與相關技術的支持，本文將對電力系統智能配網的主要內容進行分析。

1.1 智能配網數據集中采集及監控

目前，智能配網系統對各項信息的采集與監控主要是通過運用無線技術來實現的，在系統中建立不同的節點，系統節點能夠連接廣域網和配電終端，進而實現對傳輸信息的處理。這種方法可以解決通信系統的問題，并協調通信與用戶的關系。

1.2 保護控制技術

智能配網通過運用保護控制技術能夠實現系統信息的同步，對系統信息進行實時監控。這一技術的應用有利于故障的監測，當系統出現網絡故障時，工作人員可以及時發現，盡早處理，保護控制技術對操作人員的專業技術水平要求較高。

1.3 高級配電自動化

采用高級配電自動化技術可以更好地實現系統數據的采集和運行狀態的實時監測，方便電力設備的管理。在應用了高級配電自動化技術后，電力用戶能夠對自家的用電量進行掌握，用戶可以對用電進行合理規劃。

1.4 電力客戶信息系統

電力客戶信息系統具有自動采集、處理及監控客戶用電信息的功能。通過對電力用戶的信息和用電情況進行分析，可以使電力系統智能配網的設計與電力客戶有效統一，以此提升配網穩定性。

1.5 分布式電源配電并網技術

智能配網與傳統配網的一個根本區別是智能配網支持分布式電源的大量接入，基于分布式電源的配電并網技術能提高并網系統的可靠性，它可以根據系統中各設備的運行情況，優化配網調度，使并網系統處于安全運行狀態。同時分布式電源的啟停較方便，它可以滿足一些緊急場合的用電需求。分布式電源配電并網技術提高了電網的防災害能力，在災害發生時，它可以維持部分重要負荷的供電，減少損失。

1.6 高級傳感測量技術

高級傳感測量技術的應用使采集的數據更具有時效性，工作人員通過數據可以分析出各裝置運行狀態，再進行相應的調控。同時，它也可以對電纜線路及開關的運行狀態進行監測，使系統的抗干擾能力大大提升。

2 電力系統中的智能配網設計分析

2.1 智能配網設計的總體目標

智能配網的設計總體目標是實現配電監測終端的相關功能和作用。因此，在配電系統運行時，需要智能化的監測系統對其進行監控，通過監測系統對模擬量的采集，再將模擬量傳送給主基站，主基站通過對模擬量的分析對比，來判斷智能配網的運行狀態，當智能配網出現故障時，能夠在較短時間內發出報警信號。此外，監測系統自身要具有自我修復功能，確?？梢詫崟r監控配網的運行狀態，配電監測終端的安全性直接影響了整個智能配網的安全性，基于此，設計人員要把握總體目標，構造智能化的監測系統。

2.2 智能配網的具體設計分析

目前，根據我國智能配網系統設計要具備以下六大功能。

第一，精確的數據采集和監測功能。主基站要對接收的各項信息數據進行記錄、分析和比對，進而判斷智能配網的運行狀態，因此，數據信息的精確性和有效性尤為重要。系統對相關電流值、電壓值和功率進行監測與采集，然后對采集到的數據進行統計分析，并將分析結果和數據信息發送給主基站，這一過程的有效性建立在精確的數據采集和監測功能上，這一功能的實現是確保配網平穩運行的基礎。

第二，靈敏的開關控制狀態。在配電網運行過程中，如果開關狀態有變化，配電網的監測終端會接收到相關信息，同時對開關變化的時間和狀態進行采集、記錄和分析，如果存在外部電表由于開關狀態變化而發生數據改變，系統也能夠監測到，這使整個配電系統具有一定的智能性。

第三，報表信息的存儲功能。日報表和月報表的數據為技術人員提供了研究和參考依據，系統要對報表數據進行自動存儲，由于系統存儲空間有限，目前，日報表數據大多能存儲30天，月報表數據能保存一年，技術人員可以隨時調取使用。

第四，數據傳輸功能。前面提到數據的采集功能尤為重要，數據的傳輸功能也是智能配網系統必須實現的功能，同樣具有重要意義。例如，當系統在使用GPRS系統對外部電表數據信息進行采集和監控時，就必須利用數據傳輸功能，通過此功能將數據信息存儲起來，形成數據庫。此外，通過數據通信功能和遠程的數據參數功能的結合應用，可以使整個系統具有較好的兼容性與穩定性。

第五，故障的自動檢測功能。故障的自動檢測主要是通過對變壓器的輸出數據進行檢測，然后與標準范圍值進行對比，如果發現數據不在標準范圍內，系統能夠在第一時間找到故障問題的原因，并及時通知主站，主站再進行報警，這一過程的時間要盡量短，防止對電力系統產生很大影響，這就要求系統設備靈敏性要高，并具有精確性。在整個系統設計中，要最大限度地地保證用戶用電安全。

第六，診斷和自動恢復功能。電力線路中的很多故障可能不止一次發生，如果電力系統具有一定的記憶功能，就可以對一些發生過的故障進行自動恢復。對于一些初次發生的故障，系統會將故障信息傳遞給相關技術維修人員，故障信息包括故障的位置和可用的解決方法，這給維修工作帶來了便利，減少了大量的故障檢修時間。

3 智能配網架構設計

3.1 智能配網自動化標準要求

智能配網系統通常被應用到信息監測與遠方遙控及設備保護中。配網信息監測內容包括開關、電流、電壓、功率等，遠方遙控功能可以實現遠程調壓，對電力網絡進行遠程控制。設備保護裝置可以在設備發生異常時，快速跳開開關，并恢復供電，使電力系統具備一定的自愈能力。智能配網自動化標準要求必須對數據進行精密監測，做好潮流數據的記錄，并把結果反饋給主站。同時，要完善配網數據的儲存功能，定期對信息進行核查統計。智能配網通過北斗衛星系統讀取智能電表的數據，可以實現遠程無線通信功能。智能配網要具備對故障的定位和判斷能力，如果系統的電壓、電流不在正常范圍內，智能配網可以進行報警，對于系統內出現的一些小故障，電力系統要能夠自行恢復，因此應該具有一定的自愈能力。配網自動化的主站應該與配電設備建立聯絡，最終實現對配電終端信息的采集處理和上傳。此外，還應與調控中心進行對接，以完善配電站自動化系統的功能。智能配網要具備故障測距功能，在故障發生時，可以對故障點進行定位，使工作人員可以快速找到故障點，進行處理。企業要加強智能配網設計的管理，提高電力資源的利用率，為配電網電力客戶提供優質電能[2]。

3.2 智能配網調控主站設計

智能配網調控主站的設計離不開高性能的硬件設備的支持，硬件設備的質量直接影響到智能配網的運行效率，在調控主站設計的過程中要盡量選擇功能性強、兼容性好、性能高的設備。智能配網主站系統的硬件設備應包括智能數據采集設備、歷史信息的存儲設備、實時信息存儲設備、智能配網調控中心及安全功能裝置。智能配網的通信方式主要包括光纖通信與無線通信兩種。為確保通信系統能不間斷運行，智能數據采集設備要采用一臺主機一臺備機，當主機出現故障時，備機可以代替其進行使用。智能配網歷史信息存儲設備能夠實現對歷史信息的備份，實時信息存儲設備可以對實時信息進行存儲，在配網時安裝存儲主機及備機，防止出現故障時信息丟失。此外，主機、備機都應具有報警功能，當故障發生時能及時發出警報，并具有一定的自愈能力。智能配網的調控中心能夠全面掌握設備運行狀態，對于有問題的設備可以進行遠程調控。智能配網安全功能配置主要是通過設置防火墻、加密碼鎖等方式來實現的，以此確保數據信息不外泄。

智能配網調控主站的軟件功能的實現也同樣重要，軟件部分要按照具體接線和系統各模塊的功能合理規劃設計。智能配網主站的設計首先要進行數據采集系統的設計，以實現配網數據的實時采集，但是必須確保數據信息的時效性及準確性。在系統運行過程中，工作人員要對異常數據進行辨識，同時進行故障分析、潮流計算等操作。其次，智能配網調控主站要具有遠程控制和配電設備的監測功能。智能配網主站的高級應用主要體現在其配電線路的故障恢復功能上。在工作過程中，調控主站主要是通過對導入配電系統的數據進行潮流計算，計算系統的電壓、電流等是否在正常范圍值內，根據計算結果進行對電力系統的調控[3]。

3.3 智能配網數據傳輸

智能配網的各項數據需要上傳至調控主板，主要通過光纖進行數據傳輸，由于智能配網需要多個系統共同作用，所以為了更好的協調配合，各個系統之間要實現數據和信息的共享。要建立統一的數據模型，對接口進行設定。運用智能配網的GIS系統可以對設備的地理信息進行錄入，運用光纖通信系統實現數據的交互。數據接收后要與調度主站的數據模型進行核對，如果發現錯誤信息要及時進行校對，進而確保數據模型的準確性與完整性。

4 結 論

電力系統中智能配網的設計影響著智能電網的發展。近年來，我國不斷進行智能配網設計的優化，力求實現智能配網的標準化與智能化，在設計的同時要充分運用各種高科技技術，并從多方面入手進行智能配網架構的設計，從而實現配網的安全平穩運行。