智能配電網(wǎng)設(shè)計(jì)研究

黃達(dá)利

（廣州電力設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 廣州 510610）

0 引 言

電力作為社會(huì)發(fā)展的重要能源，在人們的日常生活中有著不可替代的作用。配電網(wǎng)作為紐帶把用戶和電力系統(tǒng)緊緊綁在一起，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力能源的分配和供給。隨著科技的發(fā)展，配電網(wǎng)結(jié)合計(jì)算機(jī)智能化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)的節(jié)能、安全以及智能化發(fā)展，提升了配電網(wǎng)的配電水平和效率。

1 智能配電網(wǎng)概況

配電網(wǎng)融合傳感、控制以及信息化等相關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了其與傳統(tǒng)配電網(wǎng)的完美結(jié)合。配電網(wǎng)自動(dòng)化主站、子站以及終端作為配電網(wǎng)自動(dòng)化體系的3個(gè)重要組成部分發(fā)揮著重要作用。主站針對(duì)電力系統(tǒng)控制區(qū)域內(nèi)的全部配電網(wǎng)線路和涉及的用戶，處理相關(guān)服務(wù)區(qū)的集中信息，優(yōu)化區(qū)域相關(guān)線路的運(yùn)行方式。子站相比于主站來說功能較少，只需整合轉(zhuǎn)發(fā)配電網(wǎng)工程信息。配電網(wǎng)終端主要落實(shí)配電網(wǎng)主站發(fā)出的指令和處理相關(guān)配電故障等。

智能配電網(wǎng)在運(yùn)行中依賴于電力網(wǎng)絡(luò)和通信網(wǎng)絡(luò)，且需高級(jí)軟件應(yīng)用的支持。為滿足用戶的用電需求，在智能配電網(wǎng)運(yùn)行過程中應(yīng)做好可能出現(xiàn)的安全問題的應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備。采用無線或光纖等相關(guān)技術(shù)，對(duì)配電網(wǎng)實(shí)行節(jié)點(diǎn)覆蓋監(jiān)控。智能配電網(wǎng)的控制保護(hù)技術(shù)優(yōu)越，實(shí)現(xiàn)了理論和實(shí)操技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，在區(qū)域范圍內(nèi)同步信息以保護(hù)居民信息。高級(jí)配電網(wǎng)不僅能夠利用自動(dòng)化應(yīng)用有效整合數(shù)據(jù)，還能實(shí)時(shí)監(jiān)控后期智能配電電力運(yùn)行環(huán)節(jié)。有效利用智能配電網(wǎng)，可以為人們的日常生活提供便利的用電環(huán)境。

2 智能配電網(wǎng)設(shè)計(jì)技術(shù)

2.1 智能信息化處理技術(shù)

智能信息化處理技術(shù)可以監(jiān)控配電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行、采集數(shù)據(jù)以及分析數(shù)據(jù)[1]。以往常見的技術(shù)僅僅是對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊理論等問題進(jìn)行基礎(chǔ)信息處理，而智能配電網(wǎng)加之智能信息化處理技術(shù)可以及時(shí)分析處理和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)和相關(guān)設(shè)備。智能信息化處理技術(shù)較常見電力信息處理技術(shù)，在預(yù)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)的能力和診斷分析故障的能力上有很大提升，是配電網(wǎng)智能信息化處理技術(shù)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，使得智能信息化處理技術(shù)成為配電網(wǎng)設(shè)計(jì)發(fā)展的關(guān)鍵。

2.2 故障分離技術(shù)

故障分離技術(shù)是一種限制短路電流技術(shù)。通過故障分離技術(shù)和電子高溫超導(dǎo)技術(shù)的共同作用，可以實(shí)現(xiàn)電流限制。在智能配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，結(jié)合配電網(wǎng)的功能需求，將先進(jìn)技術(shù)引入智能配電網(wǎng)規(guī)劃方案，有助于保證智能配電網(wǎng)的可靠性。配電網(wǎng)設(shè)計(jì)前的電力運(yùn)行方案是配電網(wǎng)系統(tǒng)工程運(yùn)作的重中之重。智能配電網(wǎng)擁有結(jié)合先進(jìn)技術(shù)制定的運(yùn)行方案，可靠性較高。在智能配電網(wǎng)運(yùn)行中需前置對(duì)相關(guān)技術(shù)問題的解決方案，通過優(yōu)化解決方案，采取相關(guān)監(jiān)測(cè)技術(shù)，在第一時(shí)間維護(hù)智能配電網(wǎng)可能產(chǎn)生的技術(shù)漏洞，保持配電網(wǎng)的正常運(yùn)行。

2.3 分布式電源配電并網(wǎng)技術(shù)

分布式電源配電并網(wǎng)技術(shù)作為電力系統(tǒng)中智能配電網(wǎng)設(shè)計(jì)的一大特征，大大提高了并網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性。分布式電源能夠結(jié)合設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況優(yōu)化調(diào)整配電網(wǎng)，其中具有的啟停便捷的優(yōu)勢(shì)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)緊急電力系統(tǒng)運(yùn)行中的用電操控，滿足各種電力場(chǎng)合下的用電需求，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)系統(tǒng)長(zhǎng)期安全運(yùn)行。配電網(wǎng)的承載能力因分布式電源配電并網(wǎng)技術(shù)的推行得到了有效控制，降低超負(fù)荷供電的同時(shí)，減少了電力系統(tǒng)中智能配電網(wǎng)設(shè)計(jì)工程的實(shí)際損失，推動(dòng)了我國(guó)電力系統(tǒng)的正向發(fā)展。

3 智能配電網(wǎng)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)

目前，我國(guó)電力系統(tǒng)運(yùn)行中智能配電網(wǎng)設(shè)計(jì)越來越受到設(shè)計(jì)人員的重視。

3.1 保護(hù)監(jiān)測(cè)

為避免發(fā)生緊急安全事件，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)配電網(wǎng)的應(yīng)用數(shù)據(jù)，保護(hù)配電網(wǎng)安全運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)保護(hù)和監(jiān)測(cè)一體化，在危險(xiǎn)情況下智能斷電，保障配電網(wǎng)及其用戶的安全使用。

3.2 可視化

實(shí)時(shí)查看網(wǎng)絡(luò)和電力設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的圖像可視化，提高工作效率。通過可視化智能配電網(wǎng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)信息控制的相互轉(zhuǎn)換，實(shí)時(shí)解決電力運(yùn)行系統(tǒng)中智能配電網(wǎng)出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)故障。

3.3 自動(dòng)化配電

通過自動(dòng)化管理配電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)技術(shù)的智能管理，大大節(jié)省了人力和物力消耗，自動(dòng)化收集信息和實(shí)時(shí)監(jiān)控，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)全方位智能化的配電網(wǎng)系統(tǒng)[2]。

4 智能配電網(wǎng)設(shè)計(jì)分析

4.1 功能設(shè)計(jì)

4.1.1 數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)功能

在配電網(wǎng)交互的過程中實(shí)時(shí)記錄數(shù)據(jù)、功率等信息，經(jīng)過計(jì)算后發(fā)送至總站。

4.1.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能

定時(shí)記錄存儲(chǔ)電力運(yùn)行環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，若配電網(wǎng)的實(shí)際交互過程中沒有及時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)報(bào)表，導(dǎo)致部分?jǐn)?shù)據(jù)遺失，則工作人員需再次返工和數(shù)據(jù)分析推倒重來等，浪費(fèi)了大量人力物力，使相關(guān)工作的整體進(jìn)度和實(shí)際效果大打折扣，因此需不斷完善配電網(wǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，提高智能配電網(wǎng)的實(shí)際工作效率。

4.1.3 控制開關(guān)功能

采集開關(guān)狀態(tài)并記錄，便于讀取智能配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)。

4.1.4 檢測(cè)故障功能

通過檢測(cè)變壓器各部位的異常，前置故障問題，收集故障信息并匯報(bào)給主站，提出相應(yīng)的解決措施。

4.1.5 自動(dòng)診斷功能

配電網(wǎng)設(shè)計(jì)自動(dòng)化診斷并及時(shí)修復(fù)智能系統(tǒng)故障，保證智能配電網(wǎng)安全運(yùn)行。

4.2 智能配電網(wǎng)的總體設(shè)計(jì)目標(biāo)

我國(guó)電力體系運(yùn)行中智能配電網(wǎng)設(shè)計(jì)的總目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)配電監(jiān)測(cè)終端功能。配電系統(tǒng)需不斷完善監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和優(yōu)化智能監(jiān)測(cè)技術(shù)，使智能配電網(wǎng)在模擬量分析過程中處于安全運(yùn)行狀態(tài)。智能配電網(wǎng)在模擬量分析過程中出現(xiàn)故障時(shí)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行自我診斷修復(fù)功能保持配電監(jiān)測(cè)終端安全運(yùn)行，提升智能配電網(wǎng)的安全指數(shù)。明確智能配電網(wǎng)設(shè)計(jì)的總體目標(biāo)，不斷優(yōu)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，確保智能配電網(wǎng)設(shè)計(jì)在電力系統(tǒng)運(yùn)行中監(jiān)測(cè)設(shè)備終端的安全和穩(wěn)定[3]。

4.3 配電高級(jí)自動(dòng)化

配電高級(jí)自動(dòng)化是智能配電網(wǎng)設(shè)計(jì)中不斷革新的方向。通過不斷強(qiáng)化并升級(jí)自動(dòng)化配電，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集和分析數(shù)據(jù)，便于用戶了解用電設(shè)備狀態(tài)信息，優(yōu)化配電網(wǎng)信息管理系統(tǒng)。

4.4 配電網(wǎng)主體設(shè)計(jì)

配電網(wǎng)的主體設(shè)計(jì)要考慮多個(gè)方面。不同的功能區(qū)域需要設(shè)計(jì)不同的執(zhí)行方法，保障執(zhí)行有效。通過增加各個(gè)功能區(qū)域的銜接性，提升智能配電網(wǎng)設(shè)計(jì)的整體效果。在配電網(wǎng)運(yùn)行中，需明確基礎(chǔ)層和應(yīng)用層2大任務(wù)類型分工。基礎(chǔ)層服務(wù)其他功能模塊，應(yīng)用層明確任務(wù)。在配電網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮未來技術(shù)的發(fā)展層面、技術(shù)升級(jí)空間以及用戶需求等問題，不斷升級(jí)配電網(wǎng)系統(tǒng)的擴(kuò)容性，設(shè)計(jì)滿足電力系統(tǒng)刪改數(shù)據(jù)需要的管理系統(tǒng)。根據(jù)系統(tǒng)與外部電力設(shè)備的交互，調(diào)整電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。采用抗壓效果較好的雙電網(wǎng)模式設(shè)計(jì)智能配電網(wǎng)主體，保證電力系統(tǒng)高效運(yùn)行，降低故障問題導(dǎo)致的停電風(fēng)險(xiǎn)。

5 當(dāng)前智能配電網(wǎng)設(shè)計(jì)存在的問題

5.1 功能設(shè)計(jì)單一問題

我國(guó)電力系統(tǒng)傳統(tǒng)配電設(shè)計(jì)思路是應(yīng)用配電檢測(cè)技術(shù)提高供電可靠性，但統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)證明，有75%以上的供電問題皆是因?yàn)閭鹘y(tǒng)檢測(cè)方式導(dǎo)致的人為停電，配電網(wǎng)本身的影響因素并不是斷電的主要原因。因此，功能設(shè)計(jì)單一的問題逐漸暴露。

5.2 盲目選擇設(shè)備

未實(shí)際考察電力運(yùn)行場(chǎng)地，盲目選擇新設(shè)備設(shè)計(jì)智能配電網(wǎng)，無視自身情況跟風(fēng)投入新設(shè)備，忽視已有的老舊設(shè)備和新設(shè)備的集中優(yōu)化，導(dǎo)致電力系統(tǒng)整體運(yùn)行受阻，難以實(shí)現(xiàn)整體優(yōu)化[4]。

5.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不匹配

智能配電網(wǎng)功能設(shè)計(jì)中易出現(xiàn)控制端與主站功能不匹配和配電網(wǎng)網(wǎng)架與配電系統(tǒng)不匹配問題，無法兼顧整體，導(dǎo)致設(shè)計(jì)效果不佳。

5.4 管理機(jī)制落后

電力系統(tǒng)中傳統(tǒng)的配電網(wǎng)管理機(jī)制采取垂直職能管理，未結(jié)合分工合作的先進(jìn)管理體制，沒有實(shí)現(xiàn)整體的有機(jī)結(jié)合，僅在乎技術(shù)、系統(tǒng)以及表面形式而輕于管理、客戶以及實(shí)際效果，使配電網(wǎng)設(shè)計(jì)難以取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。

6 智能配電網(wǎng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施

不斷完善和改造配電網(wǎng)，促進(jìn)我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展。智能配電網(wǎng)設(shè)計(jì)是電力發(fā)展過程中不可或缺的推動(dòng)力[5]。一是在設(shè)計(jì)區(qū)域配電網(wǎng)時(shí)，準(zhǔn)確分析電力區(qū)域的實(shí)際應(yīng)用數(shù)據(jù)和地區(qū)配電網(wǎng)已有的技術(shù)方案，積極指出方案中存在的問題并提出相應(yīng)的解決措施，本著實(shí)事求是的態(tài)度說實(shí)話做實(shí)事。二是合理規(guī)劃配電網(wǎng)設(shè)計(jì)。智能配電網(wǎng)設(shè)計(jì)涉及專業(yè)較多且應(yīng)用范圍較廣，應(yīng)秉承實(shí)際要素規(guī)劃區(qū)域配電網(wǎng)，不要盲目上手，避免后期作業(yè)出現(xiàn)不利影響。三是合理優(yōu)化配電網(wǎng)設(shè)計(jì)技術(shù)，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，衍生出適合當(dāng)?shù)仉娏ο到y(tǒng)運(yùn)行的設(shè)計(jì)方案，做到適國(guó)情、順地情以及合網(wǎng)情三合一，為我國(guó)電力行業(yè)的發(fā)展開辟新的天地。四是選用符合要求的設(shè)備。智能配電網(wǎng)設(shè)計(jì)屬于一項(xiàng)綜合性能極高的工程，選用設(shè)備對(duì)其使用環(huán)境、運(yùn)行環(huán)境以及數(shù)量要求等極為嚴(yán)苛。五是做好計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件的開發(fā)。對(duì)于智能配電網(wǎng)設(shè)計(jì)，好的計(jì)算機(jī)軟件能夠使整個(gè)智能配電網(wǎng)設(shè)計(jì)作業(yè)事半功倍，準(zhǔn)確獲取數(shù)據(jù)，且實(shí)時(shí)反饋以往地理信息的記錄，超負(fù)荷承載、遠(yuǎn)距離抄表以及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)等，為智能配電網(wǎng)的設(shè)計(jì)提供更具開放和兼容性的平臺(tái)。六是有計(jì)劃地設(shè)計(jì)智能配電網(wǎng)，分批實(shí)施配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)基本條件、線路走向以及輸送容量等，使智能配電網(wǎng)在設(shè)計(jì)實(shí)施后期少走彎路，實(shí)現(xiàn)整體電力智能化運(yùn)行[6]。

7 結(jié) 論

智能配電網(wǎng)提高了電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，保障了我國(guó)配電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和可靠性。但是，智能配電網(wǎng)在實(shí)際應(yīng)用中依然存在諸多問題。本文通過提出智能配電網(wǎng)設(shè)計(jì)相關(guān)的優(yōu)化措施，希望相關(guān)工作人員加以重視，保障我國(guó)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和用戶的用電安全，優(yōu)化電力系統(tǒng)智能配電網(wǎng)的設(shè)計(jì)。