浅述智能配电网关键技术的城市配电网规划

浅述智能配电网关键技术的城市配电网规划

徐飞曾晋

（国网辽宁省电力有限公司沈阳供电公司辽宁沈阳110042）

摘要：电网中的关键部分是配电网。配电网直接服务于用电用户，同时也是保证电网正常运行的关键环节。配电网有利于改善民生。运用分布式的电源发电技术、配电自动化技术、电动汽车充技术以及智能家居技术为中心的电力用户，对城市的配电网提出了更高的要求。而且关键技术的运用也标志着智能配电网的发展。

关键词：智能配电网；关键技术；城市配电网；规划

一、基于智能配电网关键技术的城市配电网规划的意义

首先，基于配电网关键技术的城市配电网规划，采用先进的科学监测和管理技术，对电网的运行情况进行实时有效的监控，扩展系统的运行容量，降低设备损耗，科学配置、合理优化电网资源，提高电网运行效率，进而实现经济效益的最大化，提高经济效益；其次，智能配电网在满足用户基本需要的同时，能够为其他企业提供更为优质、牢固、稳定的电力需求，避免因电压不稳而造成的断电情况出现，为我国社会经济的稳定发展提供了重要保障；第三，智能配电网的电力能源一般以新能源为主，极大程度上减少了化石燃料的排放量，对提高空气质量和环境质量具有重要的促进作用，促进能源环保的可持续发展。

二、智能配电网的关键技术

2.1分布式发电

分布式发电是指在用户所在场地或附近安装，运行方式以用户端自发自用为主，多余电量上网，且在配电网系统以平衡调节为特征的发电设施或有电力输出的能量综合梯级利用多联供设施。分布式电源类型包括太阳能、天然气、风能、地热能、资源综合利用发电(含煤矿瓦斯发电)等，以同步电机、感应电机、变流器等形式接入电网。相比较传统发电技术，分布式发电技术优势为：一是发电过程不消耗化石燃料，环境友好；二是并网方式灵活；三是靠近用户负荷，降低配电网中的传输损耗。然而，发电出力具有随机性、发电成本高、设备质量参差不齐等问题，制约着分布式发电技术大规模的并网应用。随着自动化技术的进步，分布式电源控制保护监控测量一体化技术日益成熟；国家政策的鼓励促使用户建设分布式电站有了经济效益；分布式制造类行业标准的日趋完善提升了分布式发电产品的整体质量。电力企业积极响应国家政策，将分布式能源接入电网作为未来配电网规划设计的重要内容，出台了相关的设计准则规范，以适应电力生产低碳化的发展。

2.2电动汽车充换电

随着现代大都市的快速发展，空气质量问题给人们的健康造成了极大威胁，严重影响了城市居民的生产生活。因此，政府加大了对电动汽车的推广，计划到2020年争取实现电动汽车500万辆的目标。电动汽车数量的大规模增长对电网的运行造成了一定的影响。一方面，电动汽车相当于一个个移动的储能设备，合理的经济措施引导可以实现削峰填谷，平滑电网负荷；另一方面，充换电设施的电力电子开关给配电网带来了电能质量问题，需要就地安装滤波设备，保障电网可靠运行。

三、基于智能配电网关键技术的城市配电网规划

3.1中心城区的配电网规划

①更新当前运行的电网，清理不符合N-1的中压配电网络。按照中农信城区对于配电网的规划方案，中心城区35-110kV的供电安全级别应该符合检修阶段的N-1,也就是N-1-1的安全标准，中压配电网系统需要符合N-1安全标准。这样的做法有利于缩小机器故障引起的停电范围，有利于保证电网的可靠性。

②提升配电自动化的工作速度，促进电路故障的确定与分离工作。国家电网公司关于供电安全规则提出了，不同地区故障线路的非故障段的停电恢复时间。单一方面的故障引起的非故障段，其重新供电的时间与故障分离的方法有直接的联系。智能分布式或者集中式的馈线自动化体系，能够在故障发生的开始，迅速地判断出故障位置。同时自愈体系会按照故障发生的位置来重建网络，并且将拓扑的资料进一步完善，同时会上传到自动调配电网的总站上，调度部门的工作人员会按照拓扑的变位以及故障发生的位置资料来通知运作人员前往事故现场恢复用电。在故障被解决后，调度员也可以通过远动遥控的指令使用电线路恢复到之前的运行方法。这种技术方法有利于节约配电网单一方面的故障解决时间，有利于节约人力与物理资源。

③及时地更换旧设备，保证设备的可靠使用，避免风险。有些中心城区中还在使用一些旧设备，而且这些设备的工作时间在30a以上。大多数都存在配电损耗量大、低电压等问题，而且自动化升级工作很宽。按照可靠调查，未来会逐渐地更新和替换故障情况较多的设备，而且会进行同步的建设工作，促进配电网的规范改造工作。

④在合适的时候在负饱和的地区添加分布式发电的并网容量，保证电网的安全工作的同时也有利于保证电力网络的经济性。在某些城市的外环区域，存在很多负荷接近饱和的现象。为了适应新增负荷的要求，增加的电源很容易被当地和投入过多的资金所限制，应该再规范地安设分布式发电，以此来减轻新增负荷的压力，这样的做法比升级电网体系的做法能够创造更多的经济效益。

3.2在外环以外的地区

通常情况下，外环以外的地区所用的电网都具备以下特征。第一，中压配电体系中电缆化率不高，配电的自动化程度比较低。而且中压配电体系无法充分适应N-1的要求，故障引起的停电时间会更长，而且可靠程度也比较低。第二，中压网络中的支线存在部分单辐射配电线路，电网存在可靠性薄弱点。针对该供电区域的特点，下一阶段的规划改进措施及建议如下：

①在现有基础上改造中压配电网络，提升中压配电网络的可靠性。因此，考虑电网的经济效益，在现有的网络基础上进行改造，增加电网薄弱点之问的联络，在负荷热点区域新建开关站，通过适当的网络优化、改接线路的方式对配网供电设备进行优化调整，在降低改造的成本的同时，又可以实现设备效益的最大化。

②逐步完善配网自动化一次、二次系统建设，提升配电网络智能化水平。由于外环以外区域配电线路供电半径较大，故障发生后赶赴现场和精确故障定位用时较长，高峰时刻停电对用户生产生活造成的影响较大。未来将根据线路的负载率和负荷重要程度逐步对中压配电网络进行改造，提升配电终端的“二遥”比例，在故障发生时加快事故处理的速度。

③建设电动汽车充换电站规划运行一体化系统，合理安排电动汽车充电电站位置，通过日前负荷预测和机组出力安排，实时发布电动汽车充电电价，将电动汽车变成电网实时运行的储能设备，实现削峰填谷。

④在农网中适当规划分布式发电电源布点，改善农网的电能质量，节约新增电源的投资。在郊环以外的区域适当规划分布式电源的布点，可以有效解决线路末端的低电压和农网供电电能质量偏低等问题。

结语

综上所述，随着现代化科学技术水平的提高，人们对于供电的要求标准也随之提高。同时，可持续发展的道路也要求人们运用新型的技术，调整能源结构，促进产业的发展等。因此，电力行业也开始低排放的生产，因此智能配电网是我国配电网前进的方向。在智能配电网中应用关键技术，有利于地区之间实现设备的共享。运用优化的电源接入布点与容量，来避免安全风险和故障。有利于配电网规划工作的经济效益的提高。

参考文献：

[1]林习艺.城市配电网规划两大关键技术研究[D].湖南大学，2014.

[2]张峰，张建华.基于网格化管理的城市中心区智能配电网规划研究[J].科技风，2013.

作者简介：

徐飞（1980.07.29），男，学历：沈阳化工大学硕士研究生，民族:汉籍贯：上海市职称：工程师

曾晋（1988.03.04），女，学历：华北电力大学北京电气工程及其自动化学士，民族:汉籍贯：湖北职称：工程师研究方向：城市配电网，