智能配电系统的发展现状和展望

郑钊

摘 要：当前国际电网系统为提高供电质量和可靠性，让人们能安全用电，在智能化配电系统的设计中不断进行改革创新，智能配电网也受到人们越来越多的重视，但随着市场竞争压力的日益增强，对智能电网的发展也做出了更高的要求标准，为形成更为完善的自动化配电系统，确保配电企业的稳定运行，本文主要对智能配电系统的现状和运行技术做出了详细分析，并对以后的配电企业智能系统的发展前景也做出了展望。

关键词：智能配电功能；现状；存在问题；运行技术分析；展望

中图分类号：TM715 文献标识码：A

由于智能化低压断路器在市场上的投放，使得人们很快就发现了智能化断路器的潜在功能，因此，相关人员对配电系统的智能化、网络化展开进一步地研究，终于成功研制出了低压配电系统，从此之后，智能配电系统就逐渐进入人们视线。

1.智能配电系统的结构与功能分析

1.1 智能配电系统结构特征

（1）组成部分为一次强电回路、通信回路以及二次控制回路。

（2）成套开关设备中采用智能控制器测量并显示。

（3）通信系统自身带有现场总线、通信适配器、网络连接器等各种通信配套附件。

（4）通信回路以智能化低压电器为系统子站，以工控机作为系统主站，采用的是标准的总线系统。

1.2 智能配电系统功能特征

智能配电系统划分为高级型智能配电系统和基本型智能配电系统，各自的功能如下：

（1）高级型智能配电系统功能：实现高压和低压配电系统的无缝连接、电气设备上有寿命指示针、完善的过电压保护系统、对电网质量能进行监控与分析。

（2）基本型智能配电系统功能：记录与储存系统故障问题、采用智能水表的电量计量、采集电网运行参数。

2.我国智能配电系统的发展趋势

2.1 配电系统发展历史

20世纪诞生了第一代智能配电系统，但由于对其管理机制上的问题，导致其智能化发展缓慢。到2008年，美国总统奥巴马提出建设智能化电网的要求，国家电网公司积极制定智能电网的发展规划：2009年，完成智能配电系统标准体系建立；2011年，基本完成智能配电系统体系构建；2020年之前，彻底完成智能配电系统建设工作。

第一轮的配电改造计划目标：到2020年，用户的年均停电时间不能超过1h，供电的可靠率要达到99.99%，供电质量要达到国际先进水平；城镇地区的供电可靠率在99.97%，智能电表覆盖率达90%，通信网覆盖率达95%，年均停电时间不超过10h。

从上边的建设目标看，2020年之前对智能配电系统改造的任务是很重的，该技术实施的重点依然离不开低压电网建设与改造。

现如今，我国的高压、特高压配电系统的发展已经成熟，但由于管理机制、系统设计技术等方面的原因，在推广应用上，我国的智能化发展仍处于初级阶段。我国配电系统的发展已经基本跟上时代发展的潮流，为解决在推广应用上的落后问题，2015年9月国家发布了配电网建设改造行动计划，其通知的关键是对城乡、农网突出智能化。

2.2 当前智能化配电系统存在的问题

当前智能化配电系统应该在建立可靠与反应速度的变电以及自动化方面进行合理地改造，为确保用户的安全可靠用电，需要对自动化配电系统进行必要地隔离，并且适当增加在自动化系统建设方面的投资，用最安全、最先进的设备为千万人更好地服务，早配电系统建设中应着重减少停电的影响范围，在配电系统出现故障时需要中断供电负荷的时候，相关操作人员一定要当机立断，自行辨别关键用户，避免出现大型用电企业因停电而给社会带来的不良影响，尤其是对用户的监控控制反应更为灵敏，提供的消息更要有准确性。实现配电系统监控和数据采集的一体化与界面化，网络结构获取的数据采集与监控系统巷地理信息系统供应配电要及时地进行数据运行，选择使用配电自动化终端。为满足社会发展对发布实时用电价格上的需求，尽量减少系统的复杂性，并有效减少终端数量，与此同时，要具备对供电质量进行检测、系统故障录波及仪表等各项功能。

3.智能化配电系统的设计与运行技术

可再生能源的发电对未配电系统的运行和管理都提出了新的要求。

3.1 智能化配電系统的市场设计

配电系统市场的设计对分布式电源的运行效率具有直接的影响作用。可以通过市场价格为手段，减少系统运行成本和用户的用电成本，不仅可以实现分布式发电和负荷响应的相互协调，更重要地是提高了分布式发电公司和零售机构的经济效益。配电的市场设计要遵守这几条重要原则：

（1）配电市场电价的制定不但要具有合理性，同时应为分布式电源和负荷响应提供正确的导向。

（2）保证参与配电系统市场的参与者都能得到合理的收益，即体现其公平性。

（3）为提高配电系统运行的经济效益，系统市场的信息要进行公开发布，充分发挥起市场机制的作用。

3.2 配电系统的控制与运行

分布式电源的接入和电力负荷特性的变化极大地改变了传统电力系统的集中运行与控制模式。比如说，分布式电源调度出现的间歇性与随机性的问题，还有电动汽车等负荷响应引起的电能质量问题，都对配电系统的运行与控制提出了更高的要求。另外一方面，由于分布式电源和负荷响应在配电系统的运行控制系统中增加了配电系统的复杂性，主要是因为在其中引用了大量随机的因素，至于怎样把将这些影响的因素结合起来进行系统地分析与优化，还需进行下一步地深层研究。

3.3 对于智能化配电系统故障的恢复

分布式电源和电动汽车的V2G模式不仅增大了配电系统的短路电流，还为配电系统提供了发电基础。如果无法正确分析出分布式电源出现的故障电流的大小，就会使故障的范围加大，使故障出现定位现象，使得各个环节的操作难度进一步加大。在配电系统发生故障后，V2G的电动汽车具有随机性不好掌控，但是可以为故障的处理提供动力与电力供应，使分布式电源可以独自运行并进入系统，对于如何预测分布式垫于的发电、配电系统负荷分布划分故障后的孤岛、负荷恢复之间个部件的协调与配合等等一系列问题仍旧作为下一步研究的主体，以便能充分利用配电系统的能力减少用户的停电时间。

3.4 智能化低压电器的寿命指标技术

低压电器寿命最简单的测定方法就是，当触头超程达到0或者接近0的时候电器的寿命就没有了，低压电器寿命一般分为电气寿命和机械寿命，电气寿命的检测方法相对较为复杂些，它所负载的电流不同，还需要建立不同的分段电流，最后再通过计算机统计出其电的寿命，在具体操作中是有一定难度的。

4.对智能化配电系统未来发展的要求

4.1 大数据技术。以信息为纽带，将物理信息系统和信息网路相结合为一体，实现高科技的快、准。

4.2 物联网技术。通过信息传播设备，进行信息的交换，以实现智能化识别、监控和管理等高级运用的新型网路形式。

4.3 综合性考虑。不仅要考虑到季节交替，还应考虑天然气、风能、电能等，在规划中考虑运行策略的影响以及形成交替互动的求解过程。

结语

随着国家对新一轮电网建设加大投资和对智能化配电系统的全面改造计划的实施，对我国的智能化电网的建设起着很好的推动作用，超级智能化低压电器的诞生为以后的智能化配电系统的发展提供强有力的技术支撑，尽管目前发展仍有些缓慢，但放眼未来，相信智能化配电系统的发展前景一片大好。

参考文献

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[2]葛荣亮，张帆.智能化低压配电系统的发展和应用[J].城市建设理论研究：电子版，2015，5（14）.

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