基于智能配电网关键技术的城市配电网规划分析

基于智能配电网关键技术的城市配电网规划分析

王志强  刘晓玲

内蒙古电力(集团)有限责任公司薛家湾供电分公司 内蒙古鄂尔多斯 010300

摘要：随着中国城镇化进程的加快,能源供给不仅关系到城市发展质量,而且影响着人们的日常生活,只有科学合理的城市电网规划才能满足社会日益增长的需求。然而,缺乏长期规划和现有电网开发的高投资成本阻碍了企业电力供应能力的进一步发展。因此,本文建议将智能配电网技术应用于城市配电网规划,以提高电网规划建设的预测性和智能化水平。

关键词：智能配电网；关键技术；配电网规划；

引言

电网管理模式不断变革，但传统配网运维管理不够精益，运维模式仍未扭转。因此，制定新型配网运维模式，基于“互联网+”和“智能化改造”构建智能配电网自主高效运维管理体系，完善人员管理方案，提升工作安全质量及效率，确保配网安全可靠运行。

1智能配电网现状

随着近年来电力市场的开放和各种电力消费需求的出现,储能发电厂、电动汽车充电站、分布式能源、微电网等设备大规模并网,这就要求更高的安全性、可靠性和适应性。要充分利用计算机技术和现代传感器,实现对各个设备的综合感知,利用通信技术连接电网各个部分,通过对电网运行情况的分析,做出最佳决策,实现电网配电的安全性、可靠性和适应性,有效消除可再生能源的产生,提高能源利用率。智能配电网以电网运行状态、设备运行状态和不断变化的环境条件为基础,以标准化、统一的公共信息模式为基础,以混合网络通信和信息安全为保障,通过智能配电网自动化技术、智能配电网激活优化控制、灵活高效运行维护,适应快速发展的多重负荷,满足客户多样化的需求。

2在城市配电网规划中应用智能配电网技术的关键

2.1分布式光伏发电

太阳能是地球资源的一种，是太阳能内部氢原子聚变后向地面辐射的能源，地球每时每刻都接受着太阳能。光伏发电技术是将太阳能通过电池半导体材料，利用光伏效应转化为电能的技术。现阶段，光伏发电技术相对成熟。广义上，可以将光伏发电分为并网和离网两种形式，目前国内外多使用并网分布式光伏发电。通常，分布式光伏发电系统无储能功能，需要与公共配电网相连，向配电地区输送电力。分布式光伏发电系统通过中压、低压线路给用户输送电力，如果输送电力大于所需电力，系统会通过公共连接点将剩下的电能输送到公共配电网；如果输送电力小于配电地区所需电力，公共配电网需要向相应地区输送电力。在脱网模式下这种输电形式难以运行，目前其被广泛运用在建筑光伏发电系统中。现实生活中也有具备储能功能的光伏发电系统，这种系统在脱网之后也可以输送电能，主要用于低压用户侧。

2.2配电自动化

电网系统的日益庞大，其涉及到的电力设备众多，配网线路设计日益复杂。随着科学技术的不断发展，对电网系统进行自动化建设对电网系统有着非常重要的作用。配电自动化技术主要包括配电信息主站、网络通讯设备以及数据采集终端。配电信息主站主要是通过将数据采集装置的数据进行汇总，然后利用内部设定的相关算法进行统计分析，对比目前配电网运行状态以及电网电力参数的稳定性，以实现在主站界面上进行显示的目的，方便电力企业的工作人员能够实时对配电网的状态进行了解，当统计分析出现问题时，能够及时启动报警装置，分析故障类型和确定故障点位置，提高电力企业工作人员的运维效率。网络通讯设备是配电自动化数据信息传递的载体，通过网络通讯设备能够实现主站指令下达到终端设备，还可以将终端设备的采集的数据值传递到主站，同时能够保证数据信息传递的准确性和精确性。数据采集终端是利用相应的传感器对电网的参数信息或者是电力设备周围环境信息进行监测，将检测到的信息转换为电信号，传输到主站以供实时监控。

2.3智能配电网通信

随着社会和经济的快速发展,智能配电网必须为存储电站,电动汽车,分布式能源和微电网设备等新业务提供高质量,高质量的服务手段。智能配电网是智能电网的重要组成部分之一,其实现的基本条件之一是智能配电通信网。智能配电网的设计原则是采用安全可靠、先进、经济合理的通信技术,满足智能配电网对配电网当前和未来的需求。智能配电通信网主要的通信技术采用同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）光纤传输技术和以太网无源光网络（Ethernet Passive Optical Net－work，EPON）传输技术。SDH光端机容量较大，一般是16E1到4032E1。E1（2M）通道指建立在光纤传输系统上的、为传输继电保护和稳控装置信号提供复用的电信号通道；保护装置和稳控装置发出信号需要经过规定的接口传送给复用设备（通常是MSTP设备），然后经复用设备传输至对端站点。SDH光纤传输技术主要作为配电网中110kV变电站、35kV变电站之间的通信方案，为站端之间的继电保护和稳控装置信号提供可靠的通信通道，但是SDH光纤传输系统涉及设备较多，设备及站端之间的光缆投资较大，运维压力较大。

2.4AMI测控

AMI是AMR技术的更新版本,在AMI系统中最具代表性的是智能计数器,反向传输和测量控制系统。AMI技术不仅涵盖了AMR技术的全部功能,还包括以下高质量应用。(1) AMI技术可以实现对配电网断电、通信业务连接、断电、读取等高级功能的双向通信。(2)借助AMI系统,可实现测量点的自动记录和关联。此外,如果网络出现故障,AMI 系统会自动重组,以便尽快恢复通信。(3) 电力供应商使用 AMI 技术与计算机和其他电力生产系统进行内部通信。AMI与配电网络管理相结合,可以有效提高电网效率,优化分配可用能源。

2.5数据仓库

在智能配电系统中,来自电力系统的数据通常不是集中传输,而是多样化。因此,从大量数据中提取有用的数据并开发更高效的电力系统安全运行解决方案是智能配电网络的重要先决条件。数据存储技术是供电企业在数据处理中经常使用的一种技术,它包括以下三个应用领域:(1)数据采集。从系统中收集和提取有价值的数据。(2)数据变化。收集的数据是主要对象,并根据相关要求进行转换,以实现其他形式的数据应用。在此期间,有必要有效地识别和处理来自数据源的错误信息。(3)数据输入。数据经过分析和处理后,需要加载到数据源系统中,这意味着对数据进行科学分类,为智能电网的安全运行提供可靠的数据支持。

3未来智能配电业务发展

未来以互联网技术为核心,以智能为方向,以“大数据、云计算、物联网、移动互联”等技术为基础,现代信息通信技术、设备状态监测技术、智能机器人技术等诸多新技术与传统运输检验业务相结合,以适应电网的快速发展交通管理和技术变革。未来配电网络的新业务领域包括:精确负荷控制,智能配电自动化,智能检查员,无人机巡逻,智能检查机器人,在线监控终端和停电检测器。未来的智能配电业务对通信网络的要求是安全可靠、超低延迟、大规模接入、友好交互、高频采集、视频数据等多种多样的要求。

结束语

随着智能配电网的发展，安全可靠性高、超低时延、大规模及大带宽的要求将会是未来智能配电业务对通信网承载能力提出的新挑战，智能配电业务中的对网络安全性、通信时延要求高的控制类和调度类业务使用光纤通信为主。全面满足多种业务接入需求，促进国家电网公司综合能源服务水平的提升，有效支撑电网智能化。

参考文献

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