智能配电网关键技术在电网规划中的应用

尚龙龙?刘洋宇?罗井利?汪建波?史纪

摘要：智能配网技术的应用可为城市配网建设工作提供便利，以保障城市配网安全，提高城市配网整体性能。研究表明，为了增加供电等级并缩短城市配网停电时间，避免城市配网在正常运行过程中发生意外事故，城市配网建设人员必须根据本地区情况合理运用智能配网技术，并科学合理地进行城市配网建设。

关键字：智能配网；自愈技术；分布式发电

一、引言

将智能配网技术引入城市配网建设，能够克服城市配网综合性能不高的问题。《城市配网规划》针对城市配网规划特点，对该技术的关键意义进行了深入分析，并给出了一些规划意见，期待对城市配网规划设计工作给予必要的帮助。

一、传统配电网存在的问题

各等级压力配网的变电站位置和容量，决定变电站的供电范围、配网的网络布线方式、配网电缆的线径、配网无功电源的选择方式等一系列重要事项，因此必须根据最经济合理的方式确定配网的变电站位置和容量[1]。

近年来，配网建设由浅入深，首先引入了负荷预报技术来进行空间负荷预测；其次，利用供电可靠性成本分析方法，引入了以可靠性为基础的城市电源设计技术，用于进行电网框架设计。然而，常规的布网设计存在以下几种情况：

人为不确定因素影响较大，数据连贯性较差。这一过程的实际工作多由人为设计和预判完成，规划思路和预判方式在不同设计单元间存在差异。因此，电网网架和运行状态数据在规范计算中也会有所不同。

通常不考虑分布式电源在设计电力均衡网络时的影响。分布式电源是国家电网引进的，而配网建设主要参考热电联产计划，只考虑大型电厂和电源点，没有考虑到分布式电源的接入方式。

在网架规划中，由于容量的短路，往往会受到一定的制约。

配电网架的设计比较简单，容易导致原规划设施的低利用率。针对不同的定线方式，考虑“N-1”时的负荷比例也会有所不同，如单环网通常不会有超过50%的负荷比例。然而，由于配电网的智能化程度较低，无法考虑不同的布线方式，从而在规划中造成供电价格线路利用率较低的情况。

二、智能配电网的特点

控制过程中的技术和标准不够，使得智能配电网在某些设计上存在相当大的风险，并且对于电网消费者自身的正常使用也造成相当大的危害。因此，必须充分重视上述内容，并通过实施适当的手段加以改进，以保证电网的整体运行安全与稳定得以全面提高。只有这样，才能带动配电网整体运行质量的提高，进而推动我国能源经济的平稳发展[2]。与传统配电网相比，智能配电网的特点更为明显，主要表现在以下四点。

①智能配电网系统具有自我修复能力。在智能配电网的监控下，电网络系统可以全天候监控自身运行状况，通过感应器或其他监控装置预防故障并及时恢复。一旦系统发生故障，相关数据将会被发送至中心和系统主站，以避免因故障导致的断电事件和停电风险，保证系统正常运行。

②智能配网具有高安全性。智能配电网能够改变传统配电网结构，有效防止传统电源存在的安全隐患问题，如故障重合、电流骤降等，从根本上保障配电网的安全运行和稳定性。

③智能配电网具有良好的互动性。通过物联网技术，智能配电网可以与国家电网内部人员实现双向互动，并具备网络通信功能。通过智能电表和智慧计价，消费者可以自主选择用电时间并实时计算电费。同时，系统还能向消费者推送TIPS消息，提醒电量支付，提供更加便捷和个性化的服务。

④智能配电网为城市配电资源和调度提供了便利。智能配电网采用分布式计算智能技术，通过自动管理系统与宽带网络相融合，可以通过大数据分析技术获取和整合相关信息资料，发现电力系统运行信息，为用电调节机构提供帮助和决策支持。通过大数据分析技术，实现了电力系统运行信息的有效利用，从而提升供电运行效益[3]。

三、城市配电网的智能化规划

城市配网建设时引入智能配网新技术，可以保证国家电网始终保持合理的工作方式。对配网情况进行实时监控，扩大城市配网运行容量，科学合理配置供电网络资源，增强供电整体运行效能，确保城区经济效益，同时监控各类设施造成的损失情况[4]。

秉承“用户为本”的理念，智能配电网的关键技术通过探索有效的方式缓解电网客户的用电困难，并创造出更高效的用电方式，以满足社会各大公司对电能资源的使用需求。智能配网关键技术的作用是调整网络规划供电方案，以防止电力频繁中断，确保业务经营工作始终有效运转。

智能配电网技术主要集中在电力再生能源上，可将化学能源及其污染废水在上网运行中的比例一定程度上降低。这表明智慧配网技术将有力推动当前城市配网工程的实施，使这项工程朝着节能减排的目标发展，为城市综合环保事业作出贡献。

四、智能電网关键技术及应用

（一）关键技术

当今，电压较高的大电网或集中式供电网络已普遍被应用于世界许多地方的配电网中。一旦配网某一环节出现问题，势必对整个设备运行造成影响。因此，在此前提下，重点关注分布式发电技术是必要的。另外，还有一种非模组开发方式，采用小机组在设备供电地点及其周边场地供电。这种方式既能保证配网的安全稳定，又能为设备提供足够的电能。通过这种开发技术，可以根据客户需求调整供电量，从而优化调度供电资源，避免大规模断电问题，并大幅提升供电系统的稳定性[5]。

由分支网终端、配电站、主站三部分组成的供电网自动化，在实现智能化配电网系统的运行过程中，提高解决实际供电问题的能力。在这一具体的技术标准中，还要求相关技术人员确定配网自动化建设的具体应用方法，依据配网所在区域的发展状况、配网业务情况及其对配网的运行现状等，有效提升城市配网建设效率。

自我修复控制是城市智能化的重要指标，借助自我修复控制技术实现配电网的自我修复功能也是常见的应用方式。自愈技术主要指的是在城市配电网范围内发生的各类事故，由城市配电网系统主动隔离，通过保护装置、开关设备和监控终端设备等的联合应用，同时向城市自动控制中心传输事故数据，实现对事故范围内的自动化控制以及自动供电系统的恢复。目前，在国内多个省市已经应用了能够自动进行电网信息采集和大数据分析等工作的技术，这进一步促进了城市配网系统的完善。

（二）关键技术在城市配电网规划中的应用

1.城市中心区域配电网规划。

根据各地电力公司的发展状况，定期检测中心城区供电安全等级的同时，根据区域内的用电需求和电网组建的实际目标，不断完善现有的供电条件，并淘汰不适应特定需求的内压供电网络。针对具体的安全标准开展检测工作，采用合理改进方式检测电力设备故障，以缩小电网故障危害范围，从而提高10kV内压配电网的供電有效性和可靠性。这种10kV内压配电网必须符合N-1安全标准。

在一定范围内，出现电路上的单调问题，就必须有专门的技术人员结合特定的隔离方法，运用专业的方法对特定问题进行分析，然后才能确定恢复方案。配电智能化设计可以通过应用自愈控制技术，对故障设备进行网络结构重建，并及时向配电控制中心传输相关拓扑数据，快速确定事故发生地点。控制中心的调度人员根据相关拓扑数据及事故数据，对运维人员进行技术指导，使运维人员能够在最短的时间内到现场对事故设备进行维护。运维人员完成运维工作后，控制中心的调度人员可以利用指令对配电的智能设备进行远程遥控管理，以保证供电系统按原有条件正常运行。

在中心区域，对配网采用的供电设备要适时进行更换，对陈旧的电器设备要适时进行更新。设施陈旧，与智能电网的建设特点、使用状况不能相适应，可能会导致电压降低和供电资源消耗大等问题。因此，智能化更新升级需要定期实施，具体建设人员可以通过新建设施来替换这些旧设施，从而保证城市配电网向标准化、现代化方向发展。同时，对旧设施也要给予重视。

设计人员还应结合特定密度条件，及时对开关站进行合理配置，以有效提高供电联络能力和负荷传递水平，避免因单线专供系统而造成的电力供应隐患。

2.城市外环区域配电网规划。

设计人员还将利用大数据分析技术，通过利用GIS技术和大数据平台，全面了解外环地区配网所需统计的信息和相关负载情况。他们将系统研究城市配网的可靠性，并重新设计外环地区的分布式计算发电系统，分析每个结点的安全性。通过这些技术，能够使城市配网得到有效改善，降低供电负荷率，实现降低资源消耗的目标。

根据当前负荷预测结果，将在城市和外环地区设立具体设计单位的电动汽车补充电站，并制定相应的电价政策。通过采用合理的施工手段，将这些电动汽车补充电站转化为电力供应设施，以减轻电力供应高峰时段的压力。此外，为满足特定范围的农网电力需求，还应在外环地区的农网中增设分布式发电项目，并纳入规划考虑。

五、结束语

智能配网技术的应用可为城市配网建设工作提供便利，以确保城市配网的安全运行，提高城市配网的整体性能。研究显示，为提高供电水平并缩短城市配网停电时间，城市配网建设人员不断更新电力设备，并根据当地情况调整供电线路。要有针对性地运用智能配网技术，科学合理地规划和建设城市配网，避免城市配网在正常运行过程中出现意外事故。

作者单位：尚龙龙 刘洋宇 罗井利 汪建波 史纪

深圳供电局有限公司

参  考  文  献

[1]温泉.智能配电网关键技术在电网规划中的应用[J].电子技术，2022，51（04）：230-231.

[2]孔庆杜，李风光.智能配电网技术的配电网规划分析[J].通信电源技术，2020，37（11）：275-277.

[3]刘忠跃.智能配电网的规划与应用[J].集成电路应用，2019，36（12）：88-89.

[4]申菲. 某县级市配电网建设规划研究[D].西安理工大学，2018.

[5]杜梓坚.智能配电网技术在配电网规划中的运用之研究[J].科技与创新，2018（02）：156-157.