智能配电网与配电自动化的研究

朱文涛

（国网新余供电公司，江西 新余 336500）

0 引 言

随着人们用电需求的日益增长，智能化配电网与配电自动化技术成为未来的发展趋势。智能化配电网因其自身的特殊配电优势，带动了整个电力市场的技术发展与进步。本文在简要概述智能配电网的基础上，探讨其与配电自动化技术的相互联系，并分析其发展方式，以保障我国智能配电网与配电自动化技术的发展[1]。

1 智能配电网概述

智能配电网是指配电网的智能化，一般是基于高速、双向、一体化的通信网络，通过相关测量、传感技术、控制方法、设备技术和支撑技术，达到配电网安全、经济、可靠、高效的目标。智能配电网具有很多优点，如激励、自愈、能够抵御攻击、允许多种形式接入以及提高资产的最优效率等，能够满足目前人们对电力的需求[2]。

2 配电自动化技术概述

随着电力系统的发展，智能配电网对配电自动化技术的要求逐渐增高，因此需要大力发展配电自动化技术。从目前智能配电网与配电自动化技术结合的现状出发，提出实现技术整合方案。这需要将原来的有关技术进行再细分，理解各种技术的功能，按等级划分技术范畴，设立相应的行政机构。随着电力市场的不断发展，配电自动化技术的发展越来越受到智能配电网的重视，需要有针对性地提高配电自动化技术水平。

如图1所示，配电网自动化是基于计算机技术，通过与通信技术、现代信息技术相融合，对电力网络的总体布局、电力网络的运行状况和电力用户的数据采集、分析、处理进行实时监测和管理，从而形成1个完整的自动控制体系。在建设自动化系统的过程中，通过对电力系统的自动控制，提高智能配电网智能化程度，实现管理监控信息化和自动化，以满足用户对电力的需求。

图1 智能配电网自动化系统结构

配电网自动化技术包括馈线自动化（Feeder Automation，FA）、变电所自动化（Substation Automition，SA）、数据采集与监控（Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA）这3大技术，由此构成分布式控制技术。在智能配电网的规划和设计中，可以有效维护配电网络、管理配电网设备机械能、及时检修电力系统以及制定故障应急方案，从而有效优化配电网功能，同时实现对客户数据的管理和自动整理。

随着电力市场的不断发展，配电网的智能配电系统融入了配电自动化技术。从智能配电网的角度来说，它包含了更多技术，同时技术水平更高。在配电网运营中，二次技术包括配电网自动化技术。在智能配电网的基础上，为提高其运行能力，需引入各种先进技术。智能配电网能够减少电力市场的运营费用，降低电力系统的投资成本，有效优化配电网各项性能，减轻人工劳动压力。因此，发展智能配电网必须重视技术层面的提高和各个技术层次之间的有机融合[3]。

3 智能配电网的自动化技术特征

3.1 自愈性

智能化电网的一个突出特征是它强大的自我修复能力，能够有效保障供电的安全性和稳定性。在智能化电力系统中，将通信技术和自动化技术相结合，能够及时获得电网运行的工作状态，实时监督和管理电网。通过建立网络全景图，员工可以及时定位系统缺陷，排除存在的各种隐患。此外，在出现故障后，根据网络的拓扑结构和电流的改变情况进行合理分析，为员工在紧急情况下进行应急处理提供依据，有效解决传统的网管缺陷，提高电网的安全性。

3.2 兼容性

当前，新能源的开发与应用已经成为人们的日常选择。但是，新能源电力大规模的发展，对原有的电力系统也带来了一系列冲击与挑战。例如：由于电流反向引起电压和频率偏差，导致电力质量存在问题；风电、光电功率的不稳定会加大负荷预测与管理的难度；由于功率器件的广泛应用，会出现电网中的谐波干扰问题。智能配电网具有良好的兼容性，通过将风电、水电、太阳能以及储能等进行科学结合，解决各种电力孤岛问题，加快新能源的发展，有效避免弃风、弃光、弃水现象的发生。当电力系统中存在功率不足或功率过剩问题时，可通过智能电网进行调整和自动响应，实现合理的电力分配和调度。智能配电网还可以有效降低谐波对电力系统的影响，完善电力系统的运行性能和可靠性[4]。

4 配电网发展情况综述

4.1 配电自动化应用范围较小

随着智能电网的发展，电力公司的配电工作能力随之提升。目前国内的配电工作发展仍处于较低水平，严重制约了供电系统的发展。我国电力系统的发展时间尚短，有关的管理制度尚不健全，且对电力系统的安全管理不够重视，导致电力系统中各种故障频发，严重制约着电力系统的使用。虽然远程通信技术已成为国内电网智能化和自动化技术的一个主要组成部分，但是国内目前还没有普遍采用这种技术。一般情况下，局部范围内的配电工作更多用于近距离通信技术，使得配电自动化技术并未被大规模应用[5]。

4.2 配电网网架结构中存在问题

根据目前国内的电力领域发展状况，配电网网架在国内的配电网中发展较慢。从资金投入上来说，配电网投资力度较小，同时缺乏技术和财力，使得许多地方存在网架建设不完善、结构不合理的情况，直接影响配电网的网架负荷能力。如果长期使用这样的配电网网架，可能会出现局部限电和停电的危险，影响正常的供电活动。配电网网架的施工水准太低，会对网络的连接度造成不利影响。目前，国内的电力系统普遍采用的是单辐射，造成了配电网供电水平不足，无法有效合理分配电力。

4.3 储能技术应用水平较低

从目前国际发展状况来看，全世界的供电发展程度并不平衡。一般而言，在电力基础设施方面，发达国家的技术比较齐全，且技术比较完善，对供电智能化技术的研究比较成熟和全面。如图2所示，智能供电系统中的电能存储技术在国外已经普及应用，而国内还没有被广泛应用，制约了配电网技术的发展[6]。

图2 智能配电系统中能量储存系统

5 智能配电网与配电自动化

5.1 配电网中配电自动化技术的应用

配电自动化技术是利用现代先进的信息技术和通信技术，实时掌握整个配电网运行中各个环节的具体情况，建立一套完整的、全自动化的智能配电网，并对电网进行全面的管理和控制，以达到对电网进行自动化控制的目的。在智能配电网中采用配电自动化技术，不仅可以提高供电的运行速度和运行质量，还可以为供电企业的高品质供电提供保障，有效管理和控制智能配电网。

5.2 智能配电网和配电自动化技术的关系

智能配电网和供电智能化技术之间密不可分，配电网智能化技术是目前智能配电网中的关键技术之一。与传统动力系统相比，智慧配电网是一次全新的革命。随着智能配电网的日益发达，它已将各类前沿技术整合在动力系统上，采用融合、整合等多项技术，极大地降低了配电网潮流设计的运行成本，增强了配电网潮流设计的整体功能。智能配电网目前已经完善了分布式电力的接入功能，有效促进了用电资源的进一步开发，大大提高了供电效益。智能供电则主要是在满足用户的需求中持续提升与改进，使客户可以在电网中进行沟通交流[7]。

6 智能配电网与配电自动化的未来发展方向

6.1 加强技术创新

在电网开发进程中，开发用电资源必须加强技术创新，特别是用电技术领域方面，确保国家电网在不同时期均能及时准确地提供有关能源价格的数据资料。另外，必须提高智能配电网中的遥感技术水平，并在此基础上对配电网中的载波传输技术开展广泛研究，以确保网络的稳定运行。供电用户需要具备多个通信手段，因此需加强对用户配电手段的研究力度。一般情况下，为提高大负荷时的电能，用户的配电手段应采用低电压配电方式和微机技术。采用这些手段能够在无暂时性停电的情况下，利用自动技术有效调控电网功率分布，保障用户用电的质量及安全[8]。

6.2 合理运用网络技术

利用网络技术能够使智能电力系统逐步走向成熟，真正达到企业低投入、高回报的目的。有效应用网络技术能够保障电力系统运行的安全性，使配电自动化网络技术应用的效果更加明显，及时处理网络系统中存在的漏洞。在网络技术的帮助下，各区域管理人员可以实时掌握电网和整条线路。因此，利用网络一体化技术可以提高电力系统的整体水平[9,10]。

7 结 论

在智能配电网潮流计算技术的开发进程中，配电自动化设计对促进和加快智能配电网技术的开发具有重要意义。在我国电力系统发展中，及时优化调整我国供电自动化体系，利用网络信息技术等领域的研究，为我国供电现代化建设做出积极贡献，以促进我国电力系统的可持续发展，确保供电安全。