智能配电网与AVC技术的应用与发展

智能电网的建设中，智能配电网应当是建设重点，这是由智能配电网在智能电网中的重要地位决定的。智能配电网是智能电网的重要组成部分，关系到我国电网的智能化是否能够顺利实现。

1.智能配电网概念

智能配电网就是以配电网高级自动化技术为基础，通过应用和融合先进的测量和传感技术、控制技术、计算机和网络技术、信息与通信等技术，利用智能化的开关设备、配电终端设备，在坚强电网架构和双向通信网络的物理支持以及各种集成高级应用功能的可视化软件支持下，允许可再生能源和分布式发电单元接入和微网运行，鼓励各类不同电力用户积极参与电网互动，以实现配电网在正常运行状态下完善的监测、保护、控制、优化和作正常运行状态下的自愈控制，最终为电力用户提供安全、可靠、优质、经济、环保的电力供应和其他附加服务。

智能配电网主要由主站系统、子站系统、通信系统、配电远方终端组成。通过应用配电网运行自动化技术、管理自动化技术、用户自动化技术、分布式电源并网控制技术、定制电力技术等，对配电网各个环节、模块和设备进行智能化。同时结合地理信息系统应用，实现正常情况下配电网与电力系统各个环节的协调和优化运行以及故障情况下的快速定位、隔离、恢复、负荷转移等功能，从而为用户提供优质可靠的电能，为电力企业提供便捷、高效的管理平台和途径，提高配电网的综合自动化水平、管理水平和电力市场化水平，进而实现电力企业管理者、电力用户、系统运行操作的协调和统一，其架构如图6-7所示。

2.智能配电网的特征

与传统的配电网相比较，智能配电网具有如下特征：

1）更高的供电可靠性。具有抵御自然灾害和外部破坏的能力，能够进行电网安全隐患的实时预测和故障的智能处理，最大限度地减少配电网故障对用户的影响。在主网停电时，应用分布式发电、可再生能源组成的微网系统保障重要用户的供电，实现真正意义上的自愈。

图6-7 智能配电网框架

2）更优质的电能质量。利用先进的电力电子技术、电能质量在线监测和补偿技术，实现无功电压的优化控制，保证电压合格，实现对电能质量敏感设备的不间断、高质量、连续性供电。

3）更好的兼容性。支持在配电网接入大量的分布式发电单元、储能装置、可再生能源，与配电网实现无缝隙连接，实现“即插即用”，支持微网运行，有效地增加了配电网运行的灵活性和对负荷供电的可靠性。

4）更强的互动能力。通过智能仪表和用户通信网络，支持用户需求响应，积极创造条件让拥有分布式发电单元的用户在用电高峰时向电网送电，为用户提供更多的附加服务，实现从以电力企业为中心向以用户为中心的转变。

5）更高的电网资产利用率。有选择地实时、在线监测主要设备状态，实施状态检修，延长设备使用寿命；支持配电网快速仿真和模拟，合理控制潮流，降低损耗，充分利用系统容量；减少投资，减少设备折旧，使用户获得更廉价的电力。

6）集成的可视化管理平台。实时采集配电网及其设备运行数据，实时运行数据与离线管理数据高度融合、深度集成，实现设备管理、检修管理、停电管理以及用电管理的信息化，为运行人员提供高级分析和辅助决策的图形界面。

3.智能配电网的功能要求

要保证配电网安全、可靠、经济地运行和向用户供电，不仅需要有电力网络和通信网络的物理支持，还需要有集成各种高级应用功能的软件支持。

1）从网架结构上来讲，智能配电网应该具有可靠而灵活的分层、分布局的拓扑，满足配电系统运行控制、故障处理、系统通信的要求。

2）从运行控制上来讲，智能配电网应该既具有正常运行时实时可靠地系统监视、隐患预测、智能调节、优化运行的能力，又具有系统非正常运行时的预防校正、紧急恢复、检修维护控制能力。(www.xing528.com)

3）从通信上来讲，智能配电网应该具有建立在开放的通信架构和统一的技术标准基础之上的高速、双向、集成的通信网络设施，以实现电力流、信息流、业务流的一体化统一。

4）从软件组成上来讲，智能配电网应该是基于Unix、Windows NT平台的完整系统，高度集成SCADA、PAS、DA、GIS、DMS，既能满足配电系统安全运行的要求，又能满足各类用户方便使用的要求。

4.智能配电网发展目标

智能配网的发展目标主要有以下几个方面：

1）实现故障快速处理。采用智能优化技术迅速判断出故障区域，将故障隔离在最小范围内并最大限度地恢复受故障影响的健全区域供电，缩短停电时间、减小停电面积，提高供电可靠性。智能配网能在较短的时间内完成大量开关的切换操作，实现大面积停电快速恢复。

2）实现配网优化运行。智能配网具备遥测功能，能监测配电网的负荷分布，利用配电自动化系统对配电网进行分析和优化计算，通过遥控实现配电网络重构；通过均衡负荷扩大供电能力；通过经济运行降低损耗；通过对分散无功和调压资源的协调控制提高供电电压质量。

3）实现相关系统集成。遵循C61968推荐的企业服务总线，采取规范的接口方式，实现与调度自动化系统（SCADA）、生产管理系统（PMS）、营销管理系统（CIS）等的互连，提高智能配网系统运行管理的智能化水平。

4）实现分布电源接入。安全、无缝地容许包括分布式电源如光伏发电、风电、小型燃气轮机、先进的电池系统等各种不同类型的发电和储能装置接入系统，并做到“即插即用”。与此同时，分布式能源的接入和控制也对智能配网提出了新的要求，尤其是涉及配网潮流计算和分析以及分布式电源对系统的影响。

5）实现用户互动技术。通过与用电营销系统的结合，与用户建立起双向实时的通信，通知用户其电力消费的成本、实时电价和电网目前的状况、计划停电信息以及其他一些服务的信息，同时也支持用户根据这些信息制定自己的电力使用方案。让用户参与电力系统的运行和管理。

5.智能配电网AVC研究现状

配电网AVC的研究和应用国内外并不多见，智能配电网AVC的研究就更少见，智能配电网AVC的建设面临重重困难。

（1）硬件方面

配电网投资比例少，很多先进设备和基础设施不到位，导致配电网遗留问题解决不了，新技术应用不得力。配电网本身具有面向用户、用户数量多、设备多、要求不一、设备线路改动多、网络拓扑复杂等特点，而目前配电网在线监测、测控设备少，严重影响数据采集、遥控和遥调功能，制约了电网优化控制软件的投入使用和配电网自动化水平的提升。

然而，好的消息是，各界人士已经意识到需要加快建设智能电网的必要性，并付诸了实施。现代技术发展和交融迅速，相信随着智能配电网建设的深入，智能配电网AVC的建设在硬件方面的问题将逐步解决。

（2）软件方面

配电网AVC的研究和应用几乎是空白，配电网AVC的研究参考少，知识储备不够，更困难的是智能配电网必然会与普通配电网有很大区别，面临着大变动后智能配电网在电压控制和无功优化方面有什么样的新问题，原来的优化模型是否还有可用之处等一系列问题。此外，政策等不定因素对配电网的影响更直接更明显。可以肯定的是电费计价方式的改变和分布式电源的广泛并网运行必然会影响负荷总量的变化，直接影响负荷预报的准确度，从而给无功容量预测精度带来很大影响。

但是，这些问题不是说智能配电网AVC没有必要、没有可能建设成功。相反，智能配电网AVC的建设相当有必要，它必将会极大地优化配置资源，节约社会能源，减少网损，控制功率因数，产生巨大的社会效益和经济效益。当前，应充分发挥想象力，调动积极性，加大投入研究开发智能配电网AVC。