基于数字化技术的智慧配电系统及其设计应用

赵伟杰

摘要：近年来，智慧配电系统在电力系统中应用比较广泛，能够实现电力系统的科学化、信息化管理，使电力资源得到进一步优化配置，达到节能、环保、减排等目的。随着数字化技术日趋成熟，智慧配电系统依托数字化技术其系统设计水平得到有效提升，有利于提升智慧配电系统的自动化、信息化，也能够实现智慧配电系统的稳定性、安全性。首先对数字化技术下的智慧配电系统进行简要概述，并探讨研究基于数字化技术的智慧配电系统及其设计的具体应用（？？），最后分析基于数字化技术的智慧配电系统的应用前景。

关键词：数字化技术  智慧配电系统  价值作用  设计应用  应用前景

中图分类号：TM76

Design and Application of the Smart Distribution System Based on Digital Technology

ZHAO Weijie

State Grid Enshi Power Supply Company， Enshi， Hubei Province，445000 China

Abstract： In recent years， the smart distribution system has been widely used in the power system， which can achieve scientific and information-based management of the power system， and further optimize the allocation of power resources， so as to achieve goals such as energy conservation， environmental protection and emission reduction. With the increasing maturity of digital technology， the design level of the smart distribution system based on digital technology has been effectively improved， which is conducive to enhancing its automation and informatization and also achieving its stability and safety. This article first provides a brief overview of the smart distribution system based on digital technology， then explores and studies its design and specific application， and finally analyzes its application prospects.

Key Words： Digital technology; Smart distribution system; Value; Design application; Application prospect

智慧配电系统多适用于低压配电系统中，利用智慧配电系统的遥信、遥测、遥控等功能，不仅能够提高配电网的配电效率，而且能够确保配电系统安全可靠运转。现阶段，数字化技术逐渐深化应用在智慧配电系统中，能够更好地优化和完善配电系统，实现电力系统合理有效的管理。

1 数字化技术下的智慧配电系统

1.1 基于数字化技术的智慧配电系统的结构

随着现代信息化科学技术的快速发展，数字化技术在智慧配电系统中的应用日趋完善，主要通过智能终端和智慧电柜两种模式体现出来。智能终端模式凭借自身数字化功能，能够对系统各个回路进行全面监督和管控，实现对配电系统的全面精细化管理。智慧电柜模式优势在于一体化程度比较高，能够实现配电回路的构建、监督、管控一体化集中管理[1]。这两种模式均能利用组网实现自身结构的多层化、网络化，以便能够实现配电系统的集中控制和管理，大幅度简化运行和维护方面工作，提高智慧配电系统运行效率。

1.2  基于数字化技术的智慧配电系统的优势

智慧配电系统在数字化技术的加持下，能够使其自身功能得到优化和完善，有利于智慧配电系统更加安全、高效运转。数字化技术下，智慧配电系统的优势主要体现在以下几方面。

1.2.1  具有稳定性能

在数字化技术的加持下，使得智慧配电系统自身功能更加强大，不仅能够连续不断供应电能，实现电源的自动转化，而且在出现事故时，能够通过级间联锁功能有效避免事故扩大。基于数字化技术的智慧配电系统，其智能化程度更高、逻辑控制功能更加突出，在一定程度上能够减少非故障停电事故，保证智慧配电系统稳定运行。

1.2.2  具有安全性能

数字化技术在智慧配电系统中的应用，能够完善和优化系统管理，实现对系统运行全面精细化的监督和管控，这样能够大大减少系统安全隐患，有利于提升智慧配电系统的安全性能。例如：以往智慧配电系统电气火灾事故频发，引入相关数字化技术能够加强对异常电流的识别和管控，有利于第一时间消除异常电流，并最大限度降低对系统的损坏，避免电气火灾事故的出现，从而大大提升智慧配电系统的安全性能[2]。

1.2.3  绿色节能性能

新时期，国家各项事业建设发展坚持绿色可持续发展的理念，智慧配电系统及其设计亦是如此。在数字化技术的加持下，智慧配电系统将绿色节能理念贯彻到底，在进行系统设计时开发智慧化能耗管理模块，从硬件和软件两方面入手，实现能耗相关数据信息的全面精准采集和科学合理分析；而且在数字化技术下，可以及时发现和定位系统能耗的异常点，帮助电力用户进一步优化节能用电方案，这样不仅能够提高系统能耗管理水平，也能够实现绿色节能目的。

1.2.4  人机交互性能

由于配电系统安全运行和高效管理离不开工作人员与配电仪器设备、集中平台的交互，而数字化技术在智慧配电系统中的应用，能够实现配电系统的本地媒介与一体化电柜架构充分融合，这样能够提高人机交互工作效率，更好地对智慧配电系统进行管控。同时，智慧配电系统依托数字化技术，可以开发设计专家诊断功能模块，以此功能可以及时发现系统运行出现的异常，并能够智慧化地给予预判和警告，同时能够提出合理解决方案，为配电系统运行控制管理提供有针对性的意见。

2 数字化技术在智慧配电系统中的设计应用

2.1 智慧配电系统参数指标设计

新时期，数字化技术在智慧配电系统中的应用，涉及系统设计的各个阶段。尤其在系统参数指标设计阶段，数字化技术的充分融入，能够进一步优化各项参数指标，为智慧配电系统的安全高效运行奠定基础。数字化技术的有效融入最直接体现在智能终端和智慧电柜的参数指标设计，智慧终端参数指标设计主要包括一体式终端和分体式终端，具体智慧终端参数指标见表1[3]。

在智慧电柜参数指标设计中，需要考虑多方面内容，依托数字化技术，结合不同类型智慧电柜的使用标准和需求，科学合理设置各类柜型电流的宽度、深度、高度及回路数量和规格，这样才能够确保智慧电柜各项参数指标设计的规范性、合理性，以此优化和提升智慧电柜整体性能。

2.2  智慧配电系统设计

2.2.1  应用场合

目前来看，数字化技术在智慧配电系统中的充分运用，能够进一步完善优化智慧配电系统设计，提升系统的整体性能，有利于智慧配电系统的推广应用。随着数字化技术的融入，也使得智慧配电系统应用场合逐渐扩大，不仅可以应用在民用建筑供电系统中，还能够应用在铁路运输、石油化工等多个行业领域，也就是说，配有变电站、配电箱、低压配电室的场所均可应用智慧配电系统。

2.2.2 设计方法

在数字化技术加持下，智能终端设计应在原本配电回路系统上安装符合智能终端使用需求的电流双向感应器以及相关检测设备，并建立各系统终端的网络通信联系，以此构建智能终端系统。在具体设计时，需要结合应用场合和用户的实际情况及使用需求，科学合理对系统进行整体设计，不断提升配电箱和配电柜的性能，并适当添加一些相关的终端系统，以此优化和完善组网结构，得出完整的拓扑图。在进行智慧电柜设计时，应充分结合智慧电柜的型号、规格及配电回路的数量，依据实际用电负荷科学合理进行设计，确保匹配是相互的、双向的。

2.3 变压器设计

变压器是智慧配电系统重要组成部分，为此需要做好变压器设计，以便能够提升智慧配电系统整体性能，确保变压器运行经济性、安全性得以实现。在进行变压器设计时，应充分结合数字化技术，科学合理地对变压器的负载进行管理和调配，同时做好变压器运行数据的归纳收集和分析计算，确保变压器各项参数指标和功能符合智慧配电系统的使用要求，提升变压器经济性和安全性。在具体进行变压器设计时应考虑以下几点内容。

一是做好变压器经济运行区间设计。需要结合应用场所和用户使用需求，严格按照相关标准要求计算变压器各项参数，确保各项参数合理准确，以便更好地优化变压器设计，实现变压器的经济性能。二是主备电源作为变压器重要组成部分，需要变压器设计人员重视一级负荷和二级负荷主备电源调配功能的设计，结合变压器使用需求合理设计主备电源的调配，确保变压器电源持续稳定[4]。三是为确保变压器供电可靠性，应考虑设置两台变压器，确保当一台变压器停止运行时，另一台能够及时替代负担起所有荷载，从而可以保证变压器正常运行，实现变压器运行的经济性和安全性。

2.4  其他设计要点

数字化技术在智慧配电系统的应用效果比较理想，除了以上几点设计应用外，还涉及智慧配电系统其他方面的设计，具体包括以下几方面设计要点。

2.4.1  断路器设计

在断路器设计和选择时，应充分考虑配电系统使用需求和数字化技术应用要求，科学合理选择断路器型号，并按照相关标准合理设计断路器的脱扣值，同时也应设计2对辅助接点和分励脱扣器。

2.4.2  电动操作机构设计

由于数字化技术的融入，对智慧配电系统提出更高使用要求，需要为主进线断路器、母联断路器、油机切换断路器、遥控分合闸功能回路断路器等安装电动操作机构，以便能够提高智慧配电系统整体性能，提高系统自动智能性、操作便捷性。

2.4.3  互感器设计

数字化技术影响下，对智慧配电系统中的互感器提出更高要求，需要使用具有保护功能和测量功能的电流互感器，同时应充分考虑配电回路规格、智能终端型号等多方面内容合理选择互感器[5]。

2.4.4  深层次分析数字化技术

虽然数字化技术在智慧配电系统中得到广泛应用，但是仍然需要重视技术融合应用的深层次分析，深入挖掘数字化技术在智慧配电系统应用中全面精细化、绿色节能化的价值作用，确保智慧配电系统整体性能的高效提升，为社会和大众提供更加优质电力服务。

3  基于数字化技术的智慧配电系统的应用前景

现阶段，基于数字化技术的智慧配电系统在多个行业领域得到广泛应用，并得到比较理想的应用效果，特别是在系统安全运行、绿色节能、高效管理等方面效果尤为突出。智慧配电系统能够监测系统实际运行情况，对于出现异常情况能够及时预警，减少故障和事故的发生，确保配电系统安全可靠运行。例如：智慧配电系统具有完备的电气火灾监控功能，对于可能出现的电气火灾，能够第一时间进行预警，尽可能降低事故风险发生。智慧配电系统还具备能耗管理功能，能够监测发现无效运行，并对其展开全面精细化管理，减少系统无效运行，达到节约电能的目的。另外，智慧配电系统还能够提高系统运行管理效率，由于智慧配电系统交互途径具有多样性特点，能够实现本地、远程等多种多样的交互工作，这样能够实现全面集中管理，不仅可以降低人工管理成本，还能够大大提升系统管理效率。目前来看，基于数字化技术的智慧配电系统的应用前景广阔，未来应不断创新数字化技术在智慧配电系统中的应用，结合行业发展需求不断优化和完善智慧配电系统，重视数字化技术的深度融合，以便能够推动智慧配电系统进一步发展。

4  结语

综上所述，智慧配电系统及其设计离不开数字化技术的支持，为此应不断创新数字化技术在智慧配电系统中的应用，更好地提升智慧配电系统的整体性能，确保智慧配电系统高效安全可靠运行，同时践行绿色节能理念，将绿色节能理念贯彻落实到底，实现智慧配电系统的可持续发展。

参考文献

[1]赵永良，牛垣绗，王显锋，等.供电所末端业务融合数字引擎研究及应用[J].电信科学，2023，39（11）：164-173.

[2]盛鵾，吴梓妍，李智勇.基于数字孪生技术的城市新型电力系统应用架构[J].电工技术，2023（6）：100-103.

[3]钟火荣.数字化技术的智慧配电系统及其设计应用[J].电力设备管理， 2022（14）：33-35.

[4]刘志，孔繁宇，樊国旗，等.新型电力系统下“智慧配电网+”的探索与实践[J].大众用电，p2022（11）：55.

[5]周来.基于数据挖掘的低压配电网拓扑智能识别与电压管理优化[D].华南理工大学，2021.