隨著社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展的要求日益提高，用戶對(duì)供電可靠性和電能質(zhì)量的要求不斷提升。未來的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)量和信息量更大，需要支持能量流和信息流的雙向流動(dòng)，智能電網(wǎng)是未來必然的選擇。本文分析了能量流、信息流及業(yè)務(wù)流在傳統(tǒng)配電網(wǎng)、數(shù)字配電網(wǎng)及智能配電網(wǎng)中的不同特征，提出了智能配電網(wǎng)的技術(shù)方案，給出了完善電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、通信傳輸系統(tǒng)平臺(tái)以及相關(guān)的智能配電終端的設(shè)計(jì)方法。
智能配電網(wǎng)是智能電網(wǎng)的一部分，也是連接輸電網(wǎng)與廣大用戶的路徑。智能配電網(wǎng)既可充分利用清潔能源，又可保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定。通過智能配電網(wǎng)建設(shè)，可實(shí)現(xiàn)輸電網(wǎng)與大容量清潔能源的協(xié)調(diào)調(diào)度，為發(fā)電與用電的功率平衡提供調(diào)節(jié)，確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定，提高清潔能源的消費(fèi)比重，促進(jìn)節(jié)能減排，提高能源利用效率。通過智能配電網(wǎng)建設(shè)，可以實(shí)現(xiàn)能量與信息的雙向流動(dòng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)與用戶的友好互動(dòng)，有效提升供電服務(wù)水平，通過需求側(cè)來管理和引導(dǎo)用戶科學(xué)、合理用電，提高電能應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性和安全性。與傳統(tǒng)配電網(wǎng)相比，智能配電網(wǎng)在供電安全性、電能質(zhì)量和電網(wǎng)資產(chǎn)利用率等方面都有顯著提升。
1 智能配電網(wǎng)技術(shù)方案框架
智能配電網(wǎng)是集傳感測(cè)量、計(jì)算機(jī)、通信、信息、自動(dòng)控制等領(lǐng)域新技術(shù)在配電系統(tǒng)中應(yīng)用的總成，是從改善電網(wǎng)整體性能、節(jié)省總體成本出發(fā)，將各種新技術(shù)與傳統(tǒng)的配電技術(shù)
進(jìn)行有機(jī)的融合，使配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)以及保護(hù)與運(yùn)行控制方式發(fā)生革命性的變化。因此，智能配電網(wǎng)技術(shù)方案框架應(yīng)該包括完善的物理網(wǎng)架、設(shè)備，兼容的通信平臺(tái)以及應(yīng)用軟件系統(tǒng)。
2 完善配電網(wǎng)網(wǎng)架
配電網(wǎng)一次網(wǎng)架具有N-1 及以上的供電能力是實(shí)施自愈的網(wǎng)架基礎(chǔ) ；配電網(wǎng)一次設(shè)備具有滿足自動(dòng)化的基本條件，包括電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)、互感器以及相應(yīng)的電源配置；配電自動(dòng)化系統(tǒng)本身的實(shí)用化程度是實(shí)施自愈的自動(dòng)化系統(tǒng)基礎(chǔ)。新能源兼容接入的推廣應(yīng)用，首先需要新能源及大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)具有好的性價(jià)比 ；另外，配電網(wǎng)本身的接納能力的提高，則需要從規(guī)劃、運(yùn)行以及自動(dòng)化和保護(hù)技術(shù)等多方面進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)與創(chuàng)新。
結(jié)構(gòu)合理、網(wǎng)架完善的配電網(wǎng)實(shí)體和安全經(jīng)濟(jì)、靈活可靠的智能配電裝備是智能配電網(wǎng)的基礎(chǔ)。但我國(guó)傳統(tǒng)配電網(wǎng)基礎(chǔ)比較薄弱，自動(dòng)化程度較低，距智能配電網(wǎng)的要求存在較大的差距，所以在智能配電網(wǎng)框架最底層的設(shè)備層，需要完善以下功能 ：
第一，建設(shè)完善的實(shí)體配電網(wǎng)。智能配電網(wǎng)應(yīng)改變我國(guó)配電網(wǎng)發(fā)展長(zhǎng)期滯后、基礎(chǔ)薄弱的現(xiàn)狀，加強(qiáng)和完善配電網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，建成具有合理網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)；未來的配
電網(wǎng)應(yīng)能靈活應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害等突發(fā)性事件。
第二，實(shí)現(xiàn)配電裝備的智能化。由于傳統(tǒng)的開關(guān)、保護(hù)控制設(shè)備和配電終端不適應(yīng)智能配電網(wǎng)的需求，且分布式電源的大量接入對(duì)智能配電設(shè)備也提出了新的需求，所以智能配電網(wǎng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)配電裝備的智能化。
3 兼容的通信平臺(tái)
信息的有效集成是智能化的前提。要解決配電網(wǎng)通信系統(tǒng)的全覆蓋，就要在部分涉及到智能分布式處理的區(qū)域具有雙向?qū)Φ韧ㄐ拍芰?。由于智能配電網(wǎng)的通信系統(tǒng)不可避免地采用多種通信方式，其網(wǎng)絡(luò)安全問題，特別是采用公共通信網(wǎng)絡(luò)的信息安全問題就一定要解決。配電信息模型的一致性驗(yàn)證技術(shù)是保證配電網(wǎng)信息交互與共享的關(guān)鍵，配電網(wǎng)基礎(chǔ)信息準(zhǔn)確、完備則是保證配電網(wǎng)信息可用性的基礎(chǔ)。
智能配電網(wǎng)需要采集大量的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和各類表計(jì)計(jì)量數(shù)據(jù)，對(duì)于這些量大、采集點(diǎn)多且分散、對(duì)實(shí)時(shí)性要求高的數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的信息通信體系已不能滿足要求，需應(yīng)用先進(jìn)的傳感測(cè)量技術(shù)，建立統(tǒng)一的通信和信息平臺(tái)作為支撐。智能配電網(wǎng)對(duì)數(shù)據(jù)信息的管理和維護(hù)都在數(shù)據(jù)層完成，數(shù)據(jù)層是智能配電網(wǎng)的海量數(shù)據(jù)庫(kù)，為配電網(wǎng)各個(gè)環(huán)節(jié)的電網(wǎng)業(yè)務(wù)提供更多的數(shù)據(jù)支持，所以，在數(shù)據(jù)層需要對(duì)兩個(gè)技術(shù)支撐點(diǎn)開展研究。
另外就是開放的通信平臺(tái)?，F(xiàn)有配電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)信息大多為從設(shè)備到調(diào)度中心單向流動(dòng)，僅有少量的控制信息是從調(diào)度中心到設(shè)備，這顯然不能滿足智能電網(wǎng)雙向通信的需求，為此，建立高速、雙向、實(shí)時(shí)、集成的通信系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)智能配電網(wǎng)的基礎(chǔ)。構(gòu)建開放的通信平臺(tái)需要重點(diǎn)研究的內(nèi)容如下：
一是開放的通信架構(gòu)，以形成一個(gè)“即插即用” 的環(huán)境，使電網(wǎng)元件之間能夠進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化的通信。
二是統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以便所有的傳感器、智能設(shè)備以及應(yīng)用系統(tǒng)之間能無縫通信，實(shí)現(xiàn)設(shè)備和設(shè)備之間、設(shè)備和系統(tǒng)之間、系統(tǒng)和系統(tǒng)之間的互操作功能。
三是統(tǒng)一的信息平臺(tái)。現(xiàn)有的信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)來源不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)模型維護(hù)不及時(shí)、彼此之間無法協(xié)調(diào)和溝通，因而需要建立一個(gè)信息來源更廣泛、信息量更大、支持信息雙向流動(dòng)和數(shù)據(jù)共享機(jī)制的統(tǒng)一的信息平臺(tái)。
電網(wǎng)正在向智能化方向發(fā)展，但目前配網(wǎng)通信網(wǎng)建設(shè)還不完善，因而制約了配電智能化的實(shí)施。智能配電網(wǎng)中的高級(jí)配電運(yùn)行、高級(jí)量測(cè)體系、高級(jí)資產(chǎn)管理對(duì)通信業(yè)務(wù)時(shí)延、帶寬等需求各不相同，其業(yè)務(wù)可分為實(shí)時(shí)控制業(yè)務(wù)和非實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、管理業(yè)務(wù)。結(jié)合配電網(wǎng)通信網(wǎng)建設(shè)必須遵循的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性要求，本文提出智能配電網(wǎng)通信以光纖通信實(shí)現(xiàn)重要節(jié)點(diǎn)保障、以無線通信實(shí)現(xiàn)廣泛覆蓋、以載波通信作為接入補(bǔ)充的技術(shù)方案。
4 系統(tǒng)綜合應(yīng)用平臺(tái)
智能配電網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用平臺(tái)的基本功能包括：基于 SCADA 系統(tǒng)的滿足測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量需要的配電網(wǎng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)獲取與存儲(chǔ) ；基礎(chǔ)應(yīng)用則包括與電網(wǎng)生產(chǎn)、基建、運(yùn)行管理相關(guān)的各種應(yīng)用系統(tǒng) ；高級(jí)應(yīng)用包括電能質(zhì)量分析與評(píng)價(jià)，供電可靠性分析，網(wǎng)損計(jì)算及其他個(gè)性化的應(yīng)用?；A(chǔ)應(yīng)用主要包括配電網(wǎng)及其設(shè)備的可視管理、配電管理與用電管理的信息化，智能配電網(wǎng)將通過各種分析計(jì)算與仿真模擬，針對(duì)配電網(wǎng)的優(yōu)化運(yùn)行、智能調(diào)度、智能控制等提供決策支持，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的優(yōu)化運(yùn)行與智能控制，實(shí)現(xiàn)分布式電源/微網(wǎng)/儲(chǔ)能裝置的合理接入以及與用戶的良好互動(dòng)，保證配電網(wǎng)安全、可靠、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保運(yùn)行。智能配電網(wǎng)最終的智能化目標(biāo)是有效整合并綜合利用電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)、暫態(tài)運(yùn)行信息，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的在線監(jiān)測(cè)、優(yōu)化、預(yù)警、動(dòng)態(tài)安全分析以及緊急狀態(tài)下的故障診斷隔離、協(xié)調(diào)控制、自我恢復(fù)等功能
5 結(jié)語
智能配電網(wǎng)是建設(shè)智能電網(wǎng)的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，智能配電網(wǎng)應(yīng)具有完善的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、智能化設(shè)備、通信技術(shù)平臺(tái)等。智能配電網(wǎng)是一個(gè)集成了傳統(tǒng)和前沿配電工程技術(shù)、高級(jí)傳感和測(cè)控技術(shù)、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)的配電系統(tǒng)，因而更加安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、高效，可支持分布式電源的大量接入，并為用戶提供擇時(shí)用電等與配電網(wǎng)互動(dòng)的服務(wù)，是將各種配電新技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的集成、融合，使系統(tǒng)的性能出現(xiàn)革命性的變化。智能配電網(wǎng)是一個(gè)集技術(shù)與管理于一體的龐大系統(tǒng)，其建設(shè)是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，要在科學(xué)的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃指導(dǎo)下，按照系統(tǒng)生長(zhǎng)論的理念，基于“云計(jì)算”的思維模式，分步分區(qū)實(shí)施，以期達(dá)到智能配電網(wǎng)安全、高效、經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)的建設(shè)目標(biāo)。
