智能配电网分布式控制技术及其应用

秦健

国网冀北电力有限公司香河县供电分公司 河北廊坊 065000

为有效缓解能源紧张与社会经济发展之间的矛盾问题，智能配电网建设工程实施规模不断扩大，通过灵活控制配电网运行方式，保障供电可靠性，改善电能质量，提升设备利用率。由于智能配电网建设与后期运行效果会受到各类环境因素影响严重，导致故障问题频繁出现，因此需在原有基础上引进更加先进的分布式控制技术，及时发现与改进智能配电网运行期间存在的各类问题，保障智能配电网平稳、可靠运行。

1 概述智能配电网

随着网络技术发展速度不断加快，配电网管理工作朝向数字化、信息化方向转变，通过动态采集配电线路状态以及各配电设施的数据，保障配电网络信息透明化，实现配电网络信息共享目标。

传统配电系统都以模拟元件为主，在配电网实际运行过程中无法及时发现与处理存在的故障隐患问题[1]。因此在智能配电网改进期间，需要对配电网内部结构进行智能化处理，突破配电网调度与运维中存在的各类难题。与传统配电网形式相比，智能配电网特征体现在以下几个方面：

智能配电网可以弥补信息交互上的误差，供相关管控部门线上分析、及时应用数据。智能配电系统内部可视化工具盒、智能专家系统能够及时发现设备内部故障问题，提升生产调度人员工作效率，从根本上保障供电可靠，为地区用户提供满足特定需求的电能；

智能配电网运行工作依赖于智能配电装置。智能配电装置的设计与制造工作需要借助先进的计算机技术、微电子技术、电力电子控制技术，有效克服了传统因人工操作造成的电网故障问题；

智能配电网络具有自动化程度高、可实现集中控制目标，可以使信息在计算机与设备之间从双向传输，从根本上提升智能配电网操作的安全性。

2 智能配电网分布式控制技术发展现状

分布式控制技术最早被应用在工业生产领域中，主要就是对系统内各独立单元进行监控与处理，虽然一定程度上的控制了设备运行故障问题发生几率，但也使系统内部控制单元分离，难以实现全程管控目标。

就目前来看，我国分布式控制技术在智能配电网中的应用时间较短，实践经验不足，研究成果多为国外获得[2]。因此为从根本上提升智能配电网管控水平，需大力增强分布式控制技术研发力度，优化分布式控制系统结构方式，确保该系统能够在保障智能配电网高效稳定运行中发挥出重要作用。

3 分布式控制技术在智能配电网中的实际应用

3.1 明确控制任务与控制作用

为确保分布式控制技术能够在保障智能配电网安全高效运行中发挥出重要作用，需要明确分布式控制任务，人制造分布式控制作用。其中，控制任务主要就是指具有完整功能的目标，需要根据智能配电网设施分布及数量特征，制定出更加适宜的控制任务[3]。现阶段智能配电网以多操作任务为主，因此控制目标与控制任务需放置在分布式电流差动保护上，跳开故障电气区域边缘开关，将故障电气区边界开关打开，闭合出口断路器与联络器开关，使非故障电器区能够持续供电。

3.2 分布式控制的启动

分布式控制启动可直接影响到智能配电网运行效果，通过启动控制系统，选择周期性调用、事件触发或远程命令。在智能配电网出现设备运行故障问题后，分布式控制系统能够通过监测到的开关量变为数据与模拟量的越限数值，发现故障位置，判断故障成因，快速启动智能配电网孤岛保护模式。分布式控制设备还能够发出智能配电网远程命令，启动控制应用。举例而言，在变电站线路出口断路处应用分布式控制系统收集故障隔离系统分布信息，在启动本地接路器恢复供电时，向智能配电网联络开关发出移动恢复供电操作的命令，联络开关处接收到分布式控制系统的命令后，启动联络开关，恢复供电操作。远程启动功能可以在接受指令后第一时间作出反应，是事件触发的特殊形式。

3.3 分布式控制方法

在将分布式控制技术应用在智能配电网运行过程中，需要选择适宜的分布式控制方式，确保智能配电站系统及设施能够得到全方位监管。具体来说，分布式控制方法主要体现在以下几个方面：

主从控制法，在一个控制任务的作用区内，将分布式控制设备作为主控装置，用于采集、处理相关站点的各类信息，从根本上保障决策结果的精准度。其他分布式控制设备作为从属装置，负责服从主控装置命令，对配电设施的操作进行严格管控；

协同控制。主控系统中分别由两个或多个分布式控制装置组成。控制当地或者配电设施的运行状态。

如智能配电网具有单操作业务形式，可使用主从控制手段；如智能配电网为操作任务，则可以从协同控制与组成控制中选择出经济效益更高的控制手段[3]。主从控制方式对分布式控制装置的数据处理能力要求较低，控制算法设计较为容易，可采用点对多点的串联通信手段。

就目前来看，智能配电网中设施种类繁杂、通用性与互换性较差，运行的配电变压器，技术参数参差不齐。为从根本上提升分布式控制技术在智能配电站中的适用性，还需要构建起智能配电网广域预测控系统，构建起能够支撑各类监测与保护工作的平台，使不同种类与形式的分布式控制技术均能够在智能配电网中得到高效运用。

4 结语

总而言之，智能配电网的运行与建设工作可直接影响到地区电力供应水平，为确保智能配电网运行经济效益，需摒弃原有单一控制方式，使用更加先进的分布式控制手段，为制定出智能配电网运维改革方案奠定坚实基础。