谢雪景 赵芳魁

【摘  要】本文主要从智能配电网的优化规划和自愈结构设计、智能配电的信息系统、智能配电网的高级配电自动化技术、智能配电新技术与新装备等几个方面，对适合中国国情的智能配用电技术的发展作一展望。

【关键词】智能电网;配电网;展望

1 智能配电网的优化规划和自愈结构设计

智能配电网的优化规划技术关系着配电网的发展战略，决定着智能配电网总体建设的科学性、经济性与适应性，应当受到高度重视。未来的配电系统将成为含分布式电源的集电能收集、电能传输、电能存储和电能分配为一体的新型电力交换系统。智能配电网的优化规划涉及的内容很多，除了传统配电网规划所涵盖的内容外，智能配电网规划应更加关注灵活的网架结构优化、分布式电源优化配置、含分布式电源的小区负荷预测等新问题。为实现建设灵活、可靠、高效的配电网网架结构的目标，需针对配电网络闭环运行技术、有利于分布式电源接入的系统设计、具备自愈功能的配电系统结构等直接与系统网架结构相关的问题开展研究和示范工作。在空间负荷预测、电源优化规划、网络优化规划、信息系统规划、能源综合配置等方面发展相关的模型和算法，在此基础上开发相关的配电网规划计算机决策支持系统，提高配电网规划工作的科学性，提高配电系统建设资金的利用效率。

2 智能配电信息系统

功能完备的配电信息系统是实现配电系统信息管理科学化、高效化的基础，是为用户提供满意电力服务的保证。配电信息系统涉及规划、运行、管理等各个方面。当前，我国的配电信息系统还有自动化程度不高、功能不完备、数据分散且共享程度低、信息存在孤岛等问题。智能配电系统对配电信息系统提出了更高的要求，不仅需要满足由用户直接参与的智能需求侧管理方面的要求，由于系统中将会有大量分布式电源的存在，还需要满足用户与配电系统运营者间双向营销的需要，需要有适于配电系统运行监测、预警、自愈控制等高级辅助决策的功能，等等。例如：

1）在信息整合方面，需要结合 IEC 标准，建立配电信息系统的数据模型、接口标准，构建配电系统统一的信息平台。

2）在设备管理方面，需要在传统 AM/FM/GIS系统基础之上，构建适应系统状态检修、全寿命周期管理等新型智能化的设备管理系统。

3）在客户需求管理方面，基于高级量测体系和双向营销策略，在一体化信息平台基础上实现更为完善的智能化需求管理与营销策略制定。

4）在业务流程管理方面，需要针对智能电网运行和管理的特点，构建标准化、规范化的智能电网业务管理系统，提高系统的综合管理效率。

5）在运行调度管理方面，需要构建具备配电潮流和短路计算、网络拓扑分析、网络重构、电压无功控制等功能的完备的高级分析系统，同时实现配电系统的智能预警、协调和自愈控制，保证配电系统智能化调度措施的落实。

3 智能配电网的高级配电自动化技术

智能配电网要求高层次的配电系统自动化系统与之相适应，需要对现有的配电自动化系統进行发展和延伸，以适应分布式电源接入、供电可靠性提高的要求。高级配电系统自动化在故障隔离与自愈、分布式电源与可平移负荷调度、通信技术、计算机辅助决策等方面有新的要求。需要建立在具备可自愈的配电网络结构基础之上，可以有效提高供电可靠性，缩小非故障停电区域，减少停电恢复时间。配电自动化系统中需充分考虑分布式电源[9]、储能系统、电动汽车充放电设施、用户定制电力技术、智能需求侧管理等方面的影响。同时，其功能需要延伸至用户室内网，在保证用户用电可靠性要求的前提下，有效增加电力设备的利用率。还可根据 AMI提供的大量实时数据，对配网的工况进行状态估计、快速仿真与模拟，实现运行方式的优化等等，以保证配网运行在高水平状态。在未来智能配电网中，希望通过自愈技术快速恢复对停电区域的供电（理想情况下做到 0 s 切换），同时确保电能质量满足要求。完成上述任务需要依靠继电保护、故障隔离与供电恢复（网络重构）、安全稳定控制等不同系统来完成。这需要将传统的彼此独立工作、各司其职的保护、控制、自动化系统融合成为统一的综合自动化系统，彼此协同工作，将故障扰动给配网带来的影响降至最低。快速仿真与模拟包括风险评估、自愈控制与优化等高级软件系统，以期达到改善电网的稳定性、安全性、可靠性和运行效率的目的。配电快速仿真与模拟需要支持以下四个主要的自愈功能：网络重构;电压与无功控制;故障定位、隔离和恢复供电;当系统拓扑结构发生变化时能够对继电保护实现再整定。这四个主要功能彼此相互联系，例如，网络的任一重构方案都要求对继电保护重新整定，需要确定新的电压调节方案，这些都需要高级配电自动化系统智能化的加以完成。

4.配电新技术与新装备

配电新技术与新装备涉及适应各种新需求的新型配电技术和装置，包括配电电力电子技术和装置、直流配电网络等。所谓直流配电技术，是指将直流电直接分配给用电装置的配电网络。在智能配电网络中，大量的如光伏、燃料电池等分布式发电系统可以直接提供直流电源，这些电源同时又位于所供负荷附近，而用电设施中（如家用电器）等也可以直接由直流供电，电力电子技术的发展使得直流电压的电压等级转换和交流变压器一样方便，所有这些都使得直流配电系统不仅应用更加方便，同时也十分容易实现。因此，在智能配电系统中，交流和直流配电系统同时存在是可行的。与直流配电系统相对应，直流配电系统保护、运行和协调控制等技术和设备将获得广泛应用。采用直流系统配电对于照明、电机、日常电器等用电负荷的节能降耗和性能提高也有积极作用。作为柔性输电（FACTS）技术在配电系统应用的延伸，柔性配电（DFACTS）技术已成为改善电能质量的有力工具，由于电力电子器件性能的提高，DFACTS 装置具有更快的响应特性，是解决配电网电能质量问题的有效工具。由 DFACTS 技术发展出的各种电力电子设备将会很多，例如：

1）固态断路器，这是一种基于 DFACTS 技术的开关设备，可实现配电系统参数和网络结构的快速、灵活、准确控制，将大大提高开关的响应时间。固态断路器因其快速通断性、可靠性及重复操作性在智能配电系统中将得到广泛应用，通过与其它装置如静止同步补偿器（static synchronous compensator，STATCOM）及统一潮流控制（unified powerflow controller，UPFC）等的配合使用，可极大提高配电系统的运行灵活性，有助于使配电系统成为真正的柔性配电系统。

2）故障电流限制器（fault current limiter，FCL），这是一种用于限制系统短路电流的装置，可有效提高系统供电质量，防止由于短路电流过大而造成开关误动或拒动，可以提高线路和配电网运行的整体控制能力。作为配电系统中的新技术和新装备，智能配电系统中将会有各种不同的储能系统存在，例如蓄电池储能系统、超级电容器储能系统、钠硫电池储能系统、微型超导蓄能器、相变储能和飞轮储能等。这些储能系统有些可用于改善配电系统的电能质量，有些将可有效地实现负荷的移峰填谷作用，后者将有助于改善系统的负荷特性，有助于提高配电系统的设备利用率。

智能配电网的建设是一个浩大的系统性工程，从技术的角度涉及能源、信息、电子、材料等多个学科领域，需要政府相关部门和电力企业的精心组织和规划，需要广大科技工作者的协同攻关，需要全社会的广泛参与和不懈努力才能够实现。

参考文献：

[1] 余贻鑫，栾文鹏.智能电网[J].电网与清洁能源，2009，25（1）：1-5

[2] 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，2009，32（20）：1-4，31.

作者简介：

谢雪景 赵芳魁（都是1987—）研究方向：厂用配电系统 现有职称：工程师

（作者单位：深圳供电局有限公司）