智能电网自动化建设及关键技术研究

摘要：电网安全稳定运行会推动社会的进步和发展。在电网系统运行过程中，电网管理工作者应积极、主动地掌握智能电网调度自动化技术，对电网合理调度，从而确保电网的稳定、正常运行。基于此，文章分析了智能电网自动化建设的重要性，并提出几点建议，希望能够推动电网系统的安全运行。

关键词：智能电网；自动化建设；关键技术；电力系统；智能技术；控制技术 文献标识码：A

中图分类号：TM73 文章编号：1009-2374（2016）34-0150-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.34.073

在社会经济的快速发展下，各个领域都对电力系统提出了新的要求，要求电力系统的安全性和稳定性应进一步提高。为了能够确保电能能够满足经济社会发展的多样化需求，电力行业应完善和改革智能电能关键技术，在加强电网调度运行的安全性上，从而为电网系统稳定运行奠定下坚实的基础。

1 智能电网调度自动化概述

智能电网调动自动化其实质是综合利用智能技术、控制技术和传感测量技术等，从而实现电网调度数据、监控自动化、集成化等功能，在网络信息共享下，保障电网调度系统的可靠性和稳定性。电网在实际运行中，应结合国民经济和科技发展情况进行综合分析，将电网调度系统与信息技术充分融合，进一步实现智能电网调度网络化和自动化。

2 智能电网的特征

2.1 自愈特征

在这里所讲的“自愈”，是在系统中将有问题的元件隔离出来，并在人为不干预的状况下，使系统迅速地恢复到运行状态中，从而提高供电服务。从真实状况上来讲，自愈就是智能电网中的“免疫系统”，在智能配电网系统中，自愈是其主要特征之一。智能配电网自愈技术在加强智能电网运行的可靠性上发挥了积极的作用，减少了停电时间。

2.2 在线监测特征

在高速通信网络中，智能电网能够快速对在线监测设备运行状态及时获取，在最佳的时间内找到哪台设备出现了问题，并对此设备快速维修，使设备重新处于正常稳定运作状态中。另外，先进的、科学的信息技术会提供出很多数据，并将这些数据集成到现存企业系统中，从而不断提高企业的在线监测能力，进一步对设备运行和维修进行优化。

3 智能电网自动化建设中几项技术探讨

3.1 电力电子装置和系统技术

3.1.1 分布式能源。分布式能源的英文缩写为DER，主要指的是除了发电厂之外所能独立运行的发电机设备。与发电厂所提供的电能相比较而言，DER系统无需借助其他设备的辅助而实现独立运行。DER的表现形式是多样的，比如一些清洁、可再生能源都属于此类。随着该方面技术的不断发展，燃料电池也是DER未来的发展趋势。

3.1.2 智能电子装置（IED）。这是由处理器的组合而形成的系统，可以由同种或者由多种处理器组成，能够实现数据的接受和发送等多种功能。

3.1.3 标准化的通用互联技术（UIT）。考虑到标准化的通用互联技术所具有的相关特性，因此在对其进行大力开发与应用中应设置其相对应的标准结构体系，从而将其的有效性得以最大限度地发挥出来，实现互联系统的各项功能。标准化的通用互联技术可使DER与终端用户都能在所属区域内实现互联模式，方便用户之间的沟通。UIT的功能较为全面，既包含功率调节与保护功能，又能对负荷控制进行有效调节等功能。当前，在UIT方面的研究已经初见成效，一些类似技术已应运而生，随着科技发展浪潮的不断推进，新技术、新理念层出不穷，新一代UIT设备也将会得到空前发展，在技术发展领域方面互联装置是其中值得关注的地方。互联装置属于一个独立的设备，它的主要作用是对电能进行分配，并可充当电网接口的作用，在技术层面上互联装置较为独立，无需借助其他设备即可实现相应地功能，可在不同的DG设备上加以应用。通常情况下，互联装置有两个主要模块：一是能量承载装置（PCD）；二是智能电子装置（IED）。这两个模块之间所使用的接口均需使用标准设置，而且要实现随插随用的作用。UIT设备接口如图1所示：

3.1.4 配电系统的数据主要来源于高级传感器所产生的参数，但其中的困难在于对于电压和电流的信息配电系统不能很好采集。ADA所需的数据来源比较苛刻，必须是具有监控功能的设备所产生的数据，这是因为其主要会给避雷针和熔断器进行电力分配，而这两者都必须具有监控功能。智能传感器具有良好的性能，可以综合多种功能来提升自身系统，还可产生通信技术，而且可以接受多种数据收入形式并且准确进行数据分析，比如可以很好地处理电流和电压的波形，以此得到多种实时数据。

3.2 高级读表体系的管理

在管理高级读表体系中，可以实时监督控制电网与用户用电信息，并运用最安全、最经济的输配电方式为终端客户输送电能，实现最优配置和运用电能。因此，提高电网的智能化，电力供应机构应明确了解用户用电规律，从而对用电供应和用电需求有着很好的平衡，找到二者的平衡点。所以在其他国家智能电网建设中，通常都以建立起高级量测体系为准入点。高级读表体系由计量数据管理系统、用户端智能电表等组合而成，在最近几年来，为了能够强化需求侧管理，已经将高级读表体系延入到用户住宅室内网络中。在这样的状况下，这些智能电表结合实际需求，设计出计量间隔，并具有很强的通信功能，可以实现双向通信，支持远程设置、远程接通等。

3.3 智能调度技术

在建设智能电网中，智能调度作为其中心环节，调度智能化是在扩展当前现有调度控制中心功能，智能电网调度技术支持系统作为研究和建设智能调度的中心，也是在全面调高资源优化配置的能力。调度智能化的主要目的在于构建起广域同步信息的网络保护和紧急控制的新技术，从而对系统元件进行统一的保护。另外，在实际工作中，对有关工作人员的职业素养和技能技术也提出了更高的要求，要求有关工作者应不断提高自身的技能技术，转变思想观念，与时俱进地提高技能技术，在具体工作中严格要求自身，按照有关规定进行要求，从而确保电力系统的稳定运作。

3.4 高级电力电子设备

在改善和控制电能质量过程中，电力设备发挥了重大的作用，为用户提供电能质量的基础上，还能满足用户需求的电力，因此电力电子技术在发电、输电、配电等各项环节中发挥着不可代替的作用。电力系统应用电力电子装置已运用了新型的多电平大功率变流器拓扑、全数字控制技术等，进而促使电网技术的发展。

3.5 高级配电自动化

监视和控制系统、配电系统管理等功能，都是高级配电自动化系统的主要功能之一。通过和智能电网各个部分协同、稳定的运行，高级配电自动化不但能够对系统监视进行改善，同时还能降低网速和加强资产使用率，所以高级配电自动化需要更为复杂的、专业的控制系统。

3.5.1 系统各元件需要设置在开放式通信体系结构中。

3.5.2 将其使用由分布式计算的局部实施分布式控制。

3.5.3 运用传感器、分布式计算主体，快速反映电力交换系统的扰动，确保将影响降到最低。某监控地下配电系统的结构示意图如图2所示：

在局部分布式控制概念中，在全配电系统层面上，依据分布式配电中心实际情况，在中央配电控制中心内，将各个配电系统与微处理器实现很好的嵌入，但对微处理器的类型有着要求，应是智能电力装置微处理器。

3.6 接入分布式能源

分布式能源中具有分布式发电、分布式储能两种，其分布式发电技术中包括多种技术，如太阳能光伏发电技术、海洋能发电技术、生物质能发电技术等。在分布式能源中，其配电网与负荷中心靠近，对扩展电网需求进一步降低了，并加强了供电系统的稳定性和可靠性，被广泛应用在各大领域中。在国内，太阳能和风能发电方式大多数都在一些沙漠地区，并大容量地统一进行开发，虽然不会受到地理位置的影响，但是会受到天气因素的影响，并具有很强的间歇性、波动性，会冲击着供电的可靠性，当地的电网很难集中开发和利用可再生能源，在这样的实际情况下，应进一步解决这些可再生能源大规模开发不确定性和开发间歇性的问题，从而确保电力大规模和大范围的接入，但结合我国电力现状而言，想要解决此问题，还有很多工作要做。

4 结语

综上所述，在社会经济和国民经济的增长下，人们对电能使用程度越发增大，在这样的情况下，对电能使用需求也越发加大，这就要求电力行业应进一步完善智能电网技术，在建设智能电网自动化的基础上，对有关新技术进行深入研究，在智能电网建设中针对性地引用，从而满足现代人们和工业用电的实际需求，进一步提高电力企业的经济效益和社会效益。

参考文献

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[2] 亓富军，魏飞，冯德品.智能配电网建设与发展浅析[J].机电信息，2012，（12）.

[3] 赵璟.智能配电网在电网中的发展[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2012，（3）.

作者简介：高松州（1985-），男，广东揭阳人，广东电网揭阳普宁供电局中级工程师，研究方向：电能质量。

（责任编辑：小 燕）