智能配電網保護控制的設計探析

吳赟 國網福建省電力有限公司晉江市供電公司

智能配電網是我國電力系統發展的必然趨勢，在這個過程中，智能配電網的發展融合了通信技術、信息、計算機、人工智能、控制技術等多項技術，并在此基礎上得到了良好的發展，在實際的使用過程中安全性高、供電質量良好。為保證智能配電網穩定運行，最大程度減少停電與電壓驟降等情況的出現，合理的配置智能配電網保護控制系統非常更關鍵，文章對其進行了深入研究。

一、智能配電網在當前的發展

進入新時期，尤其是經濟發展進入新常態之后電力行業從工業化朝著信息化方向發展，對高尖技術的需求非常明顯，而且發展越來越復雜，同時，“智能電網”的概念被人們提出且熟知。智能電網以電力系統為主要對象，集傳感技術、檢測技術、信息技術、通訊技術等為一體，實現輸配電到用戶所有環節的智能化交流，具備自愈能力、兼容性增強，與通信技術的融合還讓其具備了互動的特征，能夠在實際運用過程中提供可靠且優質的電能。“十二五”規劃到今天，智能電網建設從納入國家發展戰略到今天，跨越了兩個“五年規劃”，相信在未來的發展會越來越好。在智能電網的發展過程中SDG的發展是重要組成部分，與傳統的發展相比，有以下的特征：

（1）具備很強的安全性，智能配電網能夠從容應對各種緊急事件的發生，在自然災害的發生方面更具有優勢，能夠避免大面積停電情況的產生，抗藥有效控制電網突發故障對設備造成的影響，確保供電正常進行。

（2）具備自愈能力，智能化設備在運行過程中發生故障等情況之后，系統具備的自我檢修與恢復功能會啟動，在這個過程中糾正操作，保證供電可以正常進行[1]。

（3）優化了電力質量，智能配電網能實時監測電力質量，針對用戶需求嚴格按照需要進行供電，改善了傳統供電當中存在的一系列問題。

（4）利用效率明顯提高，通過實時監測可以有效控制設備的溫度、絕緣水平等，優化分布與減少線損，延長設備的使用壽命。

（5）支持接入分布式電源，該系統具備保護控制的自適應、系統接口，在這個過程中能夠接入分布式電源，促進新能源的推廣、使用。

（6）具備良好的互動性與交互性，改善了傳統智能配電網的應用過程中存在的問題。智能配電網的互動性體現在：一方面使用智能電表，電表的分時計價與動態計價可以合理分配電力供應；一方面允許分布式電源來促進調峰使用。

在實際的發展過程中，需要認識到智能配電網的應用是我國電力系統發展的重要方向，也是未來創新發展的重點。在這個過程中切實提高智能配電網運行的安全性、穩定性，是配電網規劃設計的關鍵要素。

二、智能配電網保護控制的設計探析

（一）傳統的保護系統

配電網保護與控制系統裝置比較復雜，有針對變壓器的設備、發電機保護裝置、頻率裝置、測控單元的監控系統等。傳統二次控制系統可以進行具體劃分，比如繼電保護裝置設備，通信系統、二次接線專業，根據不同智能技術與不同專業方面的需求進行了具體的劃分與管理，這個階段人力與設備復雜，操作性很強。比如EMS、WAMS側重穩態數據與暫態數據，整個系統內部不同專業配置不同的裝置，彼此之間信息完全獨立無法共享，相互的配合程度非常差，無法滿足系統對整體的監督與控制，甚至會存在保護失配等情況的存在，自然無法滿足智能配電網的實際運行要求[2]。

（二）現代智能配電網保護系統的設計

智能配電網保護系統依賴現代多種技術完成，比如通信設備與信息管理，控制技術與理論操作、決策系統等，其中搭建了高速網絡通信平臺，實現了設備彼此的信息共享，將保護系統與控制系統緊密聯系在一起，在廠站端內能夠實現信息的自動采集、測量、控制與監督，完成計量與動態監測等一系列工作，而且還支持配電網實時自動控制與調節，協調內部系統的運行，還可以提供在線決策、在線協同互動操作（見圖1）。

如圖1，保護系統具備的功能有：①其中的自適應主要是自適應運行方式、拓撲結構的變化，支持孤網運行，也支持并網模式；②廣域信息測量運用同步測量技術，可以在穩態或者是暫態條件下實現量測性能，在不同位置的保護單元都可以實現量測性能達到保護；③相互協調控制，達到中心決策、保護等，實現相互協調控制。

上述內容可以看出智能配電網保護控制系統改善了傳統發展過程中存在的信息孤立的情況，實現了電力系統信息的集成，優化配電網控制系統的同時滿足了智能配電網對穩定運行的需求。

三、設計

（一）設計要求

根據實際發展的需求，智能配電網保護控制設計要求有：首先保證功能齊全完備；其次保證結構設計合理科學；其三，應該突出智能特征。通過設計保護控制系統來真正實現智能配電網的智能運行，提高電力系統運行的穩定性與可靠性實現現代電力的穩定發展[3]。

（二）設計結構

根據實際需要，設計三層結構，其中，強調“分層、分區、就地控制”的設計原則，其中智能設備層主要是針對數據采集、智能裝置、執行裝置；站域保護層主要是實現范圍內的保護，后備保護功能；廣域保護層主要是實現網絡監測數據的同步與共享，包括對電流電壓等的控制，綜合分析作出決策實現保護與控制。

四、結語

本次設計完畢之后，在實際使用當中取得了良好效果，保證了電網運行良好，改善區域智能電網的運行安全，確保可靠性與穩定性，最大程度實現電網的自愈功能，避免了網絡的延遲時間，保證了系統的保護功能。

圖1 智能配電網的保護系統結構示意圖