浅析智能配电网的运行与管理方法

　　摘 要：文章通过工程实践，主要阐述了智能配电网的概念与特点，以及智能配电网的新技技术的发展。从而针对智能配电网运行与管理的方法进行了分析，旨在不断提高智能配电网的自愈性能及电网的运行效率和供电可靠性，从中也提出了对于用户需求侧的监督与管理，这样才能达到电网与用户的双赢局面。

　　关键词：智能电网 智能配电网 运行　管理

　　Abstract: in this paper, through the engineering practice, mainly expounds the concept and characteristic of intelligent power distribution network, and intelligent distribution network of the development of the technology of the new technology. In the light of intelligence and power distribution network operation and management of the method is analyzed, aims to improve intelligence from the distribution network performance and power grid operation efficiency and power supply reliability, and it also puts forward for users of the demand side management and supervision, such ability to power grid and users of a win-win situation.

　　Keywords: smart grid intelligent distribution network operation management

　　中图分类号：U665.12 文献标识码：A 文章编号：

　　1 智能配电网的概念及特点

　　智能配电网(Smart Distribution Automation)是智能电网(Smart Grid) 中配电网部分的内容。智能配电网应以配电网及相关资产为中心，针对配电网的设计建造、运行维护、综合利用自动化技术、信息技术以及现代管理技术，从而达到提高设备利用率、提高电能质量、提高电网运行效率等目标。

　　与传统配电网相比，智能配电网更多的考虑了发电侧，尤其是分布式发电的效率和效益的要求，以及用电侧对于供电可靠性和电能质量的要求。在此基础上更强调了电网企业自身的设备利用率以及运行稳定性与效率相结合等问题，其中既有技术方面的问题，如分布式发电如何并网等问题，又有管理方面的问题，如何与用户更好的合作，建立更加完善的配电市场，实现更符合双方利益的负荷需求特性。

　　2 智能配电网的新技术的发展与作用

　　目前，我国智能配电网的关键技术和组成包括以下几个方面：

　　(1)开放式的能量与通讯系统(IECSA)。IECSA集成了数据通讯与智能设备，实现了电网、用户信息的交换。

　　(2)分布式能源。分布式能源可以提高发电和电网的效率，降低损耗，但相应的需要分布式能源的辅助支撑。

　　(3)用户入口。用户入口是使用户参与到电网和电能利用和控制的窗口，通过用户入口，用户可以自行选择服务。通过自行读取电能使用量与价格，客户可以有针对性地调整自身的用电方案，从而解决电网的用户需求侧管理问题。而电能质量、功率因数和电压的监测也为电能质量的保证提供条件。

　　目前，我国智能配电网面临着一定的要求和挑战，主要表现在以下几个方面：

　　(1)技术和经济性双重约束条件，即如何在提高供电可靠性和电能质量的同时实现节能降耗。节能降耗是配电网的传统问题，在新的技术条件下，为运行人员提供了实时信息与决策分析工具，新的网络托扑和智能器件也为运行人员提供了更多的决策选择。

　　(2)分布式能源的有效接入。在智能配电网条件下，分布式能源不再局限于分布式发电，还包括分布式储能与用户需求侧管理。这就要求智能配电网不但具有更加灵活的网络，还需要更具适合性的继电保护方案和电压、电流控制方案。

　　(3)提高电网的利用效率。这包括设备利用率以及电能利用率。设备利用率方面，可以通过状态监测与检修加以提升，更需要电网在故障后自愈性能的提高。电能利用率方面，则需要与用户合作，通过更有弹性、更符合用户利益与需求的负荷与定价机制，提高用户的积极性和可控性。

　　3 智能配电网的运行与管理的方法

　　智能配电网的运行和管理与传统配电网相似，但更灵活的组网和拓扑为电网运行提出了更高的要求，分布式电源的接入提高了网络的复杂性。本文仅针对智能配电网与传统电网的不同点进行探讨。

　　(1)对分布式能源的管理。分布式能源中，分布式发电和分布式储能以及其所发展出的微电网，为配电网的负荷潮流、故障时的故障电流流动方向都产生了广泛的影响。传统配电网中不存在电源，只是从输变电网络中获取电能传送到用电侧，其结构一般为简单辐射性网络，一旦配电线路发生故障，则整条线路的用户停电。分布式能源的出现，解决了这一问题。在配电线路出现故障的情况下，由分布式发电提供电能，或者有分布式储能短时提供电能，在线路维修完成后再切换到系统电源，保障了用户的可靠用电，当然这需要用户的配合，需求侧管理便是解决这一问题。分布式电源往往不能满足全部用户的需要，其提供的替代电能能否满足用户对电能质量的要求也需要用户来决定。

　　(2)提高智能配电网的自愈性能。自愈是智能电网的重要特点，也是智能配电网中提高供电可靠性的关键。当前的电网运行中，因管理和计划检修因素导致的停电次数与时间都大幅缩短，而故障情况并非计划内的，往往难以做到快速的解决问题恢复供电。自愈性能是指电网自动的恢复故障停电的能力，当配电线路出现故障时，现有的继电保护会首先跳闸切出故障，继而启动重合闸。如果故障为瞬时性故障，则重合成功，恢复供电，如果故障为永久性故障。则重合不成功，需要由人员确定故障性质与位置，来决定采取进一步的措施。对于永久性故障，重合会导致系统承受冲击。而分布式能源的引入，会在瞬时故障的故障点产生潜供电流，降低了重合闸的成功率。在智能配电网条件下，可以采用的方案为智能重合闸，智能重合闸可以自行分辨故障性质为瞬时性还是永久性、瞬时性故障自动重合。永久性故障不重合闸，这样就避免了永久性故障条件下盲目重合所带来的冲击。另一方面则需要灵活的网络拓扑和分布式电源来解决，即在传输路径出现故障无法恢复时，采用其他线路，备用电源提供电能来解决。

　　(3)对用户侧的监督与管理。对用户的监管，首先要为用户提供一个了解电网和电能使用状况的窗口，即用户入口。用户通过这一窗口了解到自身用电状况后，会主动参与到电网的运行中。此时就需要电网与用户有效沟通建立起既符合电网运行效率，又有利于用户的方案。这里的用户既包含：省市区政府机关、军区司令部等特级重要用户，也包括大型医院、大型商场、高层写字楼、工厂等大用户及居民家庭用户等。电能具有即发即用、不能大量存储的特点，导致了电网企业和发电企业不得不投入大量的资金和资源来维持最高用电量时的电能供应。从电网的角度，如果能够引导用户错峰用电，达到削峰平谷的目的，就可以节省大量的资源，也避免了大量电能的浪费。

　　4 智能配电网在运行与管理中的应用

　　本文以耗电量高的炼钢厂为例，对智能配电网在运行与管理中的应用要点进行分析。

　　本炼钢厂的电能所占费用是其成本的重要组成，并且会导致所在供电范围内电能质量的大幅降低，带来严重的谐波污染。针对这一情况，我们做出了以下的运行与管理措施：

　　(1)如果能设定合理的低费用区段，则用户会自觉在这一时间段用电，从而减少自身的用电费用。而电网公司也避免了建设过多的输电设备来满足其需要，节省下来的资金可以为炼钢厂建设专门的变电站和线路，从而提高了供电质量，达到了用户与电网的双赢。

　　(2)对于不便于在夜间等低用电负荷时段作业的企业，可以由用户来选择提供服务的种类，选择全天统一电费可能更符合他们的利益。

　　(3)对于会严重影响供电质量的企业，予以适当的惩罚。可以激励企业进行改进，从而提高功率因数与谐波系数等，在用户侧更方便调整的电能质量参数。

　　5 结束语

　　综上所述，通过智能配电网的运行与管理分析，不仅提高智能配电网的自愈性能，而且提高电网的运行效率和供电可靠性。在用户需求侧监督与管理方面，也达到了电网与用户的双赢的局面。智能配电网的运行与管理，需要结合电网运行的实际尤其是网络拓扑的状况，在采用新技术的同时提高运行管理水平，以用户的满意和电网的效益为目标，才能实现智能配电网规划设计与建设的初衷。

　　参考文献

　　[1]肖世杰.构建中国智能电网技术思考[J].电力系统自动化2009.(09)

　　[2]刘振亚.智能电网技术[J].北京：中国电力出版社，2010.

　　[3]谢邦鹏，沈光敏，孙阳盛.智能配电网中的继电保护工作展望[J].上海电力，2010，23(3)：199-204

　　[4]于旭东，赵宇海，何平.分布式发电对继电保护的影响分析[J].吉林电力，2009，37(4)：8-10