智能配电网工程实践分析

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1引言

我国的电网公司力求发展不断改革创新，在传统配电网现有技术的基础上加入自动化与智能化的新鲜要素，明确提出要建设一个“信息化、自动化、互动的智能电网”的要求。并且计划到2020年在全国范围内建立一个自主研发而且强大的智能电网[1]。给电气应用及其自动化带来了新的活力，为配电自动化的发展指明了方向。在中国过去配电网的发展过程中，一次次的改革说明了配电自动化可以有效提高供电可靠性和供电质量的重要性，扩大供电能力，实现配电网的高效经济运行管理，是实现真正配电网自动化重要依据。现如今经济的迅猛发展,电力客户数量迅速增加，电力负荷大大增加，配电网布局变得越来越复杂，配电网故障概率大大增加。由于供电系统直接将用户链接到电源，因此操作级别与用户的能力直接相关。无论是安全，可靠的经济，优质的电能，现有的配电网运行维护都难以适应复杂的配电网管理，加快新技术的使用，改变配电网管理模式，进行智能配电网自动化的建设也是改革创新必须解决的问题，也是进一步提高城乡居民供电质量和安全供电可靠性的重要保证。

2传统电网与智能电网

与传统分发网络相比，智能分发网络（SDG）具有以下功能:（1）在遭遇故障后的自我修复能力比传统电网响应迅速。（2）比传统电网更具有安全性。（3）于传统电网相比，智能电网架构可靠，能提供更高的电能质量。（4）对于大量的分布式能源，智能电网支持多线路访问。（5）有更友好的与用户的互动。（6）配电网络拓扑结构更细致及其设备的可视化管理更严格。（7）智能电网的利用率较高。（8）配电管理和电力管理的数据进行统一管理，从而更加信息化。

3智能电网的工程概况

根据调查，负载点用户大约80％的停电是由配电系统引起的。因此，需要研制具有更高可靠性的配电系统来提高现有电网的安全性。随着经济的发展，城市电网的规模不断扩大，设备部件的增加将不可避免地导致系统中设备部件发生故障的可能性增加[2]。分布网络的拓扑分析是基于分配的电组件的连接关系，并把整个分销网络的拓扑图结合线和点，然后执行整个网络的拓扑连接分析根据所述电源节点和开关节点。分布网络的拓扑分析可以用于状态的估计，对于网络中的故障或者供电与否以及供电恢复可以进行快速判断与定位。（1）关联表矩阵表示：建立两个表矩阵，节点描述矩阵，以及分支描述矩阵。这两个矩阵包含与每个节点和每个分支相关联的节点或分支号，以及它们各自的属性。由于配电网络拓扑结构的复杂，基于关联表的搜索和分析方法复杂耗时，所以难以实现网络拓扑的快速跟踪。（2）网络基矩阵表示：分发网络是变体网络，网络由节点和弧组成。可变结构网络的各种可允许的结构形式是网格形状，并且对应于所有网格形状弧的并集的基本映射是可变结构网络的网络基础。网络基础由网络基础结构矩阵描述。网格形状由弧形结构矩阵描述。通过基础形状变换网格矩阵以获得描述网格形状的弧形结构矩阵。（3）节点消除方法：节点消除方法适用于任何布线方法，尤其适用于复杂的布线分析。但是，它会影响其他分析，如状态估计，潮流计算，故障定位，隔离和电源恢复以及网络重建。（4）树搜索方法：在树搜索中，汇流条被视为图的顶点，并且分支被视为图的边。通常，对于分发网络，交换机很少会引起网络结构的重大变化。在大多数情况下，开关位移的影响是局部的。建立强大的配电网络，确保优质可靠的供电；建立一个综合的调控平台，提高配电网的监管水平；梳理配电网管理流程，优化配电网运营管理；加强信息系统集成，实现多个系统之间的信息共享和交互式应用；实现跨部门和部门的高效联动；研究快速智能自愈，探索分布式电力接入，提高配网供电能力使其成为先进，典范，完整和创新的配电自动化系统。

4关键技术与难点分析

（1）自愈功能。分配网络的自我修复意味着分配系统可以及时检测系统故障，提供系统不安全状态的预警，并执行相应的操作。系统处于不安全状态后，系统通过自动调整恢复到正常状态。所以需要一个高效的智能处理与控制的设备以及一个需要应用软件支持的功能全面的智能配电主站。通过功率流调节方法有效地改善了馈线。实现配电网的最佳运行。（2）配电网络模型。系统完全符合IEC61970/IEC61968标准，维护模型维护的原则，基于CIM规范的配电网数据模型的定义，完全解决了生产管理系统的平滑数据交换和一致性[3-5]。不同接口模式下的配电自动化系统。验证的关键问题确保了分销网络核心模型的严格性,并且通过信息交互总线来管理系统配电生产。为了避免设备编码认知引起的模型添加和删除的模糊性以及系统交互中的不同使用范围，并解决系统间数据共享和系统级数据分析之间的容错问题，设备代码检查匹配机制介绍。如果发生异常更改，则检查并匹配现有代码。取消模型设备的异常刷牙：如果正常更改，则不会更正，并继续原始添加和删除模型设备。（3）在线故障仿真关键技术。在配电网发生单相接地故障后，容易引起两个或两个以上的接地短路，进一步损害系统的安全运行，因此有必要尽快发现并排除故障。在传统的单相接地故障定位过程中，配电网络一般采用逐线牵引和停止的方法来确定故障线路。选择故障线后，工作人员被送到现场查找故障位置，然后排除故障，另一个方面,也可以确保测试态的实效性。（4）工业以太网和EPON的组合。分配通信数据网络为整个建筑区域中的诸如变电站和配电站的二次设备提供通信服务，以与主站系统一起发送数据。当整个网络出现故障时，它只会影响事件的故障点，并且没有影响其他设备正常运行的链效应。从主站到变电站的数据通信网络采用基于SDH光纤自愈传输网络的专用调度数据网络架构，利用内置的城市通信传输网络设备，配备专用数据网络设备来访问路由器。对于较大的核心配电站，采用工业以太网环网通信方式;小范围，密集分布的终端分配站采用EPON通信。两种通信模式相互协作。

5智能电网的工程建设实践

对于一个智能配电网络系统，通信系统是实现各个分布式数据传输的关键和核心。通信系统主站的控制命令被准确地发送到多个远程终端，并且远程设备操作条件的数据信息被收集到控制中心[6]。智能电网采用先进的监控技术，实时监控和优化运行状态，降低系统负载率，提高负载率，充分利用系统容量，延缓或减少电网主设备投资，产生重大的经济和社会效益。不仅可以克服先前故障重合闸和开关操作造成的短期电源中断，还可以消除电压收敛，谐波和平衡的影响。现有的连接DER容量标准或操作指南选择其电网连接点严格限制，限制了分布式发电的推广和应用。SDG具有良好的适应性，可以大量接入DER，降低并网成本，大大促进可再生能源发电的发展，大大减少化石燃料的使用和碳排放，促进电力生产同时促进环境保护保护。以及能源结构的转变。

6结语

目前，中国电力还供给不足，技术与能源的整合困难，智能电网的设计与应用可以对资源进行优化管理，并且促进资源的利用与发展。智能电网的发展有助于中国工业革命与创新的推进，为中国新征程注入新鲜力量。

参考文献：

[1]陈安伟.智能电网技术经济综合评价研究[D].重庆：重庆大学，2003.

[2]赵家庆,田江,钱科军,李春,赵慧,秦舒斐,俞瑜.智能配电网关键技术及工程实践[J].华东电力,2014,42(07):1346-1351.

[3]肖世杰.构建中国智能电网技术思考[J].电力系统自动化,2009,33(09):1-4.

[4]王成山,王守相.分布式发电供能系统若干问题研究[J].电力系统自动化,2008(20):1-4+31.

[5]梁才浩,段献忠.分布式发电及其对电力系统的影响[J].电力系统自动化,2001(12):53-56.

[6]李沛哲.面向智能电网的无线通信技术研究[D].北京：北京邮电大学，2018.

作者:刘敦 单位:深圳市威彦达电力工程监理有限公司