智能电网在配电线路中的应用探讨

陈茜等

摘要：近年来，我国科学技术不断发展，电力产业作为我国国民经济中重要的组成部分，对社会的正常生产以及人们的有序生活有着重要的作用。随着市场经济的增长，人们对电网系统的依赖程度越来越高，同时对电网的电能质量和服务水平也日渐增高。智能电网是世界电网发展的方向，同时也推动了我国电网向着智能化方向迈进。配电线路是电力系统与用户的中间环节，也是电力系统对用户服务水平高低与服务质量可靠性的体现。随着国家智能电网建设的规划与实施，为电力企业带来了发展机遇与挑战。为了确保线路配电的可靠性，促进我国电网健康发展，就必须在智能电网方面下功夫。

关键词：智能电网 配电线路 配电自动化

0 引言

智能电网包括智能输电电网和智能配电电网，智能配电网对提高供电可靠性、优化配电网运行、提升管理水平以及提高电能质量有着重要的意义。但是由于诸多因素的干扰，使得目前我国智能电网的应用效果没有达到最佳程度。为确保智能电网的应用最佳效果以及线路配电的可靠性与安全性，就必须不断对智能电网进行研究创新，提高电力系统的服务水平，促进我国电力行业健康发展。本文就对智能电网在配电线路上的应用进行研究分析。

1 智能电网及输电概述

智能电网（smart power grids）实质就是电网智能化，也成为“电网2.0”。智能电网在双向高速、集成的通信网络的基础上，利用先进的技术、决策系统以及完善的控制方法来提高电网运行的经济性、安全性、可靠性以及高效性，其中涉及到了技术包括传感技术和测量技术等。智能电网主要特点是自愈、激励、抵御攻击、允许不同发现形式接入等，以智能化的发展促进资产和电力市场的高效优化运行。与传统电网相比，智能电网以坚强的电网技术为基础支撑体系，对各种外界的干扰和攻击做好较好的防御工作，能最大程度使清洁能源和可再生能源接入。智能电网通过信息技术、传感技术、自动控制技术与电网基础设施进行良好的结合，对电网运行过程中容易出现的问题及时发现处理，避免大面积停电对人们生产生活带来影响，提高了电力设备的使用效率与性能，同时降低了电能耗损，使电网更加高效、安全、经济的运行。

智能电网主要包括智能输电和智能配电，对智能电网的研究核心一直是配电和用电方面。由于我国能源分布和电力负荷不平衡，对新型能源利用率较低，如太阳能、风能等。因此现阶段我国智能电网应该围绕新型清洁能源的有效利用以及对输电网络等方面的研究。电力系统配电线路中的智能输电一般包括三个方面：一是智能输电采用直流输电和柔性交流技术充分的利用现有的电网资源，从而提高配电线路的输送能源及其运行的稳定性，在对电网优化的同时还降低了输电成本。二是配电线路建立了较为完善的能源输送及配电线路监测诊断系统，其涵盖范围扩大到了全国，能及时采集电力设备运行的状态和微气象信息，并在此基础上建立了国家防灾预警系统，全面提高了电网配电线路的整体输电效率。三是建立了覆盖全国的能源输送通道，实现了“西电东送，南北互供”。

2 智能电网在配电线路中的应用

2.1 智能电网配电线路监测诊断系统

智能电网配电线路在线监测与诊断系统主要包括了监测信息、通信网络、线路检测分机、国家电力总部、省级电网以及地方电网等。该系统综合了多个检测设备的功能，能及时的采集影响风偏、绝缘子污染、舞动、杆塔倾斜及防盗、导线温度等信息。通过GPRS无线网络通讯技术的功能向各地方电网中心传输发送所采集的信息，电网相关监测技术人员对接受的信息进行分析研究，并按照配电线路不同的智能算法对其进行计算，分析实验结果得出的不同功能。智能电网配电线路在线监测与故障诊断系统可以对配电线路电力设备运行的状态和微气象信息进行全方位、全过程地监控，系统中的监测主分机能对设备运行状态参量、微气象信息和温度数据进行采集，主分机主要组成部分是微处理器、微气象监测单元、绝缘子监测单元、电源以及GPRS通信模块等。监测副分机工作内容主要是对节点加速度和导线温度的采集和传输，其主要组成是温度传感器、加速度传感器以及外围电路等。智能电网配电线路在线监测与诊断系统以智能电网为载体，结合GPRS无线通信技术和ZIGBEE无线网，突破了传统配电线路在监测过程中数据传输的水平，解决了导线监测数据传输和采集的问题，确保能全面及时地解决电网系统配电线路运行时存在的异常情况，实现了全过程的监测。智能电网配电线路在线监测与故障诊断系统提升了我国配电线路运行的高效性、可靠性、安全性和经济性，同时也推动了我国向智能化电网的转型。

2.2 智能电网的配电线路多功能电能表

智能电网的配电线路多功能电能表以智能电网为基础，按照电能计量芯片和微处理器的方案进行设计。配电线路多功能电能表结构组成主要包括监控与计量传感器、电能计量芯片和RS-485转换器以及用户标准计量设备等，电能表实现配电线路的计量电能、显示参数以及计量监控等功能，大大提高了智能电网的服务质量。配电线路多功能电能表结构中显示和计量模块主要是采用电能计量芯片采集和计量用户消耗的电能和电气参数，从而在微处理器中对输入的标准值进行计算和判断，与此同时，微处理器的外部设备可以显示这些电气参数。对于该系统中的配电监控模块而言，主要是采用RS-485进行电能参数的采集，通过分析微处理器软件对采集到的数据信息进行比较，判断配电线路是否有违章用电的现象，这样可以比较准确、客观的对用户用电情况进行监控。配电线路多功能电能表的计量芯片一般采用AITT026A的三相电能计量芯片，因其芯片精度高、功能强大广泛的应用于智能电网配电线路电能计量中，可以在配电线路合相和分相状态下对无功功率、有功功率以及视在功率等电能参数进行精确的计量。在智能电网的基础上，配电线路多功能电能表不仅可以对用户情况进行全方位、实时的监控，也可以对多种电气参数进行采集和计量，能有效的防治部分不法分子偷电的行为，使得电力系统用电、售电更加的合理与公平，提高了我国电力系统对用户的服务质量和水平。

2.3 智能电网配电线路的配电自动化

智能电网配电线路的配电自动化改造是一项较为复杂的工程，主要包括了电网配电自动化终端系统、主站系统以及子站系统的改造设计。对主站系统而言，主要由SCADA主站系统、应用子系统以及配电应用软件子系统等组成。为了满足电力系统的技术指标要求，通常情况下会对配电线路智能自动化中关键系统的故障进行诊断调试，使其能快速的恢复到正常功能。由于配电线路涉及面较广，监控设备多，难以对所有的配电线路进行监控，因此需要在配电线路中设置中间级，这就是配电线路的子站系统。子站系统主要功能是实现监控设备、环网柜等的管理，更好的采集配电线路馈线监控与数据。自动化终端系统是对配电变压器、柱上开关等进行监控，结合主站、子站系统最大程度保证配电线路运行的安全性、可靠性。智能电网配电线路的配电自动化改造能及时的监控配电线路的运行状态，提高电力调度的安全稳定性，为配电线路走向智能化创造了更加优越的条件。

3 总结

随着我国电网的不断改革与发展，智能电网受到了全社会的关注。我国电力部门投入了大量的人力、物力以及财力在智能电网建设上。在现代科学技术迅猛发展下，我国配电线路的运行逐渐趋于智能化，在此基础上，只有不断对智能电网进行优化创新，才能提高电力系统运行的安全性与可靠性，为国家和人们提供一个高质量、高水平的用电环境，促进我国电网智能化进一步发展。

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