智能配電網與配電自動化的研究

朱文濤

（國網新余供電公司，江西 新余 336500）

0 引 言

隨著人們用電需求的日益增長，智能化配電網與配電自動化技術成為未來的發展趨勢。智能化配電網因其自身的特殊配電優勢，帶動了整個電力市場的技術發展與進步。本文在簡要概述智能配電網的基礎上，探討其與配電自動化技術的相互聯系，并分析其發展方式，以保障我國智能配電網與配電自動化技術的發展[1]。

1 智能配電網概述

智能配電網是指配電網的智能化，一般是基于高速、雙向、一體化的通信網絡，通過相關測量、傳感技術、控制方法、設備技術和支撐技術，達到配電網安全、經濟、可靠、高效的目標。智能配電網具有很多優點，如激勵、自愈、能夠抵御攻擊、允許多種形式接入以及提高資產的最優效率等，能夠滿足目前人們對電力的需求[2]。

2 配電自動化技術概述

隨著電力系統的發展，智能配電網對配電自動化技術的要求逐漸增高，因此需要大力發展配電自動化技術。從目前智能配電網與配電自動化技術結合的現狀出發，提出實現技術整合方案。這需要將原來的有關技術進行再細分，理解各種技術的功能，按等級劃分技術范疇，設立相應的行政機構。隨著電力市場的不斷發展，配電自動化技術的發展越來越受到智能配電網的重視，需要有針對性地提高配電自動化技術水平。

如圖1所示，配電網自動化是基于計算機技術，通過與通信技術、現代信息技術相融合，對電力網絡的總體布局、電力網絡的運行狀況和電力用戶的數據采集、分析、處理進行實時監測和管理，從而形成1個完整的自動控制體系。在建設自動化系統的過程中，通過對電力系統的自動控制，提高智能配電網智能化程度，實現管理監控信息化和自動化，以滿足用戶對電力的需求。

圖1 智能配電網自動化系統結構

配電網自動化技術包括饋線自動化（Feeder Automation，FA）、變電所自動化（Substation Automition，SA）、數據采集與監控（Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA）這3大技術，由此構成分布式控制技術。在智能配電網的規劃和設計中，可以有效維護配電網絡、管理配電網設備機械能、及時檢修電力系統以及制定故障應急方案，從而有效優化配電網功能，同時實現對客戶數據的管理和自動整理。

隨著電力市場的不斷發展，配電網的智能配電系統融入了配電自動化技術。從智能配電網的角度來說，它包含了更多技術，同時技術水平更高。在配電網運營中，二次技術包括配電網自動化技術。在智能配電網的基礎上，為提高其運行能力，需引入各種先進技術。智能配電網能夠減少電力市場的運營費用，降低電力系統的投資成本，有效優化配電網各項性能，減輕人工勞動壓力。因此，發展智能配電網必須重視技術層面的提高和各個技術層次之間的有機融合[3]。

3 智能配電網的自動化技術特征

3.1 自愈性

智能化電網的一個突出特征是它強大的自我修復能力，能夠有效保障供電的安全性和穩定性。在智能化電力系統中，將通信技術和自動化技術相結合，能夠及時獲得電網運行的工作狀態，實時監督和管理電網。通過建立網絡全景圖，員工可以及時定位系統缺陷，排除存在的各種隱患。此外，在出現故障后，根據網絡的拓撲結構和電流的改變情況進行合理分析，為員工在緊急情況下進行應急處理提供依據，有效解決傳統的網管缺陷，提高電網的安全性。

3.2 兼容性

當前，新能源的開發與應用已經成為人們的日常選擇。但是，新能源電力大規模的發展，對原有的電力系統也帶來了一系列沖擊與挑戰。例如：由于電流反向引起電壓和頻率偏差，導致電力質量存在問題；風電、光電功率的不穩定會加大負荷預測與管理的難度；由于功率器件的廣泛應用，會出現電網中的諧波干擾問題。智能配電網具有良好的兼容性，通過將風電、水電、太陽能以及儲能等進行科學結合，解決各種電力孤島問題，加快新能源的發展，有效避免棄風、棄光、棄水現象的發生。當電力系統中存在功率不足或功率過剩問題時，可通過智能電網進行調整和自動響應，實現合理的電力分配和調度。智能配電網還可以有效降低諧波對電力系統的影響，完善電力系統的運行性能和可靠性[4]。

4 配電網發展情況綜述

4.1 配電自動化應用范圍較小

隨著智能電網的發展，電力公司的配電工作能力隨之提升。目前國內的配電工作發展仍處于較低水平，嚴重制約了供電系統的發展。我國電力系統的發展時間尚短，有關的管理制度尚不健全，且對電力系統的安全管理不夠重視，導致電力系統中各種故障頻發，嚴重制約著電力系統的使用。雖然遠程通信技術已成為國內電網智能化和自動化技術的一個主要組成部分，但是國內目前還沒有普遍采用這種技術。一般情況下，局部范圍內的配電工作更多用于近距離通信技術，使得配電自動化技術并未被大規模應用[5]。

4.2 配電網網架結構中存在問題

根據目前國內的電力領域發展狀況，配電網網架在國內的配電網中發展較慢。從資金投入上來說，配電網投資力度較小，同時缺乏技術和財力，使得許多地方存在網架建設不完善、結構不合理的情況，直接影響配電網的網架負荷能力。如果長期使用這樣的配電網網架，可能會出現局部限電和停電的危險，影響正常的供電活動。配電網網架的施工水準太低，會對網絡的連接度造成不利影響。目前，國內的電力系統普遍采用的是單輻射，造成了配電網供電水平不足，無法有效合理分配電力。

4.3 儲能技術應用水平較低

從目前國際發展狀況來看，全世界的供電發展程度并不平衡。一般而言，在電力基礎設施方面，發達國家的技術比較齊全，且技術比較完善，對供電智能化技術的研究比較成熟和全面。如圖2所示，智能供電系統中的電能存儲技術在國外已經普及應用，而國內還沒有被廣泛應用，制約了配電網技術的發展[6]。

圖2 智能配電系統中能量儲存系統

5 智能配電網與配電自動化

5.1 配電網中配電自動化技術的應用

配電自動化技術是利用現代先進的信息技術和通信技術，實時掌握整個配電網運行中各個環節的具體情況，建立一套完整的、全自動化的智能配電網，并對電網進行全面的管理和控制，以達到對電網進行自動化控制的目的。在智能配電網中采用配電自動化技術，不僅可以提高供電的運行速度和運行質量，還可以為供電企業的高品質供電提供保障，有效管理和控制智能配電網。

5.2 智能配電網和配電自動化技術的關系

智能配電網和供電智能化技術之間密不可分，配電網智能化技術是目前智能配電網中的關鍵技術之一。與傳統動力系統相比，智慧配電網是一次全新的革命。隨著智能配電網的日益發達，它已將各類前沿技術整合在動力系統上，采用融合、整合等多項技術，極大地降低了配電網潮流設計的運行成本，增強了配電網潮流設計的整體功能。智能配電網目前已經完善了分布式電力的接入功能，有效促進了用電資源的進一步開發，大大提高了供電效益。智能供電則主要是在滿足用戶的需求中持續提升與改進，使客戶可以在電網中進行溝通交流[7]。

6 智能配電網與配電自動化的未來發展方向

6.1 加強技術創新

在電網開發進程中，開發用電資源必須加強技術創新，特別是用電技術領域方面，確保國家電網在不同時期均能及時準確地提供有關能源價格的數據資料。另外，必須提高智能配電網中的遙感技術水平，并在此基礎上對配電網中的載波傳輸技術開展廣泛研究，以確保網絡的穩定運行。供電用戶需要具備多個通信手段，因此需加強對用戶配電手段的研究力度。一般情況下，為提高大負荷時的電能，用戶的配電手段應采用低電壓配電方式和微機技術。采用這些手段能夠在無暫時性停電的情況下，利用自動技術有效調控電網功率分布，保障用戶用電的質量及安全[8]。

6.2 合理運用網絡技術

利用網絡技術能夠使智能電力系統逐步走向成熟，真正達到企業低投入、高回報的目的。有效應用網絡技術能夠保障電力系統運行的安全性，使配電自動化網絡技術應用的效果更加明顯，及時處理網絡系統中存在的漏洞。在網絡技術的幫助下，各區域管理人員可以實時掌握電網和整條線路。因此，利用網絡一體化技術可以提高電力系統的整體水平[9,10]。

7 結 論

在智能配電網潮流計算技術的開發進程中，配電自動化設計對促進和加快智能配電網技術的開發具有重要意義。在我國電力系統發展中，及時優化調整我國供電自動化體系，利用網絡信息技術等領域的研究，為我國供電現代化建設做出積極貢獻，以促進我國電力系統的可持續發展，確保供電安全。