电力系统智能配电网的设计.pdf

光源与照明 总第 178 期 2023 年 3 月 照明电气215电力系统智能配电网的设计李丽丽，泮泉泉山东众晨电力工程管理咨询有限公司，山东 济南 250000摘要：随着电力行业的快速发展，配电网的性能也在不断加强。然而，目前国内电力系统的运行水平与世界发达国家仍有较大的距离。随着人们的生活质量不断提升，人们对电力系统的可靠度提出了更高的要求，同时，智能配电网的建设可以为广大用户带来更好的服务。因此，加快发展智能配电网是十分必要的。基于此，文章简要介绍了电力系统中的智能配电网，并总结了电力系统智能配电网的设计要点，以期为今后电力系统智能配电网的发展提供一定的参考。关键词：电力系统；智能配电网；电气设计分类号：TM760 引言电力是国家最重要的基础能源，对人们的基本生活和社会发展做出了巨大的贡献。在人们生活质量日益提高的今天，配电网运行的安全、稳定已成为电力企业重点研究的课题。对配电网采用智能化设计可以提高其运行可靠性。智能配电网可以检测电力系统中存在的问题，并对存在问题的线路进行有效隔离，从而缩小线路故障的断电范围。1 智能配电网的特点智能配电网是环形电路、开关和微网组成的电力系统的关键组成部分，可以对电力系统的启动、终止和负载进行监控。智能配电网由变电站和配电站组成，是配电网运行的动力来源。配电网终端由配电设备、供料机、智能终端、GPS、通信网络等组成，是配电网和用户连接的设备1。随着我国经济的发展和电力消费水平的提高，电力系统的可靠性提高，人们对用电稳定性的要求也越来越高。用电稳定性是指在用电高峰期电气设备不会出现故障，或者由于电压的骤增而造成电气故障。持续供电是电力系统的关键任务和整个配电网的首要任务，新一代智能配电网的网络布局更加平稳、效益更加合理、设计更加环保和美观、更加节省空间。（1）智能配电网的供电可靠度较强。在智能配电网中可以使用强有力的自动化监控设备，对电网中的缺陷进行实时检测，从而减少故障对电力系统运行的不利影响，提高智能配电网的实际应用价值。（2）智能配电网的电能质量较好2。一般来讲，智能配电网采用的是高质量的检测技术，通过对电力系统的电压进行最优控制，可以使配电系统的电量输出得到有效的控制。（3）智能配电网在电力系统中有着很好的适应性。智能配电网利用先进的分布式发电技术和智能电表为用户提供最佳的供电服务，从而改善智能配电网的运行效率，减少设备的损失。2 智能配电网的设计要求2.1 自动化为了适应电力市场要求，需要实现配电网自动化，其设计要求如下。（1）自动化抄表。工作人员需要利用互联网技术管理电力用户的有关资料，以节省人力和物力资源。传统供电企业以电能抄表为基础通过收取电费来获取经济利益。抄表过程烦琐，耗费了很多人力、物力，而且不能提升数据采集的效率。为了保障电力系统的正常运行，适应社会发展的需要，采用自动化抄表技术可以极大地降低供电企业的错误率，提高供电企业的综合工作效率。与此同时，随着近年来我国电力用户数量的急剧增长，采用自动化抄表技术可以解决由于业务量大而导致的服务升级速度较慢的问题，推动了电力企业的发展3。（2）电力系统自动化管理。利用计算机技术可以实现对电力系统的自动化管理，可以从计算机上直观地看到电力系统的运行状况。在传统的电力系统管理中，往往要雇用专门技术人才进行管理，人工观察会作者简介：李丽丽，女，本科，工程师，研究方向为电力工程。文章编号：2096-9317（2023）03-0215-03 照明电气 2023 年 第 3 期 总第 178 期 光源与照明216导致管理疏忽，而采用自动化管理方式可以有效地防止错误的发生。2.2 可视化可视化是智能配电网设计的一个重要要求，通过操作计算机系统，可以使与配电网运行有关的信息和资料以图像的方式显示在设备上，以便有关技术工作人员可以根据实际工作状况进行可视化操作。采用可视化设计，在一定程度上可以使数据直接导入计算机，或通过计算机直接将数据传输出去，从而解决配电网出现的问题。在智能配电网设计中，可视化设计具有重要意义。智能配电网系统界面开发采用基本界面，不同图形按类别进行展示，也可以进行多图展示。在接线图管理方面，电力企业工作人员通过调度支持系统，进行配电网接线图的编制，并核对前后接线图的变化，记录二者的差异信息，待核实时再进行配电网接线图的修改。系统可对电源及断电区域进行解析，然后打印接线图。在配电网运行的实时动态显示中，所使用的符号要与线路潮流一致，以显示潮流和流速变化。设备操作情况通过 3D 图像显示，柱子的高度代表作用力的大小，柱子的宽度代表无功容量的大小。2.3 创新化与常规配电网相比，智能配电网的设计中加入了很多新技术。（1）配电自动化技术。可以让配电网的工作更加自由，而且接口设计也更加贴近人们的日常使用习惯。（2）IP 技术。接口可以随插随用，可以让工作人员的工作更加有效。（3）柔性配电技术。目前普遍使用的是交流输电技术，对智能配电网和电能质量有较高的要求4。通过交流输电，可以为固定用户增加一些新的服务项目，从而更好地满足用户的需求，完善个性化功能。（4）保护控制技术。该技术可以解决智能配电网的安全问题，使配电网能够独立地进行安全保护或扩展保护范围。3 智能配电网的构成3.1 分布式电源分布式电源和局部电源的最大不同在于电力传输的功率范围更窄，而且仅用于短期供电。分布式电源分为微电网和即插即用两种类型。其中，微电网的作用是在第一网无法提供电力的情况下独立运行。智能配电网拥有很好的配电能力，与其他用电系统相比有着很大的优越性，并且稳定性也很好。3.2 用户入口系统用户入口系统用于连接用户和电力企业。以往电力企业与电力企业用户通常采用直接面谈和打电话的形式沟通。随着互联技术的不断发展，电力企业和用户的沟通变得越来越便捷，可以通过网络平台进行即时通信。电力企业可以利用数据分析用户的需求，加强智能配电网的合理性、科学性。同时，用户也能在互联网上迅速、直接地掌握自己的用电量。供电企业还可以对用户的用电量进行内部调节，提高经济效率。4 智能配电网的功能4.1 数据监控和收集数据监控和收集是解决配电网中问题的基础，在电力系统数据监控和收集方面，要采用载波和光纤组网技术监测整个配电网，使系统运行更加顺畅。当配电网发生故障时，需要实时获取与故障有关的数据，并将其反馈到工作人员，使工作人员利用数据进行科学分析，提高工作人员对故障的处理能力，进而提高整个电力系统的运行效率5。4.2 继电保护在电力系统的智能化转变过程中，智能配电网继电保护采用的是电流差动保护6。电流差动保护的目的在于使智能配电网继电保护发挥出更大的作用，需要在各线路之间分别配置独立的电流互感器和断路器，从而增加了智能配电网的投资。另外，现有的配电网安全防护和控制工作主要集中在改进电流差动防护和正确地处理高电阻的接地故障。由于智能配电网中差动保护系统的工作性能有较大的滞后性，造成了较大的拒动行为，采用电流差动保护来实现智能配电网中的继电保护，会加大线路保护数据的传输难度。特别是在智能配电网中，即使电流速断保护反应最快，也不可能在短时间内解决网络故障造成的问题。基于上述分析，需要设计一种基于智能配电网的保护与控制模式，进而实现电流差动保护。4.3 故障隔离故障隔离是利用超导体技术来控制电流和配电网络的功率，是提高智能配电网性能的关键技术之一，对电力系统的发展至关重要。将此项技术引入配电网设计，能使电力系统更好地发挥作用。相关技术人员光源与照明 总第 178 期 2023 年 3 月 照明电气217需要配电网故障进行实时监测，以避免出现重大的安全隐患。为了保持电力系统的稳定，必须对电力系统采取有效的维护措施。为进一步提升配电网的可靠性，必须综合运用各种技术，制订合理的调度方案。5 智能配电网的设计策略5.1 把握智能配电网设计的总体目标智能配电网的总体设计目标在于实现配电监测终端的功能。在配电网运行中，必须采用智能化的监控设备收集模拟数据，并将模拟数据传输到主基站，由主基站根据模拟数据进行分析比较，从而对智能配电网的工作状况作出正确的预测，并在最短时间向用户发送信号。该监控设备本身还应具备自愈能力，可以保证对配电网的实时监控。配电监测终端的安全与否将直接关系到智能配电网的整体安全性，因此，设计者必须掌握总体目标，构建一个智能化的监控体系。5.2 加强智能配电网的质量控制在设计智能配电网时，必须对其进行合理的质量控制，各有关单位要对其进行监控7，通过对工作人员日常工作的评价，建立相应的评价机制。如对工作人员的技术和工作状态进行评价，再通过定期考核来评定工作人员的工作能力，以此改善工作人员的工作态度，提升其工作效率。这可以增强企业凝聚力，进而间接增加企业的利润。5.3 培育专业化复合型人才在电力企业，一些工作人员的技术水平很低，不能满足高技术发展的需求。为了提升智能配电网技术人员的技术水平，必须对其进行专业的技术培训。技术人员是工程项目的核心，必须加强其职业技能8。最有效的培训是实战，可以让技术人员到科技公司实习，增加其实战经验，而技术人员的薪资也会随着其技术的进步而增长。同时，技术人员要不断提高自身素质，为电力系统建设和智能配电网事业作出自己的应有的努力。5.4 完善测量终端控制的设计建立智能配电网时，为了减少电力企业运行费用，需要不断提升系统的整体设计水平。因此，在设计智能配电网时需要考虑很多问题，其中测量终端控制的设计尤为关键，测量终端控制是整个智能配电网的关键设备，在进行智能配电网设计时，必须做好相应的工作，以确保测试结果的准确性。此外，需要将被监测到的信息收集起来，传输到屏幕上，由智能终端的操作员进行分析，一旦发现实测值有很大的偏差，就必须进行校正，使配电网的工作更加顺畅。需要确保通过接口可以访问到原始资料，确保可视化操作。设计完成后，通过模拟实验验证设计方案的可行性，评价设计效果是否科学，进而对配电网设计工作进行优化，最终将设计方案用于电力系统建设。6 结束语总之，在经济发展背景下，人们对用电量和电能质量的要求越来越高，电力企业必须大力推动电力系统的发展。在人工智能技术不断发展的今天，将智能技术用于配电网的设计中已经是必然趋势，智能配电网的设计充分反映了智能化的特征，能够克服目前配电网的不足，推动配电网的健康发展，实现互联互通，提升配电网的整体实力，为今后的电力市场发展注入新的活力。参考文献1 王东.电力系统智能配电网设计研究J.光源与照明,2022(6):187-189.2 何洪流,张锐锋,付宇,等.配电网新型一二次融合系统测试平台设计与研究J.电子器件,2022,45(5):1225-1229.3 吴继岩,张怀垠,马鑫,等.双碳量约束下主动配电网网架规划方法设计J.电网与清洁能源,2022,38(4):117-123.4 侯祖锋,陈建钿,丘冠新,等.考虑分布式电源无功调节的配电网两级动态无功调度策略J.电力系统保护与控制,2022,50(6):158-164.5 王哲,王喆,曾伟.基于改进粒子群算法的主动配电网有功无功协调优化控制J.制造业自动化,2021,43(7):105-108.6 胡鹏飞,朱乃璇,江道灼,等.柔性互联智能配电网关键技术研究进展与展望J.电力系统自动化,2021,45(8):2-12.7 宁超,杨俊,朱咏明,等.含分布式光伏的配电网规划设计研究J.电气工程学报,2022,17(4):282-288.8 孙晨.配电网自动化技术及其在电力系统中的应用J.光源与照明,2022(6):163-165.