基于智能电网的配电网标准化规划设计分析

谢依峰

（梅州市嘉安电力设计有限公司，广东梅州 514000）

0 引言

随着电力系统科学技术的进步，在构建智能电网的大背景下，配电网标准化规划设计更要融合新理念与新技术，以此推动电力企业向现代化方向发展。基于智能电网的配电网标准化规划设计，不仅能够提升供电效率与配电效率同时也能实现对供电与配电的实时监测与故障诊断，从而提高供电质量。

1 基于智能电网的配电网设计价值

1.1 能够实现电网系统化监督

智能电网的配电网设计中将电网监控技术融入其中，实现电网智能化的同时，也能对配电网进行监督与管理，尤其是在配电网较为复杂且规模较大时，更能对电网设施的运行进行对比与监测，从而保障配电网及智能电网的安全运行。除此之外，配电网的信息监管功能也能实现对配电网运行的系统化监督。比如在配电网高负荷运行时，信息监管系统能够对配电进行智能优化，对配电网运行的负荷极限进行监测，防止配电系统运行超过荷载，实现高负荷运行下的配电系统的稳定性。

1.2 能够实现电网故障预处理

在智能电网下配电网标准化规划设计当中添加了故障预处理方案，不仅能够实现对传统配电网运行故障的处理，也能实现对配电网运行安全隐患的识别与预处理。经过配电网故障的预处理后，不仅能够实现配电网的运行与维护的有效衔接，保证在最短的时间内恢复电力供应，进而保障区域配电网及电力系统的稳定性。

1.3 能够提高电网配电速度

配电网设计与建设规模较大，其人力、财力、物力均有较高的成本支出，尤其是对传统的配电网进行维护时，工作难度较大强度较大，且配电网容易受到外界因素的各种影响而产生故障，进而影响了配电网的使用寿命与质量。而智能电网下的配电网标准化规划设计能够利用电力系统中的资源，并发挥智能技术与配电技术的优势，使得配电质量与配电速度有所提高。比如在智能电网下配电网可以借助计算机及智能操作平台，实现对配电网的一体化管理与监测，不仅能够实时监测配电网的运行状态，更能依据运行状态对配电网进行优化与调度，提高智能电网下配电网的配电速度与质量。

2 基于智能电网的配电网标准化规划设计策略

2.1 加强对配电网技术的评估

智能电网下配电网标准化规划设计要做好经济适用性以及电网负荷的预测与评估。以此保证配电网及电力系统能够维持高标准高稳定性的运行状态，进而提高电力系统运行质量。

首先，做好配电网标准化规划设计的经济适用性预测与评估。经济适用性预测与评估是构建智能电网配电网标准化规划设计的前提。电力系统工作人员需要对智能电网现有数据进行分析，在保障配电网供电质量的基础上实现智能电网经济效益最大化。经济适用性预测与评估主要包括对城市智能电网资金周转状况以及经济偿还能力，在保障智能电网运行资金稳定的基础上开展配电网标准化规划设计[1]。

其次，做好配电网设计负荷评估。电力工作人员需要对配电网以及智能电网的运行特点进行了解与掌握。并对智能电网不同时间段的用电特点进行评估以此作为配电网标准化规划设计的基础。电力系统相关决策部门能够依据此类预测数据，对智能电网电能使用量进行长远估算，以此确定配电网标准化规划设计的负荷规模。以配电网设备负载率预测为例，其预测框架如图1 所示。若配电网设备负载过高就会导致配电网处于超负荷的运行状态，提高了配电网设备及电力系统设备出现故障的概率。因此根据预测框架做好配电网负荷预测与评估，不仅能够提高配电网设备的运行安全，更能降低电网运行与维护成本。

图1 配电网负荷预测框架

最后，做好配电网标准化规划设计与主干网的协调性。以城市配电网标准化规划设计为例，设计人员在规划配电网半径时要将其控制在合理的范围内，以减少线损率对电网运行成本造成的影响。以城市配电网的无功补偿为例，城市主干网的无功补偿主要是集中补偿，配电网则是分散补偿，利用城市主干电网高压对城市配电网进行持续供电，能够体现出供电技术优势，进而实现城市配电网与主干电网的协调。

2.2 配电网自动化技术应用

基于智能电网的配电网标准化规划设计中，自动化技术已经被广泛应用，比如配电自动化主站的建立配电自动化分站的建立以及智能调度信息集成等功能为配电网工作人员的工作提供技术支持。

（1）配电网设计中的智能早报警操作功能。配电网工作人员可以借助此功能对配电网的运行进行实时监控在发现运行故障或隐患时能够进行早报警，进而降低配电网经济损失，同时该功能还利用了实时调度、分布式技术等，实现了对用户终端和配电设备的配置，不仅能够对用户用电数据进行收集与分析，满足配电网络通信需求，实现电网调度[2]。

（2）在智能电网的配电网标准化规划设计当中，可以借助配置链接的优化与协调配置工作，对配电网的管线进行管理。比如将配电网系统接地电阻的增加，而减少配电网出现的短路问题，以及短路问题带来的不良影响。同时，在配电网标准化规划设计当中，构建数据信息采集平台对短路信息进行收集与整理，一旦发现数据偏离安全范围就必须要采取应对措施，以减少对配电网系统产生的影响。

2.3 配电网调度优化设计

智能电网下的配电网标准化规划设计，更要做好配电网的优化调度，并依据不同时段的业务情况实现协调互动，主要针对分布式电源、配电网络以及负荷三类，智能电网下配电网优化调度设计框架如图2 所示。而在配电网标准化规划设计中对配电网进行优化调度，主要包括主动调度优化与被动调度优化两种方式。

图2 智能电网下配电网优化调度设计框架

（1）配电网分布式电源优化调度。配电网标准化规划设计中对分布式电源进行优化调度，主要是通过态势感知的方式对电源状态进行分析，包括电源发电预测、可调裕度分析等，以此实现电力系统对分布式电源的控制并实现能源的利用效率最大化，降低分布式电源对电网运行的影响，提高配电网的稳定性。其中态势感知是指对配电网进行态势分析，包括对配电网自动化管理系统、监控系统、用电信息系统以及负荷管理系统的数据进行分析处理，从而获得配电网运行趋势。对配电网进行态势分析是对配电网进行优化调度的基础。

（2）配电网络优化调度。在用电系统用电设备规模逐步增大的背景下，智能电网下会出现负荷密度不同、负荷类型不同以及供电场合不同的状况，配电网络出现问题的可能性也随之增大。因此加强配电网络优化与调度，对智能电网下配电网的接线模式进行分析对其中的薄弱环节进行优化。并针对优化目标制定短期优化调度目标中长期优化调度目标与超短期优化调度目标，并结合针对性的网络优化调度手段进行控制。

（3）配电网负荷优化调度。智能电网下配电网的负荷特性、负荷水平等都会对配电网的运行产生影响。因此在智能电网下配电网标准化规划设计要对配电网负荷进行分析，包括可控负荷、常规负荷以及影响负荷水平的峰谷电价以及时段等。通过对配电网负荷进行分析，构建负荷影响配电网运行的模型。在对模型进行分析时要考虑到分布式电源对负荷的影响，最终实现智能电网下配电网能量产用相对平衡的状态，进一步降低电能消耗成本与用户使用电能的成本[3]。

2.4 配电网监测终端设计

智能电网下配电网监测终端能够实现对配电网中设备故障的检测以及故障预警等功能，这同样也是配电网标准化规划设计的关键部分，不仅能够提高故障响应时间，同时也能及时处理配电网故障，提高智能电网运行稳定。

（1）确定监测终端设计目标。依据智能电网电力系统的功能确定监测终端的功能与价值，以此提高监测终端模拟量与状态量的准确性，对监测电力设备运行故障监测与检测响应时间有提高作用，进而做到电力系统管理部门能够在第一时间了解智能电网系统中出现的设备问题、运行问题、网络问题等，降低电力安全事故的发生概率。

（2）加强监测终端数据监测能力。智能监测终端具备较强的自动恢复能力，对智能电网中电池兼容性能够有效满足。而智能终端监测主要依靠对数据的分析与处理，因此加强监测终端数据监测能力，能够提高监测终端对智能配电网的适应能力。首先智能终端要对去配电网的供配电设备的数据进行分析，包括功率、电流、温度等数据，获取相关数据或对其进行统计处理与分析，在分析完成之后形成数据报告上传至监测终端[4]。

（3）智能监测终端要具备存储与生成数据报表的功能。配电网相关工作人员可以利用此功能生成详细的数据日报表与数据月报表并进行存储，为之后的配电网数据分析与安全事件溯源提供数据支持。

（4）智能监测终端同样具备对设备的监测功能，包括对配电网设备开关状态的实时监测与控制。配电网工作人员可以借助此功能，实现对配电网中三路开关的管控与监测，不仅能够发现三路开关存在的异常与故障，为配电网的故障诊断与处理提供数据与依据。

2.5 配电网继电保护设计

在智能电网的发展过程中，配电网设计一般采用电流差动保护的方式进行继电保护。电流差动保护的方式一般是在配电网线路两侧设置电流互感器与断路器，两侧的设备是相互独立运行的，这就增加了智能配电网的继电保护成本。除此之外，高电阻接地故障状态也会影响智能配电网的继电保护状态。若其出现故障，就会导致电流差动存在严重的阻滞现象，进而出现保护拒绝动作，提高了保护信号或保护数据信息的传输难度。特别是对配电网中长线路进行继电保护时，尽管继电保护响应速度较高，但是也不能消除由于网络不畅而引起的响应延迟[5]。

因此，在智能电网下，对配电网进行标准化规划设计时要对智能配电网的继电保护方案进行优化与改进。在配电网标准化规划设计当中，可以将电流差动保护与电流速断保护工作模式作为智能配电网的主要继电保护方案，而传统的电流差动保护模式作为继电保护备用方案，其保护控制结构如图3 所示。在这一继电保护模式当中电流差动保护与电流速断保护能够做到同时输出与运算，进而输出相应的数据，减少了由于传输通道不通畅而出现的数据传输延迟问题，提高了智能配电网继电保护响应速度，保障了智能配电网的运行稳定性。

图3 保护控制结构

3 结语

随着电力技术的不断发展以及人们用电量的逐年增高。对配电网的要求也在逐年提高。当前我国多地已经构建了智能配电网且收效良好。因此基于智能电网的配电网标准化规划设计中要重视智能技术的应用，提高电力工作人员对配电网规划与设计的掌握程度，并针对各地区的配电网设计存在的问题与需要制定针对化的设计方案，降低电力企业的运营成本。