电力配网技术的改造及网络优化

刘永琦

（云南电网有限责任公司迪庆供电局 云南省迪庆州 674400）

在21世纪以来，我国的电网发展任务不仅仅致力于发展规模的提升，也开始重视电网布局和结构优化，在提升供电能力的同时更加关注电力的节约和储存。随着水电、风电、核电和太阳能发电的发展，在供电接入点上有了更多的选择，此时，我国的电力网络系统已经相当复杂，正式开启电力系统网路优化改造工程量大，但是收益也是巨大的，这项任务不得不做。

1 电力配网技术建设

1.1 优化供给结构

一直以来，火电都是我国电网供能的主力，时至今日，在我国发力发展可再生电力的基础上，火电依然占据了六成以上的供电量。这在我国矿产资源丰富，水源稀少的北方尤其明显，煤炭的大量燃烧不仅带来了大量的碳排放，这也成为不可再生资源消耗的主要方向，在未来，随着煤炭资源的进一步减少，必然会导致火电成本的进一步提升，因此在经济和环保的双重考量下，从供电源头上实现技术优化是我国未来电网建设的首要环节。

1.2 实现综合性配电优化

我国作为世界上人口最大的国家，在电力供应和消耗上都处于世界第一，在供电中又以火电为主，每年大量的化石原料的燃烧，导致能源内耗和浪费十分明显，这也是我国供电成本居高不下的原因。从电网布局和能源供应上进行网格优化，从人力配置上实现人力资源优化，都能显著改善我国电力配网的成本，这不仅能降低供电难度，让政府省心，也能通过降成本的方式，让广大群众的基本生活成本得到控制，这是一件利国利民的大事。如图1 是我国年发电量的占比示意图。

2 电力配网技术的不足分析

2.1 电力配网的网络布局不合理

我国的电力配网网络的发展起步很早，在建设早期，缺乏对后期建设的考量，导致早期建设的雏形就有较多的不合理之处。在建设后期，由于改动成本大，很多电力配网都是在早期的基础上进行拓展延伸，因此其不合理的布局早有体现。

2.2 电力配网的安全性建设严重不足

电力配网的安全性建设是关系到其本身供应安全以及社会人员的人生安全，在电力配网的安全性建设上，我国的建设现状存在明显的不足。这尤其体现在裸露的架空线路上，由于周边环境的变化，很容易导致线路短路、漏电等问题，电力配网的故障很容易对周边群众的安全性带来威胁。

2.3 电力输送系统陈旧，损耗过大

我国的电力输送系统经历了长达半个世纪以上的发展，本多线路本身和电力转换装置都出现了严重的老化问题，尤其是新拓展的线路往往建设在陈旧的线路之上，这种模式直接导致初期老旧电路的能耗大大增加，从而导致电力的严重损耗，更有甚者，甚至导致电路出现熔断的现象，这充分说明了许多电路已经无法适应现代供电系统的需求。不过由于成本高，预算不足，导致电力输送系统在短时间内难以翻新。

图1

图2

图3：企业内部业务优化图

3 电力配网技术的改造及网络优化

3.1 采用现代计算方法加快电力配网的优化建设

我国现代电力配网建设注重的是量到质上的转变，虽然质是高级目标，但是保证量的供应室我国电力配网建设的基础，只有保证了量的建设，才能在此基础上进行完善和优化。因此现代电力配网技术的改造及网络优化的首要目标就是加强最基本的电力配网规模建设，保证传输方式的健全性和完整性。

在实现该目标的道路上，首先可考虑最简单有效的增加电力配网的网络数量，通过增加电力传输的网路宽度，从而大大降低既有电路的超负荷现象，在完成了新线路的配置后，再逐步使用新线路代替老线路的方式对整个电网线路进行全面的更新换代。保证线路的畅通性和优质性，也是后续操作稳定安全的第一保障。

如今随着现代计算机的发展，电力配网可借助计算机的高效算法进行重构优化，具体的计算包含了传统数学算法、启发式算法、人工智能算法和混合算法。传统数学算法相对成熟，但是随着现代电网的复杂化，其计算难度会成几何倍数的提升，在实际的计算中经常需要采取近似算法。启发式算法主要是在一定原则下不断进行迭代，从而逐步得到最优解；人工智能算法是近年来发展非常迅速的算法，主要有遗传算法、人工神经网络算法、模拟退火算法、粒子群优化算法和禁忌搜索算法；而混合算法就是在以上算法中，根据小范围的实际需要采取不同的算法，这些不同的算法对于解决不同的实际问题都有不同的优劣表现。

3.2 提升供电企业在电网优化中的主观能动性

供电企业在在电力网络优化中作为第一手数据的掌控者，同时又是电力配网优化的参与者，充分发挥其在电力配网中的主观能动性，可大大提升电网优化的效率和质量。

在电力配网的优化过程中，供电企业首先应当和客户进行有序对接，在以往用电数据上和企业的未来用电展望上做出一定的计划，在涉及到大片区、多客户的电力供应上，应当做好详细的整体规划图。在进行电力配网的优化上，应当尽量保证线路的均衡合理分配，保证无线路出现超负荷运转状态。在完成电力配网的升级后，供电企业应当充分发挥自身的人员优势，定期高效有序地完成对于线路的维护，保证线路长期处于稳定安全的供电状态，在恶劣天气环境下，供电企业应当主动增加电力系统的维护频率。比如在实际工作中，可采用网络传递的模式，通过现代计算机对于传输数据的分析，迅速锁定电网出现的隐患，从而提升定点维护能力。

3.3 电力配网向智能化、自动化和交互友好化方向升级

现代社会的发展日新月异，在电力配网技术上，很多相关领域的发展，比如新材料和计算机、网络领域等，都对电力配网的升级提供了良好的外部环境，这时，电力配网的优化和改造应当积极汲取相关得研发成果，不断应用到自身的改造升级中，让整个电力配网向高精尖、自动化、智能化，用户友好化的方向发展。

首先在线路设备方面，电力企业应当关注最新的相关供电设备系统，比如谐波过滤器，该过滤器可有效抑制电路系统中谐波的产生，降低非线性谐波对电路系统带来的损耗，从而保证供电质量。又比如在变压器、线桥、补偿器、模拟屏、直流屏以及一些相关的附属设施上，都有很多更新换代的产品，相关负责人应当时刻关注产品的功能迭代，保证在实际应用中，能使用最合适的产品保证线路以最安全高效的方式运转。

在系统监测方面，传统的检测方式由于检测周期长并且检测过程中有很多安全隐患容易导致维护人员出现伤亡情况，因此在检测中引进相关的现代检测维护系统，这不仅能提升检测效率，降低检测成本，还能有效保证操作人员的人身安全。比如在线路中增加内置的传感器，以数据传输的方式对故障点进行检测，通过对谐波数据的实施读取，结合红外线的热处理效果，让检测人员能迅速通过数据锁定故障点位置，从而最快最好地完成对于故障点的维护。

在自动化方面，要尤其重视开闭站的自动化建设。在电力配网的优化建设中，要善于从子站层面入手，实现对开闭站进行自动化功能改造，在操作中，要注意结合子站与相邻变电站之间的光纤通信线路，正确连接接口，保障数据和信息能够返回到主站，主站所发出的指令能够得到回应。在保证可靠性方面，要善于利用配网自动化的子站将分散的终端集中起来，通过统一读取数据的方式，充分利用现代无线网络高效的特点实现传输，从而保证中心机房能自动化有序高效地对各个线路进行供电控制，另外利用改系统，也能实现自动抄表，从而提升供电服务的及时性和有效性，保证企业不会因为供电消息的滞后性出现停电断电的问题。

这里指的一提的就是即插即用技术，该技术是根据当下电网维护成本高、标准不统一、协同控制能力差、智能性差的特点发展出来的一门技术，该技术是基于计算机系统的一种延伸，该系统相当于电脑主板，在设置接口处即可实现即插即用，根据系统构建的不同，分为单机即插即用、多机即插即用和管理系统即插即用。该技术在马尔代夫光伏并网工程的应用中取得了很好的效果，在国内江苏投运的首套“大规模源网荷储友好互动系统”中，将650 毫米的调度响应时间有效缩减到100 毫秒内。该系统在参与大电网“源—网—荷—储”协同控制的方案如图2。

3.4 电力通信网络的内部业务布局优化

电力通迅部门是我国的重要部门之一，其下有很多小部门从事不同的业务处理，在长期的发展中，这些部门的业务处理量都出现了井喷式的增长，但是其中业务的交叉重复现象十分明显，频繁的数据传输处理导致了大量的电力网络通道占用，在提出网络通信后，进行内部业务优化也成为了重要方向，其中的优化目标就是专业化。

业务专业化在执行上首先要对业务流程进行重行调整和设计，在调整和设计的原则上主要遵循四点原则：

（1）取消所有不必要的工作环节和内容；

（2）合并必要的工作；

（3）再度重新排列程序；

（4）再度简化必需的工作环节。

在最终的目标上，是将分散的业务进行集中，减少不必要的活动，实现业务的模块化，通过连接各个模块，最终组成联盟。在具体的业务优化模式方向上，参考图3。

4 结束语

现代电力配网的安全性和高效性和社会发展的稳定性息息相关，在这方面，国家和企业应当共同加强关注，不断反思和总结该过程中的经验，最好能形成完善有效的电力系统升级维护体系，从而让整个电力配网工作稳定有序地进行。