智能配电网关键技术探讨

智能配电网关键技术探讨

刘玉

（国网山阴县供电公司山西省朔州市山阴县036900）

摘要：配电网作为电力网中电能分配的环节，通常从变电站接收电能，并将其供给各类电力用户，是大电网与用户之间电力流动的关键纽带。随着社会经济与技术的发展，以及世界性环境和能源问题所带来的挑战，配电网对大规模分布式发电(DistributionGeneration，DG)的消纳能力以及配电网自身坚强的系统设计成为了配电网发展的基本方向。基于此，文中对智能配电网关键技术进行了分析，仅供业内人士参考。

关键词：智能配电网；关键技术

1导言

智能配电网系统主要由三部分构成，分别是配电主站、通讯系统和自动化监控终端设备系统，这三者科学合理运作，实现对智能配电网进行高效的远程管理的目的，其中通讯系统是智能配电网的关键内容和核心所在。智能配电网与传统配电网相比具有自愈能力高、安全性强、互动性的多重特点，采用数字化和科学化的电力核心技术，并将此应用于配电网的管理设置之中，能够创建配电与供电管理信息化的全新模式，是我国配电网系统升华的全新表现。

2SDG基本概念与关键特征

2.1SDG的概念

SDG是指以配电自动化技术为基础，应用先进的测量和传感技术、计算机技术、控制技术、信息通信等技术，利用智能化的开关设备、配电终端设备，允许以可再生能源为主的DG大量接入和微电网运行，鼓励各类不同电力用户积极参与电网互动，在坚强电网架构、双向通信物理网络以及集成各种高级应用功能的可视化软件支持下，实现配电网在正常运行状态下完善的优化、检测、保护、控制和非正常运行状态下的自愈控制，最终为电力用户提供安全、可靠、优质、经济的电力供应服务。

2.2SDG的关键特征

与传统配电网比较，SDG具有5个关键特征。

2.2.1更高的供电可靠性:SDG可实时检测故障设备并进行纠正性操作，最大程度地减少电网故障对用户的影响；自愈控制技术可监控系统状态，并搜索、诊断、消除可能的故障，以避免大规模停电。

2.2.2更高的供电质量:SDG可通过柔性配电技术(DistributionFlexibleACTransimissionSystem，DFACTS)设备，实现电压、无功的优化控制，保证电压合格率；另一方面可实现敏感用电设备的不间断连续供电，如应用动态电压补偿器(DVＲ)保证线路故障与重合闸期间的供电；应用固态断路器实现双路供电电源的“0”秒无缝切换。

2.2.3支持DG的大量接入:SDG可支持DG与之有效集成，优化DG的利用，节能减排，提高电网运行效率；在主网停电时，可应用DG微电网保障重要用户的供电。

2.2.4支持需求侧管理，提高互动服务:通过智能表计和用户通信网络，支持用户需求侧响应，实现削峰填谷，为用户提供附加服务，服务理念实现以用户为中心的转变。

2.2.5对配电网及其设备运行进行可视与优化调度:实时采集配电网及其设备运行数据，实时运行数据与离线管理数据，通过数据融合分析实现设备管理、检修管理、停电管理以及用电管理的信息化，为运检人员提供辅助决策支撑。

3智能配电网关键技术

3.1分布式发电

分布式发电是一种模块化的发电模式，其发电功率一般在千瓦到百兆瓦之间，也有部分地区根据自身发展的实际情况建议在30~50MW之间。分布式发电具有模块化、分散化和高效化的特点。分布式发电以用户所在地区的实际情况为主要建设依据，并制定具有针对性的建设安装发电，发电运行方式以自动为主，凭借用户的用电终端进行相应的用电量调控，多余的电量进行综合性应用。

3.2自愈控制技术

配电网的自愈控制技术(Self-HealingControl，SHC)，即通过共享和调用一切可用电网资源，预测判断电网存在的安全隐患和即将或已发生的扰动事件，采取配电网在正常运行下的优化控制策略和非正常运行下的预防校正、检修维护、紧急恢复等控制策略，使电网能快速从非正常运行转为正常运行状态，积极主动应对配电网可能发生的各种事件或其组合，遏制电力供应的干扰源，减少配电网运行时的人为操作，最终降低配电网扰动或故障对电网和用户的影响。

针对配电系统的不同运行状态，自愈控制的目标与控制策略完全不同，可分为正常运行状态、控制区域内部故障和控制区域外部故障3种情况:在电网正常运行状态下，自愈控制的目标主要是在满足系统安全稳定约束的前提下，尽可能优化系统运行状态，充分利用系统中的DG并降低损耗，提高资产利用效率；在自愈控制区域内部发生故障时，自愈控制应快速切除故障并确定故障类型与故障位置，尽可能减少或消除非故障段停电范围与区域，在故障段则应当通过网络重构和快速抢修尽快恢复供电；在控制区域外部发生不可逆转的严重故障时，应断开与外部电网的连接，依靠区域内的DG及储能装置，维持系统的自治运行，保证部分关键负荷的持续供电。

3.3电动汽车充换电

随着社会经济的快速发展和能源环境问题的日益凸显，我国汽车产业的能源运作模式要进行产业化和革命化的创新变革，通过电动汽车以油换电这一途径来完成。在电力技术日益进步和完善的今天，电动汽车的性能、经济等方面已远远超过传统燃油汽车，因此，在智能配电网的发展过程中要重视电动汽车充换电技术。电动汽车数量的逐年上升及规模性增长对传统电网的运行产生一定的影响，在降低电网负荷量的同时，也存在一定的质量问题，加强对其质量的稳定控制则可以保证智能配电网的科学化运行。

3.4配电自动化

配电自动化技术要从本地区发展的实际情况入手，综合考量地区经济发展水平、规划方案策略、管理运行模式及服务内容四方面，在满足用户基本用电需要的同时，提高配电网建设运行的整体效率，实现配电效果的最大化。配电网自动化技术的规划方案要建设以主站、子站及相关配电通讯系统为内容的调节机制。通讯系统作为配电自动化的核心内容，要根据地理信息系统所呈现的地理方位建立完整的配电自动化网络模型，进而实现对配电网的远程调控，保证配电网各项信息的准确可靠。

4未来城市电网智能化展望

4.1基于大数据的城市电网智能化技术

大数据通常是指量大、多源、异构、复杂、增长迅速，无法用常规方法处理的数据集合。城市电网的智能化发展伴随而来的是数据量和数据种类的爆发式增长，例如高级量测体系会以很小的时间间隔不断上传电网中分布式电源、线路、开关等设备的运行状态信息；智能电表会从数以亿计的用电终端采集用电数据；此外，还有大量的历史运行数据、气象监测数据、设备管理数据等等，因此现代城市电网的数据已经具备了大数据的一些典型特征。在未来，传统方法将无法承载和消化如此庞大规模的城市电网数据，需要应用大数据思维解决数据的融合、储存、分析和处理。

4.2以城市电网为枢纽的综合能源系统

建立综合能源系统，综合实现多种能源的高效生产、传输、转化与消费是实现社会可持续发展的趋势。由于电能是一种清洁的二次能源并具有瞬发瞬供的特点，同时，现代城市的运转对电能的依赖性极强，因而，未来的城市电网必将作为未来综合能源系统的核心纽带，承担多种能源的高效转换、快速传输和便捷消费的任务。

5结束语

总之，SDG是我国建设坚强智能电网的重要环节，是满足可持续发展需求、更多DG接入配电网需求、用户的供电可靠性与电能质量需求以及配电网设备资产利用率需求下的新型配电网建设方案，是未来配电网的发展趋势。

参考文献

[1]郭建成,钱静,陈光,张伟,杜鹏,崔立忠,尚学伟.智能配电网调度控制系统技术方案[J].电力系统自动化,2015,01:206-212.

[2]李斌,张慧颖,何佳伟.主动配电网保护控制的设计与研究[J].电力建设,2015,01:91-96.