智能配电网规划建设的方案研究
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作者: 刘贺鸣
【摘 要】本文介绍了智能配电网发展的关键技术配电自动化的建设及实用化应用情况，在总结前期建设中遇到的问题和积累的经验基础上，对未来智能配电网的建设方向进行了思考和展望。
【关键词】智能化；配电网；规划建设；方案研究
近几年在我国的经济发展过程中，其势头强劲，对于在城市化和工业化方面的进程逐渐加快，同时在城市改造的规模上也在不断的扩大，因此，这些基础建设对智能配电网有着很大的影响，也给智能配电网的建设工程提出了更高、更全面的要求。
一、智能配电网概述
智能电网包括智能输电网和智能酉己电网两个方面的内容，智能配电网是智能电网的重要组成部分。在智能电网的各个环节中，配电网担负着连接输电网及面向广大客户供电的重要职责，是构建坚强智能电网的重要组成部分。
智能配电网就是以配电网高级自动化技术为基础，通过应用和融合先进的测量和传感技术、控制技术、计算机和网络技术、信息与通信等技术，利用智能化的开关设备、配电终端设备，在坚强电网架构和双向通信网络的物理支持以及各种集成高级应用功能的可视化软件支持下，允许可再生能源和分布式发电单元的大量接入和微网运行，鼓励各类不同电力用户积极参与电网互动，以实现配电网在正常运行状态下完善的监测、保护、控制、优化和非正常运行状态下的自愈控制，最终为电力用户提供安全、可靠、优质、经济、环保的电力供应和其它附加服务。
配电网直接面向用户，是控制、保证用户供电质量的关键环节。智能配电网是在传统电网技术基础上发展起来的，智能配电网将使配电网从传统的供方主导、单向供电、基本依赖人工管理的运营模式向用户参与、潮流双向流动、高度自动化的方向转变。它与传统配电网的比较配电网技术的发展与进步经历了传统配电网、数字配电网和智能配电网三个阶段。
智能配电网主要由主站系统、子站系统、通信系统、配电远方终端组成，通过对配电网各个环节、模块和设备的智能化，同时结合地理信息系统应用，实现正常情况下配电网与电力系统各个环节的协调和优化运行以及故障情况下的快速定位、隔离、恢复、负荷转移等功能，从而为用户提供优质可靠的电能，为电力企业提供便捷、高效的管理平台和途径，进而实现电力企业管理者、电力用户、系统运行操作的协调和统一。智能配电网具备的功能要求要保证配电网安全、可靠、经济地运行和向用户供电，不仅需要有电力网络和通信网络的物理支持，还需要有集成各种高级应用功能的软件支持。
二、智能配电网的作用
结合我国配电网实际，积极研发应用智能配电网技术，推动我国配电网的建设具有重要的意义：
（一）实现配电网的最优运行，达到经济高效。智能配电网应用先进的监控技术，对运行状况进行实时监控并优化管理，降低系统容载比并提高其负荷率，使系统容量能够获得充分利用，从而可以延缓或减少电网一次设备的投资，产生显著的经济效益和社会效益。
（二）提供优质可靠电能，保障现代社会经济的发展。建设智能配电网是实现与用户的良好互动，有效提升供电服务水平的重要手段.智能配电网通过电力企业内部系统的高度集成与深度整合，保证与用户侧良好互动的技术实现，通过与需求侧管理的协同管理，实现电力供应更为稳定可靠、经济优质、灵活互动、友好开放，引导客户科学、合理用电，提高电能使用的经济性和安全性，为现代社会与经济的发展提供可靠优质的电力保障。
（三）推动新能源革命，促进环保与可持续发展。通过坚强的配电网建设和智能化的配电网技术手段，实现与特高压远距离输电网与大容量清洁能源的协调调度，为发电与用电的功率平衡提供调节能力，进一步改善受端电网的安全稳定，提高清洁能源的消费比重，促进节能减排，提高能源利用效率，极大地推动可再生能源发电的发展，大大降低化石燃料使用和碳排放量，在促进环保的同时，实现电力生产方式与能源结构的转变。
三、智能配电网的功能特征
智能配电网是智能电网中配电网部分的内容。与传统的配电网相比，具有以下功能特征。
（一）自愈能力。所谓自愈，是指自我预防和自我恢复的能力，体现在以下两方面：1、预防控制为主要的控制手段，及时发现、诊断和消除故障隐患；2、具有故障情况下维持系统连续运行的能力，不造成系统的运行损失，并且通过自治修复功能从故障中尽可能恢复供电。自愈是智能配电网最突山的特点。
（二）具有更高的安全性。智能配电网能够很好地抵御战争攻击、恐怖袭击与自然灾害的破坏，避免出现大面积停电 能够将外部破坏限制在一定范围内，保障重要用户的正常供电。
（三）提供更高的电能质量。智能配电网实时监测并控制电能质量，使电压有效值和波形符合用户的要求，即能够保证用户设备的正常运行并且不影响其使用寿命。
（四）兼容。电网能够同时适应集中发电与分散发电模式，实现与负荷侧的交互，支持风电等可再生能源的接人，扩大系统运行调节的可选资源范围，满足电网与自然环境的和谐发展。
（五）支持与用户互动。与用户互动也是智能配电网区别于传统配电网的重要特征之一。主要体现在两个方面：一是应用智能电表，实行分时电价、动态实时电价，让用户自行选择用电时段，在节省电费的同时，为降低电网高峰负荷作贡献：二是允许并积极创造条件让拥有DER的用户在用电高峰时向电网送电。
（六）对配电网及其设备进行可视化管理。智能配电网全面采集配电网及其设备的实时运行数据以及电能质量扰动、故障停电等数据，为运行人员提供高级的图形界面，使其能够全面掌握电网及其设备的运行状态，克服目前配电网因“盲管”造成的反应速度慢、效率低下问题。对电网运行状态进行在线诊断与风险分析，为运行人员进行调度决策提供技术支持。
（七）更高的资产利用率。实现资产规划、建设、运行维护等全寿命周期环节的优化，合理地安排设备的运行与检修，提高资产的利用效率，有效地降低运行维护成本和投资成本，减少电网损耗。
（八）配电管理与用电管理的信息化。智能配电网将配电网实时运行与离线管理数据高度融合、深度集成，实现设备管理、检修管理、停电管理以及用电管理的信息化。
四、智能配电网需要解决的问题
在我国，由于历史的原因，配电网投资相对不足，自动化程度比较低，在供电质量方面与国际先进水平还有一定的著距。各地区配电设备水平参差不齐，几乎没有电力市场支持，无法利用负荷需求响应，分布式发电单元渗透率较低，配电网架相对薄弱，制约供电能力提升；配电自动化应用范围小，实用化水平低；配电网相关技术标准、规范不完善；配电网基础数据管理欠缺，信息化手段有待提高。我国配电网的自动化、智能化程度以及自愈和优化运行能力远低于输电网。因而配电网急需解决以下问题：（1）配电网运行优化和自愈控制问题；（2）大量分布式发电的并网运行对配电网的影响问题；（3）支持可再生能源发电的政策和市场运行问题；（4）新型混合动力电动汽车充放电对配电网的影响问题；（5）配电阻塞问题；（6）用户参与电网互动，进行需求侧管理问题：（7）负荷参与电网调峰问题。
结束语
以上在对国内外智能电网概念的研究基础上，根据国家电网的总体部署，结合电网的实际，对未来智能配电网的建设方案进行了研究，提出了智能配网一个核心，两个经济，三个提高的建设策略。旨在保证智能配电网具备可靠、灵活、开放的特点，能够同时满足电网规划建设、运行控制、资产管理、用户管理等方面的需要，在智能电网建设涉及供电企业的领域获取技术创新和管理创新成果，为国家电网的智能化建设提供开拓性经验。
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