基于智能配电网关键技术的城市配电网规划研究

基于智能配电网关键技术的城市配电网规划研究

朱亚飞  王超  赵建贞  张伟

国网河南省电力公司郑州供电公司 河南省郑州市 450000

摘要：我国的社会经济水平不断提高，对电能的需求量也大幅度增加。中国的电力系统在技术上不断升级，特别是计算机信息技术的应用，使得系统自动化运行，配电网也走上了智能化发展道路。城市的配电网运行的主要作用是针对电能用户服务。要保证配电网处于持续稳定的运行状态，为用户安全供电，就需要电网系统能够正常运行，不会出现故障。这就需要对城市配电网合理规划，对智能技术合理应用，提高配电网的供电质量和供电效率。本论文着重研究智能配电网关键技术的城市配电网规划方面的问题。
　　

关键词：智能配电网；关键技术；城市；配电网；规划
　　

引言：
　　城市配电网主要是对电能用户供电。城市居民的生活质量提高，电力需求量也有所增加，城市配电网系统要满足城市居民的用电需求，规模就要不断扩大，这就要求配电网有较高的供电能力，且保证电能的传输质量。智能配电网与传统配电网相比较，尤其明显的优势，就是配电网的运行依赖智能技术就可以高质量、高效率运行。智能配电网是将智能技术與配电网技术融合，主要采用了分布式的发电技术、故障限流技术以及自愈控制技术[1]。这些技术的应用使得配电网的各项功能得以充分发挥，也提高了电力系统的效能。在应用智能配电网技术的同时，做好城市配电网规划工作非常重要，保证配电网安全稳定地运行。
　　一、智能配电网所具备的特点
　　 与传统的配电网相比较，智能配电网所具备的优势是非常明显的，主要体现在如下几个方面。
　　 其一，首先智能配电网优于传统配电网之处在于，其故障发生率非常低，一旦产生故障，有一定的自愈能力，也就是说如果电力系统中出现故障，主站就可以根据故障情况及时修正，使得用户能够持续使用电能。
　　 其二，智能配电网在运行的过程中安全系数非常高，传统配电网短路或者漏电的问题往往不会出现，也不会因此导致中断，这就使得电力设备在运行的过程中非常安全[2]。
　　 其三，新能源汽车行业的发展迅速，智能配电网接入了可辨别编码规则对该行业起到了重要的推动作用。
　　 其四，智能配电网还有一个重要的优势，就是保护功能特别强，电能用户可以根据自己的需求选择用电的时间。
　　 其五，智能配电网的运行，使得资源得到充分利用，不仅电能传输效率提高了，还保证了电能质量。电力系统在运行的过程中可以接受实时检测，特别是在线检测，一些问题能够自动解决。如果配电网在运行的过程中存在故障，可以及时处理，防止产生大面积停电的问题，由此提高了供电服务质量[3]。
　　二、智能配电网的关键技术
　　（一）分布式发电技术
　　 分布式发电所属的电源类型是清洁环保能源，诸如太阳能、风能等等。采用这种技术进行发电，化石燃料不会大量消耗，而且不会对环境造成污染，避免浪费资源，降低了供电成本。在分布式发电技术的应用中，不仅灵活性高，而且可以根据用户的用电需要对峰值加以调节[4]。其还有一个重要的优势在于，各个机组之间不是关联的，都是可以独立运行的，启动快，而且还有良好的自检功能，可以对设备的安全性进行检测，保证配电网的性能良好。　　

（二）自愈控制技术
　　 智能配电应用自愈控制技术，使配电网在运行的过程中可以将故障有效隔离，不会影响其他设备的正常运行。故障隔离并不会对自动化终端和自动开关装置产生影响，不需要启动保护装置[5]。当出现故障之后，各种故障数据传输给控制中心，经过自动调节之后，就可以正常供应电能了。继电保护装置对配电网起到了宝珠作用，自愈控制技术则是对电力系统的故障起到了预防作用，提高配电网的运行质量。
　　（三）故障电流限制技术
故障电流限制技术所发挥的作用是防止电网线路运行的过程中产生短路。故障电流限制技术可以起到控制短路的作用，将电力电子技术和高温超导技术应用于其中，结合使用故障电流限制器就可以对短路起到了预防作用。故障电流限制器包括两种，一种是主动故障电流限制器，另一种是被动故障电流限制器，主动故障电流限制器在使用的过程中消耗的成本相对较高一些，所以，应用范围受到局限[6]。

（四）配电自动化技术
　　配电自动化主要有配电主站、配电子站以及馈线终端组成，能够有效提升城市配电网的供电可靠性，提高配电网的故障分析能力，支持自动化配电网控制系统，保障配电网的稳定运行。在实际的配电自动化技术应用过程中，规划人员需要根据所在地区的经济社会发展状况、供电服务以及配电网的运行管理等多个方面，明确配网自动化技术的应用思路，从整体上提升智能配电网规划的效益。　　
　　三、建立在智能配电网关键技术基础上的城市配电网规划
　　（一）城市电网负荷的预测
　　 城市电网规划中，最为基本的工作预测城市电网的负荷。技术人员要对电网所具备的特点明确，对电网的负载做出预测，包括短期的负载预测、中期的负载预测和长期的负载预测，基于此将未来一段时期的用电负荷确定下来。

　　（二）城市配电网的规划设计要与其他网保持协调
　　 在规划城市配电网的时候，要保证其与其他的电网之间协调一致。比如，在对供电半径进行规划的过程中，需要配电网之间协调配合好，降低线路的损耗。配电网采用分散补偿的方式，为城市供应电能则是要发挥高压补偿的作用才可以实现。
　　（三）对智能配电网系统的稳定性加以维护
　　 城市配电网的规划人员要将技术维护理念建立起来，对配电网系统的运营流程不断完善，还要定期维护，当出现问题的时候能够及时发现，及时采取促使解决。将检修计划制定出来并积极落实，确保配电网系统持续稳定运行。

（四）配电自动化建设，在国家电网公司颁布的供电安全水平标准中明确指出：如果故障线路由单一故障引起，非故障段的具体停电恢复时间和工作人员采用的故障隔离措施关系密切。配电自动化建设可以迅速定位故障部位，并通过自愈控制技术，实现故障定位的网络重构，将相关的拓扑信息传输到配网自动化控制中心，由控制中心的调度人员及时将拓扑信息与故障信息通知给相应的运维人员，运维人员需要快速开展故障维修。在运维人员维修完成之后，控制中心的调度人员能够通过远动遥控指令，对配电自动化系统进行控制，确保电力系统按照故障之前的方式进行正常运行。通过上述规划方法，城市配电网单一故障的处理效率显著提升。
　　（五）电力设备的更新，在该地区某些中心城区，配电网所用的电力设备较为陈旧，运行时间超过三十年，不满足智能电网的建设要求，很容易导致配电损耗、电压低等问题，而且这类设备难以进行自动化改造升级。因此，规划人员将老旧设备进行更新，并替换了一部分故障率较高的电力设备，促进了城市配电网的标准化与规范化发展。
　　（六）提升电网联络水平，在规划过程中，规划人员将110kV配电网的接线方式改为链式接线方式，并对35kV变电站的电源进线进行了相应的优化，确保城市配电网能够进行双侧电源供电。与此同时，规划人员在符合密度相对较高的中心城区，配置了开关站，有效提升了电网联络水平以及负荷转移能力，避免单线专供用户出现供电安全风险，在很大程度上提高了供电可靠性。
　 （七）提升并网容量，中心城区的负荷大都处于饱和状态，而在投资成本和用地面积的限制下，新增电源难度较大。因此，规划人员在中心城区增设了一定量的分布式发电装置（如光伏屋顶电站等），大大提升了中心城区负荷饱和区域的分布式发电并网容量，有效缓解了新增负荷带来的供电压力，不仅能够保障城市配电网的稳定运行，还能够降低城市配电网建设的成本。
　　结束语：
通过上面的研究可以明确，电能供应情况如何直接关乎到人们的生活质量，这与配电网系统有着直接的关联性。随着新能源发展迅速，对配电网规划的要求更高，也带来了挑战。在城市配电网规划设计的过程中，发挥智能配电网技术的作用，使得配电网科学规划，更能够满足城市居民用电需求。配电网系统的运行效率提高，安全性能更好，对城市健康发展可以起到一定的促进作用。
　　参考文献：
　　[1]刘波，基于大数据技术的智能配电网规划辅助决策系统的研究[J]. 电工文摘， 2017（03）：68-69.
　　[2]张振宾.提高用电效率的智能配电网协调规划技术探讨[J]. 广西电业， 2017（06）：63-67.
　　[3]刘甲甲.城市高可靠性示范区智能配电网规划与建设研究[J]. 中国高新技术企业，2017（09）：197-198.

[4]韩文源.基于智能配电网关键技术的城市配电网规划[J].工程技术：文摘版，2016，（7）：00196-00196.
　　[5]白峪豪.基于智能配电网关键技术的城市配电网规划[J].电网与清洁能源，2015，（3）：79-83.
　　[6] 赵柏涛.基于智能配电网关键技术的城市配电网规划[J].现代工业经济和信息化，2016，（14）：53-54.