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智能配电网自愈控制关键技术分析

发表时间：2021/4/28 来源：《电力设备》2020年第33期作者：黄仁胡

[导读] 摘要：配电网是电力系统运行的关键环节，其运行品质直接影响着电力企业的服务水平。

        （广东电网有限责任公司阳江阳春供电局广东省阳春市 529600）
        摘要：配电网是电力系统运行的关键环节，其运行品质直接影响着电力企业的服务水平。随着电力需求量的持续增加，电力企业不断开拓新的电网技术，而智能配电网自愈控制技术就是由传统的电力技术延伸而来，该技术实现了电网系统在线监控、故障报警等自我保护功能，提高了配电网故障检修效率，为电力系统运行的安全性和稳定性提供保障。基于此，本文首先对智能配电网自愈控制技术的框架、功能定位及技术特点进行了详细阐述，并详细分析了其关键技术，如电网在线监测技术、高级量测技术等，推动配电网向自动化、智能化发展。
        关键词：智能配电网；自愈控制技术；框架结构；功能定位；技术特点；关键技术
        1 智能配电网自愈控制技术
        1.1 自愈控制的框架
        智能配电网自愈控制主要是通过技术、经济、协调、优化等控制手段，在配电网内部的各区域内实施自我诊断、自我感知以及自我恢复，确保配电网的经济、可靠、安全运行。无人操作控制的环境下，自愈控制技术就能实现故障报警、故障处理以及恢复供电，高效处理系统运行故障，保障电力系统处于正常运行状态，实现不间断供电，有效提升电力系统的运行质量。
        智能配电网自愈控制大致可分为紧急控制、恢复控制、预防控制和优化控制四大类（如图1）。对现阶段配电网的实际运行状态进行诊断和分析，当配电网在运行中出现异常情况，借助智能化的控制手段对配电网异常进行分析和决策，然后利用继电保护和智能控制开关等进行协调控制，实现配电网自愈控制和正常运行，进而提高了智能配电网运行的高效性、经济性、可靠性及安全性。

        图1 智能配电网自愈控制类型
        1.2 功能定位
        供电企业大力发展智能配电网自愈控制主要是为了避免出现因配网运行故障而出现大范围停电事故，实现不间断供电，提高供电质量。同时，通过实现智能配电网自愈控制，提高电网故障检修效率，缩短停电时间，缩小停电带来的损失，为用户创造安全稳定的用电环境。结合智能配电网自愈控制技术的实际应用情况，其功能定位在抗干扰、故障判断、修复三个方面。
        1.3 自愈控制技术的特点
        （1）功能具有融合性。随着科学技术的发展，智能配电网自愈控制技术融合了测控功能和保护功能，是当前一种新兴的智能控制技术。伴随着COMS新产品的产生，使得配电网自愈控制技术与计算机仿真控制功能高效融合在一起，更好地发挥出智能配电网的自愈控制功能，由此可见，与计算机自动化功能的融合能完善智能配电网自愈控制技术。
        （2）技术具有创新性。国家公布IEC61850新标准后，智能配电网自愈控制技术也得到了进一步的发展，出现许多新的特点，如新型电子计算机技术、仿真技术的应用等。在此背景下，智能配电网自愈控制技术在原有技术的基础上不断实现了改革创新，进而提高配电网的自愈能力，使自愈技术更加完善，适应电力技术日益发展的需求。
        （3）管理具有整体性。智能配电网自愈控制技术及时改变原有管理中存在的不足，并作出合理改变，借助文件配置的方式轻松解决复杂的硬件参数配置问题，充分发挥自愈控制的效果，全面提升智能配电网自愈控制技术的操作性能。
        2 关键技术分析
        智能配电网框架是由通信系统、自动化监控终端设备以及主站三个部分组成，形成一个相对完整的信息处理和传输系统，实现对配电网运行过程的远程化管理。智能配电网具有可视化管理水平高、与用户进行沟通和互动、有极强的自愈能力等优势。因此，从智能配电网自愈系统的基本架构来看，其关键技术主要有以下几个方面：
        2.1 电网设备在线监测技术
        大多数情况下，配电网运行故障是来源于电网设备故障隐患，而设备故障的发生都是有一定的发展过程，只有加强对电网设备的运行状态进行实时监控，才能及时发现设备可能存在的故障隐患，有效遏制故障问题的发生，保护电网设备。电网设备在线监测是智能配电网自愈控制的关键技术之一，通过监测电网设备的电气量和非电气量，及时了解电网设备的运行状况。电气量的监测主要是对电网设备的运行状态量进行监测，如功率、电流等；而非电气量的监测则主要是对电网设备的温度、压力等进行监测。通过电网设备检测，降低设备故障发生率。
        2.2 高级量测技术
        高级测量技术（AMI）是一个集测量、收集、储存、分析和运用于一体的测量技术，从本质上来说，是自动抄表技术的进一步发展。高级测量技术不是单一的技术应用，而是综合现有和新的电力技术的整体架构，包括了通信系统、数据收集与传输单元、量测数据管理系统以及智能表计系统等多个层面。将高级测量技术与配电管理系统有机结合在一起，可以促进配电网向智能化发展，二者相互协同、相互作用，实现了电能资源的优化配置和配电网运行效率的提升。
        2.3 配电网重构技术
        结合配电网的实际运行情况，配电网具有闭环设计、开环运行的特点，同时配电网中存在大量的分段开关和较少的联络开关，导致在配电网运行中，用于故障隔离的分段开关是处于常闭状态，而用于供电路径选择的联络开关则是时常处于常开状态。而配电网重构技术主要通过调整配电网络拓扑结构以及开关闭合状态，来提高供电可靠性、降低线损、消除线路过载，从而改善供电电压质量，是智能配电网自愈控制技术的关键技术之一。
        2.4 微网技术
        微网主要是由微电源和负荷集合两部分构成，其中微电源是系统热量和电能的主要来源。相较于常规的分布式能源，由电力电子器件实施能量转换的微电源，在能量转换过程中更加灵活。作为智能配电网自愈控制技术应用的基础，微网技术实现了优化配网运行结构，不仅能减轻电网的用电压力，同时还能提高能源的利用率。
        2.5 需求侧管理技术
        需求侧管理主要是通过不断优化用电方式，如在负荷控制和管理中，需求侧管理技术可以根据用户的实际用电量、分时电价、天气预报以及建筑物里的供暖特性等制定最优运行方式和负荷控制，以提高电网的安全性，以及减少能源消耗，通过该技术的合理应用还极大地提升了终端用户的用电效率。除此之外，需求侧管理作为自愈控制的关键技术之一，还实现了电网与用户之间的良性互动，通过高效改造设备来优化能源使用量，促使自愈控制技术创新性发展。
        3 结束语
        综上所述，配电系统作为影响电力企业供电质量、客户服务体验以及经济效率的重要环节，在电力系统中发挥中不容忽视的作用。随着社会的发展和进步，用户对供电的可靠性要求提出了更高的要求。通过实践表明，智能配电网自愈控制技术不仅能够提高配电网运行的安全性，还能实现电能资源的优化配置，减少能源消耗，提升电力企业的经济效益，具有较高的实用价值。然而，受传统电力技术的影响，智能配电网自愈控制技术显然难以达到预期技术控制要求。因此，在实际应用中，需大胆创新，打破原有技术桎梏，将不同先进的技术进行有机结合，充分发挥自愈控制系统的功能，从根本上提升配电网的智能化程度，提升电力企业的供电质量。
        参考文献
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