智能配電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀

一、智能配電網(wǎng)簡(jiǎn)述

智能電網(wǎng)，就是電網(wǎng)的智能化，它是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過(guò)先進(jìn)的傳感和測(cè)量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制方法以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標(biāo)，其主要特征包括自愈、激勵(lì)和包括用戶、抵御攻擊、提供滿足21世紀(jì)用戶需求的電能質(zhì)量、容許各種不同發(fā)電形式的接入、啟動(dòng)電力市場(chǎng)以及資產(chǎn)的優(yōu)化高效運(yùn)行。

近年來(lái)，智能電網(wǎng)這一新概念逐漸受到國(guó)內(nèi)外電力部門的青昧。智能電網(wǎng)主要是運(yùn)用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)以及新的智能化技術(shù)手段，將電力企業(yè)的各種設(shè)備、控制系統(tǒng)、生產(chǎn)任務(wù)及工作人員有機(jī)地聯(lián)系在一起，在一種“公共信息模型”的基礎(chǔ)上自動(dòng)收集和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，對(duì)供電系統(tǒng)的運(yùn)行及電力企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理進(jìn)行全面、深入的分析，客觀正確地優(yōu)化其資產(chǎn)管理和供電服務(wù)。智能電網(wǎng)包括智能發(fā)電、智能輸電、智能配電和智能變電4個(gè)部分。

智能配電網(wǎng)是智能電網(wǎng)的重要組成部分，可實(shí)現(xiàn)對(duì)微網(wǎng)的靈活控制，從而提高需求側(cè)的供電可靠性和管理水平。智能配電網(wǎng)的主要技術(shù)內(nèi)容有：

1)配電數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。

2)先進(jìn)的傳感測(cè)量技術(shù)，如光學(xué)或電子互感器、架空線路與電纜溫度測(cè)量、電力設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)、電能質(zhì)量測(cè)量等技術(shù)。

3)先進(jìn)的保護(hù)控制技術(shù)。

4)高級(jí)配電自動(dòng)化。

5)高級(jí)測(cè)量體系，是一個(gè)使用智能電表通過(guò)多種通信介質(zhì) ,按需或以設(shè)定的方式測(cè)量、收集并分析用戶用電數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。

6) DER 并網(wǎng)技術(shù) ,包括 DER 在配電網(wǎng)的“即插即用”以及微網(wǎng)兩部分技術(shù)內(nèi)容。

7) DFACTS是柔性交流輸電(FACTS)技術(shù)在配電網(wǎng)的延伸 ,包括電能質(zhì)量與動(dòng)態(tài)潮流控制兩部分內(nèi)容。

8) 故障電流限制技術(shù)，指利用電力電子、高溫超導(dǎo)技術(shù)限制短路電流的技術(shù)。

二、智能配電網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)狀

智能電網(wǎng)具備強(qiáng)大的資源優(yōu)化配置能力和更加穩(wěn)定的運(yùn)行水平，并能適應(yīng)和促進(jìn)新能源的發(fā)展。目前我國(guó)電力輸送能力不足，新能源的并網(wǎng)難度也較高，發(fā)展智能電網(wǎng)有助于解決這些問(wèn)題。

我國(guó)的智能電網(wǎng)研究起步相對(duì)較晚，結(jié)合我國(guó)的電網(wǎng)和能源利用的實(shí)際情況，從大電網(wǎng)和中低壓電網(wǎng)2個(gè)角度同時(shí)切入，提出“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”的目標(biāo)。國(guó)家電網(wǎng)計(jì)劃分三個(gè)階段逐步推動(dòng)智能電網(wǎng)的建設(shè)工作。第一階段(2009～2010年)，規(guī)劃試點(diǎn)階段，重點(diǎn)開(kāi)展智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃工作，制定技術(shù)和管理標(biāo)準(zhǔn);第二階段(2011～2015年)，全面建設(shè)階段，加快特高壓電網(wǎng)和城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設(shè)，初步形成智能電網(wǎng)運(yùn)行控制和互動(dòng)服務(wù)體系，關(guān)鍵技術(shù)和裝備實(shí)現(xiàn)重大突破和廣泛應(yīng)用;第三階段(2016～2020年)，引領(lǐng)提升階段，全面建成統(tǒng)一的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)，技術(shù)和裝備達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。分布式能源實(shí)現(xiàn)“即插即用”，智能電表普及應(yīng)用。

智能配電系統(tǒng)三大目標(biāo)：安全可靠、優(yōu)質(zhì)高效、靈活互動(dòng)。智能電網(wǎng)中配電環(huán)節(jié)的重點(diǎn)工程包括：配電網(wǎng)網(wǎng)架建設(shè)和改造、配電自動(dòng)化試點(diǎn)和實(shí)用化、關(guān)聯(lián)和整合相關(guān)的信息孤島、分布電源的接入與控制和配用電系統(tǒng)的互動(dòng)應(yīng)用等。為了滿足用戶對(duì)供電可靠性、電能質(zhì)量及優(yōu)質(zhì)服務(wù)的要求，滿足分布式電源、集中與分布式儲(chǔ)能的無(wú)擾接入，未來(lái)電網(wǎng)中傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)運(yùn)行模式和管理方法亟待改善;智能配電網(wǎng)絡(luò)是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的基石，堅(jiān)強(qiáng)在特高壓，智能在配電網(wǎng)。

目前國(guó)家電網(wǎng)公司編制的《智能電網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備(系統(tǒng))研制規(guī)劃》和《智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系規(guī)劃》已出臺(tái)，此舉為大批進(jìn)軍智能電網(wǎng)的設(shè)備企業(yè)指明了產(chǎn)品方向。預(yù)計(jì)智能電網(wǎng)總投資規(guī)模接近4萬(wàn)億元，強(qiáng)大的市場(chǎng)背景將帶動(dòng)電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度等多個(gè)環(huán)節(jié)的大力發(fā)展，為相關(guān)的一次與二次設(shè)備制造商帶來(lái)了難得的發(fā)展機(jī)遇。

智能配電網(wǎng)技術(shù)的開(kāi)發(fā)正在全國(guó)如火如荼的展開(kāi)，各級(jí)電力部門都為實(shí)現(xiàn)智能化積極部署。如2011年05月由陜西省地電集團(tuán)聯(lián)合國(guó)內(nèi)5家電力設(shè)備制造尖端企業(yè)共同發(fā)起組建的“智能配電網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”在陜西正式成立。該聯(lián)盟由從事智能配電網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、研發(fā)、應(yīng)用單位以及相關(guān)企事業(yè)單位共同組成，是非營(yíng)利性、松散、開(kāi)放的非法人行業(yè)聯(lián)盟組織，也是迄今國(guó)內(nèi)智能配電網(wǎng)領(lǐng)域首個(gè)戰(zhàn)略聯(lián)盟。推動(dòng)我國(guó)智能電網(wǎng)的發(fā)展。

三、智能配電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展

配電網(wǎng)從傳統(tǒng)的供方主導(dǎo)、單向供電、基本依賴人工管理的運(yùn)營(yíng)模式向用戶參與、潮流雙向流動(dòng)、高度自動(dòng)化的方向轉(zhuǎn)變。隨著我國(guó)配電網(wǎng)建設(shè)的進(jìn)展 ,將產(chǎn)生越來(lái)越明顯的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益 ,主要以下 3 個(gè)方面。

1) 實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的最優(yōu)運(yùn)行 ,達(dá)到經(jīng)濟(jì)高效。配電網(wǎng)應(yīng)用先進(jìn)的監(jiān)控技術(shù) ,對(duì)運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并優(yōu)化管理 ,降低系統(tǒng)容載比并提高其負(fù)荷率 ,使系統(tǒng)容量能夠獲得充分利用 ,從而可以延緩或減少電網(wǎng)一次設(shè)備的投資 ,產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2) 提供優(yōu)質(zhì)可靠電能，保障現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。配電網(wǎng)在保證供電可靠性的同時(shí) ,還能夠?yàn)橛脩籼峁M足其特定需求的電能質(zhì)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(shè)備的正常運(yùn)行、為現(xiàn)代社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供可靠?jī)?yōu)質(zhì)的電力保障。

3) 推動(dòng)新能源革命，促進(jìn)環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展。傳統(tǒng)的配電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、保護(hù)控制與運(yùn)行管理方式基本上不考慮 SER 的接入 ,而且為不影響配電網(wǎng)的正常運(yùn)行 ,現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)或運(yùn)行導(dǎo)則對(duì)接入的DER 的容量及其并網(wǎng)點(diǎn)的選擇都做出了嚴(yán)格的限制 ,制約了分布式發(fā)電的推廣應(yīng)用。SDG具有很好地適應(yīng)性 ,能夠大量地接入DER并減少并網(wǎng)成本,極大地推動(dòng)可再生能源發(fā)電的發(fā)展,大大降低化石燃料使用和碳排放量,在促進(jìn)環(huán)保的同時(shí),實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)方式與能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。

在能源需求不斷增長(zhǎng)、新技術(shù)不斷發(fā)展融合以及環(huán)保呼聲日益高漲的今天，智能電網(wǎng)已成為電力工業(yè)的必然要求，也成為世界各國(guó)應(yīng)對(duì)未來(lái)挑戰(zhàn)的共同選擇。對(duì)中國(guó)來(lái)說(shuō)，智能電網(wǎng)對(duì)未來(lái)可持續(xù)發(fā)展更為關(guān)鍵和必要。

歸結(jié)智能配電網(wǎng)為環(huán)境要求、市場(chǎng)、安全與電能質(zhì)量三方面的共同作用。著重對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行升級(jí)換代，建立橫跨四個(gè)時(shí)區(qū)的統(tǒng)一電網(wǎng);最大限度發(fā)揮電網(wǎng)的價(jià)值和效率，逐步實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮艿慕y(tǒng)一入網(wǎng)管理;全面推進(jìn)分布式能源管理，創(chuàng)造世界上最高的能源使用效率，建造具有中國(guó)特色的智能電網(wǎng)，是未來(lái)中國(guó)電力發(fā)展的方向。

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