智慧型配電網

智慧型配網是智慧型電網的關鍵環節之一。通常10kV及以下的電力網路屬於配電網路，配電網是整個電力系統與分散的用戶直接相連的部分

基本介紹

• 中文名：智慧型配電網
• 類型：配電網
• 產品性質：智慧型配電
• 功能：提供更高的電能質量

功能特徵

與傳統的配電網相比 ,SDG具有以下功能特徵。

1) 自愈能力。

2) 具有更高的安全性。

3) 提供更高的電能質量。

4) 支持 DER 的大量接入。

5) 支持與用戶互動。

6) 對配電網及其設備進行可視化管理。

7) 更高的資產利用率。

8) 配電管理與用電管理的信息化。

主要技術內容

1) 配電數據通信網路。

2) 先進的感測測量技術 ,如光學或電子互感器、架空線路與電纜溫度測量、電力設備狀態線上監測、電能質量測量等技術。

3) 先進的保護控制技術,包括廣域保護、自適應保護、配電系統快速模擬仿真、網路重構等技術。

4) 高級配電自動化。

5) 高 級 量 測 體 系 ( Advanced MeteringArchitecture ,AMA)是一個使用智慧型電錶通過多種通信介質 ,按需或以設定的方式測量、收集並分析用戶用電數據的系統。

6) DER 併網技術 ,包括 DER 在配電網的“即插即用”以及微網(Micro Grid)兩部分技術內容。

7) DFACTS是柔性交流輸電(FACTS)技術在配電網的延伸 ,包括電能質量與動態潮流控制兩部分內容。

8) 故障電流限制技術 ,指利用電力電子、高溫超導技術限制短路電流的技術。

行業發展

智慧型配網是智慧型電網的關鍵環節之一。通常110kV及以下的電力網路屬於配電網路，配電網是整個電力系統與分散的用戶直接相連的部分。智慧型配網系統是利用現代電子技術、通訊技術、計算機及網路技術，將配電網線上數據和離線數據、配電網數據和用戶數據、電網結構和地理圖形進行信息集成，實現配電系統正常運行及事故情況下的監測、保護、控制、用電和配電管理的智慧型化。

智慧型配網系統配用電自動化系統由主站、通信系統、自動化監控終端設備三大部分構成，形成一個完整的信息傳輸與處理系統，實現對配電網運行的遠程管理。對於智慧型配網系統來說，三大部分中通信系統是實現數據傳輸的關鍵和核心，通信系統將主站的控制命令準確地傳送到眾多的遠方終端，且將遠方設備運行狀況的數據信息收集到控制中心。智慧型配網通信系統可由多種通信方式組成，主要採用光纖和電力載波通信方式。

自動化監控終端設備包括饋線終端設備（FTU）、配變終端設備（TTU）、開閉所終端設備（DTU）等。

過去的幾年，智慧型配網項目和技術在一直走在智慧型電網普及的最前端。隨著全球範圍內主要國家智慧型電網建設的實施，各國政策和資金投入的加大，智慧型配網市場未來將迅速增長。其中，已開發國家以原有的配網設備更新換代需求為主，開發中國家以新建智慧型配網系統需求為主。全球智慧型配網市場規模將由2010年的25億美元發展到2015年的95億美元，年均複合增長率超過30%。

我國的智慧型配網目前還處在起步階段，目前國內城市配網饋線自動化率不足10%，仍處在剛剛開始試點和初步建設的階段。隨著國家加大智慧型電網建設，智慧型配網將成為我國電力行業新一輪的投資重點，未來市場空間廣闊。配網自動化從2009年開始啟動，從最開始的五個試點城市擴充到2012年的40多個城市。根據國家電網規劃，由於試點城市的饋線率、供電可靠性均有明顯改善，全國總計約有300個城市將在十二五期間啟動配網自動化建設。“十二五”期間按配網智慧型化率達到40%測算配電智慧型化終端和主站的總市場容量將分別達到230億元和36億元左右，總市場容量接近280億元。未來幾年配電自動化增長潛力巨大。

建設網站意義

SDG將使配電網從傳統的供方主導、單向供電、基本依賴人工管理的運營模式向用戶參與、潮流雙向流動、高度自動化的方向轉變。隨著我國DG建設的進展 ,將產生越來越明顯的經濟效益與社會效益 ,主要以下 3 個方面。

1) 實現配電網的最優運行 ,達到經濟高效。DG套用先進的監控技術 ,對運行狀況進行實時監控並最佳化管理 ,降低系統容載比並提高其負荷率 ,使系統容量能夠獲得充分利用 ,從而可以延緩或減少電網一次設備的投資 ,產生顯著的經濟效益和社會效益。

2) 提供優質可靠電能 ,保障現代社會經濟的發展。SDG在保證供電可靠性的同時 ,還能夠為用戶提供滿足其特定需求的電能質量;不僅可以克服以往故障重合閘、倒閘操作引起的短暫供電中斷 ,而且可以消除電壓聚降、諧波、不平衡的影響 ,為各種高科技設備的正常運行、為現代社會與經濟的發展提供可靠優質的電力保障。

3) 推動新能源革命 ,促進環保與可持續發展。傳統的配電網的規劃設計、保護控制與運行管理方式基本上不考慮 SER 的接入 ,而且為不影響配電網的正常運行 ,現有的標準或運行導則對接入的DER 的容量及其併網點的選擇都做出了嚴格的限制 ,制約了分散式發電的推廣套用。SDG具有很好地適應性 ,能夠大量地接入DER並減少併網成本,極大地推動可再生能源發電的發展,大大降低化石燃料使用和碳排放量,在促進環保的同時,實現電力生產方式與能源結構的轉變。

配電網單相接地故障定位方法

配電網發生單相接地故障後，容易造成兩點或者多點接地短路，進一步破壞系統的安全運行，所以必須儘快查找並排除故障。隨著配電網規模的不斷擴大、用戶對供電質量要求的不斷提高，單相接地故障定位方法應該能夠快速、正確、自動地確定故障分支，並進一步確定故障點。

在傳統的單相接地故障定位過程中，配電網一般採用逐條線路拉閘停電的方法來確定故障線路，在選出故障線路後，再派工作人員到現場沿線查找故障位置，然後排除故障，這種方法由於人工的介入，所需的定位時間比較長，難以適應人們對配電網自動化水平的新要求。為了滿足配電網自動化水平的要求，國內外的專家、學者投入了大量的人力、物力和財力來研究單相接地故障的定位方法，已經取得了不少的研究成果。

面臨的挑戰

世界政治經濟形勢和能源發展格局發生深刻變化，能源革命的序幕已經開啟。電網的功能定位受到重新審視，除電力輸送等傳統功能之外，電網更是資源最佳化配置的載體，是現代綜合運輸體系和網路經濟的重要組成部分，是國家巨觀調控的重要手段。在當今世界新一輪能源革命中，電力居於中心位置，電網的發展面臨著前所未有的機遇與挑戰。

技術的現狀

智慧型電網具備強大的資源最佳化配置能力和更加穩定的運行水平，並能適應和促進新能源的發展。目前我國電力輸送能力不足，新能源的併網難度也較高，發展智慧型電網有助於解決這些問題。

我國的智慧型電網研究起步相對較晚，結合我國的電網和能源利用的實際情況，從大電網和中低壓電網2個角度同時切入，提出“堅強智慧型電網”的目標。國家電網計畫分三個階段逐步推動智慧型電網的建設工作。第一階段(2009～2010年)，規劃試點階段，重點開展智慧型電網發展規劃工作，制定技術和管理標準;第二階段(2011～2015年)，全面建設階段，加快特高壓電網和城鄉配電網建設，初步形成智慧型電網運行控制和互動服務體系，關鍵技術和裝備實現重大突破和廣泛套用;第三階段(2016～2020年)，引領提升階段，全面建成統一的堅強電網，技術和裝備達到國際領先水平。分散式能源實現“即插即用”，智慧型電錶普及套用。

智慧型配電系統三大目標：安全可靠、優質高效、靈活互動。智慧型電網中配電環節的重點工程包括：配電網網架建設和改造、配電自動化試點和實用化、關聯和整合相關的信息孤島、分布電源的接入與控制和配用電系統的互動套用等。為了滿足用戶對供電可靠性、電能質量及優質服務的要求，滿足分散式電源、集中與分散式儲能的無擾接入，未來電網中傳統的配電系統運行模式和管理方法亟待改善;智慧型配電網路是堅強智慧型電網的基石，堅強在特高壓，智慧型在配電網。

國家電網公司編制的《智慧型電網關鍵設備(系統)研製規劃》和《智慧型電網技術標準體系規劃》已出台，此舉為大批進軍智慧型電網的設備企業指明了產品方向。預計智慧型電網總投資規模接近4萬億元，強大的市場背景將帶動電力系統發電、輸電、變電、配電、用電和調度等多個環節的大力發展，為相關的一次與二次設備製造商帶來了難得的發展機遇。

技術的發展

配電網從傳統的供方主導、單向供電、基本依賴人工管理的運營模式向用戶參與、潮流雙向流動、高度自動化的方向轉變。

1) 實現配電網的最優運行 ,達到經濟高效。

2) 提供優質可靠電能，保障現代社會經濟的發展。

3) 推動新能源革命，促進環保與可持續發展。傳統的配電網的規劃設計、保護控制與運行管理方式基本上不考慮 SER 的接入 ,而且為不影響配電網的正常運行 ,現有的標準或運行導則對接入的DER 的容量及其併網點的選擇都做出了嚴格的限制 ,制約了分散式發電的推廣套用。SDG具有很好地適應性 ,能夠大量地接入DER並減少併網成本,極大地推動可再生能源發電的發展,大大降低化石燃料使用和碳排放量,在促進環保的同時,實現電力生產方式與能源結構的轉變。

在能源需求不斷增長、新技術不斷發展融合以及環保呼聲日益高漲的今天，智慧型電網已成為電力工業的必然要求，也成為世界各國應對未來挑戰的共同選擇。對中國來說，智慧型電網對未來可持續發展更為關鍵和必要。

歸結智慧型配電網為環境要求、市場、安全與電能質量三方面的共同作用。著重對電網進行升級換代，建立橫跨四個時區的統一電網;最大限度發揮電網的價值和效率，逐步實現太陽能、風能、地熱能的統一入網管理;全面推進分散式能源管理，創造世界上最高的能源使用效率，建造具有中國特色的智慧型電網，是未來中國電力發展的方向。