資料簡介
我國配電網的發(fā)展明顯滯后于發(fā)電、輸電，在供電質量方面與*水平也有一定差距。目前，用戶遭受的停電時間，絕大部分是由于配電系統(tǒng)原因造成的。配電網落后也是造成電能質量惡化的主要因素，電力系統(tǒng)的損耗有近一半產生在配電網，我國配電網的自動化、智能化程度以及自愈和優(yōu)化運行能力遠低于輸電網，因此智能配電網的建設已經成為我國電力產業(yè)發(fā)展的必然趨勢。
1、智能配電網主要技術內容及特征
1.1配電網自動化相關概念
配電網自動化是利用現代電子、計算機、通信及網絡技術，將配電網在線數據和離線數據、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，構成完整的自動化系統(tǒng)，從而實現配電網及其設備正常運行及事故狀態(tài)下的監(jiān)測、保護、控制、用電和配電管理的現代化。
1.1.1配電自動化的實施原則
配電自動化是整個電力系統(tǒng)與分散的用戶直接相連的部分，電力作為商品的屬性也集中體現在配電網這一層上。配點網自動化應面向用戶并適應經濟發(fā)展水平。配網自動化系統(tǒng)的規(guī)劃和設計，應綜合考慮經濟條件、負荷需求、技術水平，以及投資效益等因素，遵循下面幾項原則進行：
（1）配網自動化系統(tǒng)設計應在配電網規(guī)劃的基礎上，根據當地的實際供電條件、供電水平、電網結構和客戶性質，因地制宜地選擇方案及其設備類型。
（2）配網自動化的建設必須首先滿足自動化基本功能，在條件具備時可以考慮擴展管理功能。
（3）配網自動化通訊建設應該與調度自動化通訊、集中抄表系統(tǒng)通訊等結合起來，并考慮今后發(fā)展智能化的趨勢。
（4）主站系統(tǒng)設計原則應遵循各項國家和行業(yè)標準，具有安全性、可靠性、實用性、擴展性、開放性、容錯性，滿足電力系統(tǒng)實時性的要求，具有較高的性能價格比。
1.1.2配網自動化系統(tǒng)的基本構成
配網自動化系統(tǒng)是一項系統(tǒng)工程，它大致可分為配網自動化主站系統(tǒng);配網自動化子站系統(tǒng);配網自動化終端等。
（1）配網自動化主站系統(tǒng)
主站系統(tǒng)由三個子系統(tǒng)組成：配電SCADA主站系統(tǒng);配電故障診斷恢復和配網應用軟件子系統(tǒng)DAS;配電AM/FM/GIS應用子系統(tǒng)DMS構成。
（2）配網自動化子站系統(tǒng)
因為配網監(jiān)控設備點多面廣，配電SCADA系統(tǒng)的系統(tǒng)測控對象既包含較大容量的開閉所、環(huán)網柜，又包含數量較多、分布較廣的柱上開關，不可能把所有的站端監(jiān)控設備直接連接到配電主站，因此必須增設中間一級，稱為配電子站（SUB-STATION）。
（3）配網自動化終端
城市配網自動化終端負責對城域所轄的柱上開關、開閉所、環(huán)網柜、配電變壓器等進行監(jiān)控，既要實現FTU、TTU等的三遙功能，又要實現對故障的識別和控制功能，從而配合配網自動化主站及子站實現城區(qū)配網運行中的工況檢測、網絡重構、優(yōu)化運行以及網故障時的故障隔離和非故障區(qū)域的恢復供電。
（4）通信
配網自動化的通信包括主站對子站、主站對現場終端、子站對現場終端、子站之間、現場終端之間的通信等廣義的范圍。
（5）配電網管理系統(tǒng)DMS
1.2智能配電網的主要技術內容
（1）配電數據通信網絡。
（2）現代化的測量、傳輸和感應技術，例如輸電線路溫度測量、電網設備狀態(tài)在線監(jiān)控、光學互感器等技術。
（3）現代化的繼電保護與控制技術，應包括配電網網絡重構、系統(tǒng)模擬仿真及自適應保護等技術。
（4）配電網高度自動化。
（5）量測體系是一個使用智能電表通過多種通信介質，按需或以設定的方式測量、收集并分析用戶用電數據的系統(tǒng)。
（6）（DistributedEnergyResource）DER并網技術，包括DER在配電網的“即插即用”以及微網兩部分技術內容。
（7）DFACTS（DistributionFlexibleACTransmiss*tems）是柔性交流輸電技術在配電網的延伸，包括電能質量與動態(tài)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。
1.3智能配電網的主要特征
（1）堅強：在電網發(fā)生大擾動和故障時，電網仍能保持對用戶的供電能力，而不發(fā)生大面積停電事故;在自然災害和氣候條件下或人為的外力破壞下仍能保證電網的安全運行;具有確保信息安全的能力和防計算機病毒破壞的能力。
（2）自愈：能夠在線自我評估配電網的運行狀態(tài)，通過預防性控制方式，快速有效地發(fā)現并消除各種隱患和故障。故障情況下，可以利用微電網電源等設備自我恢復，隔離故障、避免發(fā)生大面積停電。
（3）互動：配電系統(tǒng)運行和電力市場能夠達到無縫連接，支持電力交易的有效展開，實現資源配置優(yōu)化，提升配電系統(tǒng)的安全運行。
（4）優(yōu)化：實現資產規(guī)劃、建設、運行維護等全壽命周期環(huán)節(jié)的優(yōu)化，合理地安排設備的運行與檢修，提高資產的利用效率，有效地降低運行維護成本和投資成本，減少電網損耗。
（5）集成：通過信息整合、流程優(yōu)化，達到調度自動化與電力市場管理業(yè)務、生產管理、企業(yè)管理的集成，形成綜合性的輔助決策支持體系，提升企業(yè)的管理效率。
（6）兼容：電網能夠同時適應集中發(fā)電與分散式發(fā)電模式，實現與負荷側的交互，支持風電等可再生能源的接入，擴大系統(tǒng)運行調節(jié)的可選資源范圍，滿足電網與自然環(huán)境和諧發(fā)展。標準化了的電力和通訊的界面接點將使得用戶可以接連燃料電池、可再生能源發(fā)電及其他分散的電源，并以簡單的“即插即用”方式來實現。
2、智能配電網發(fā)展要求、面臨的問題及挑戰(zhàn)
2.1智能配電系統(tǒng)結構的發(fā)展要求
（1）綜合考慮總體配電系統(tǒng)控制與終端用戶控制，實現配電系統(tǒng)性能的優(yōu)化，取得*的電能質量和zui可靠的穩(wěn)定性。
（2）支持分布式電源高比重的并入，使系統(tǒng)的效率、靈活性、整體性能夠得到有效提高，以利用分布式電源可靠的優(yōu)化系統(tǒng)性能;配電系統(tǒng)故障時，可利用分布式電源局部供電。
2.2配電網急需解決以下問題（當前我國配電網存在的問題）
（1）配電網絡電源點落后于城市建設的發(fā)展,電源點容量及電能輸出受到限制,尤其是配電電線的傳輸通道。
（2）隨著城市建設的發(fā)展,負荷增長率高,但電力配套建設不及時,輸電線半徑小,線路長,瓶頸效應比較突出,卡脖子現象嚴重,電能輸不出去,往往因此而引起停電事故。
（3）出線通道與城市規(guī)劃不相適應。有的地方改用地下電纜,施工及投資不允許,采用架空導線,環(huán)境條件受限,有的采用絕緣導線,網絡復雜較為普遍。
（4）早期建設的線路導線細、年久失修,高能耗設備多,線損率高,由于導線半徑小及無功缺額較大,個別地區(qū)配電網損耗達30%,一般地區(qū)在l5%～20%,造成能源大量浪費。
（5）供電不可靠因素增大。由于配電網投資不足,設備老化和技術性能低劣,供電事故頻繁,往往是一點故障引發(fā)全線甚至大面積停電事故。城市繁華地段及重要場所的用戶停電,影響社會治安及經濟發(fā)展。
（6）電網結構復雜,環(huán)網聯絡接點較多。
（7）城市電網改造涉及面廣,要求較高,停電難度大。
智能配網改變了傳統(tǒng)配網的一些特性，也必然給電網發(fā)展帶來一些挑戰(zhàn)。比如分布式電源接入，可能會對電網電壓造成影響，或者不經意地造成短路甚至引起配網孤島化等問題。zui近幾年，微電網這個話題在世界范圍引起熱議。分布式電源接入可以借助微電網的發(fā)展獲得一些優(yōu)勢，變得更加穩(wěn)定。如果能夠由一個*的能源管理系統(tǒng)來控制分布式電源，通過*的技術手段進行監(jiān)控，分布式電源接入電網可能帶來的種種問題將會得到有效解決。智能配電及分布式電源接入是堅強智能電網發(fā)展中*的重要環(huán)節(jié)。但是，風力發(fā)電、太陽能發(fā)電、電動汽車充換電站、儲能設備及微網等新型電源及負荷直接接入配電網，給配電網的安全穩(wěn)定運行帶來了新的技術問題和挑戰(zhàn)。因此，配電網急需發(fā)展新的技術和工具，增加配電網的可靠性、靈活性及效率。目前，各國都在積極開展許多相關研究，開發(fā)實用有效的技術解決方法，從而應對新的挑戰(zhàn)。
3、智能配電網發(fā)展與展望
3.1智能配電網將是未來智能電網的核心
從國外經驗來看，配網是智能電網技術和投資的主要吸收地，主要原因是配網側集中了分布式電源（包括光伏、風電、充電樁）以及配網自動化等智能電網的核心部分，也是支撐整個智能電網承上啟下的關鍵環(huán)節(jié)。同時配電網覆蓋面廣，包含了大量的線路損耗，智能化改造具有顯著的經濟意義。從技術可行性上來看，配電網電壓等級適中是zui為適合進行智能化改造的環(huán)節(jié)。我國配電和用電側的建設落后于輸電側建設：在國外的電網投資大概是電源投資的1.2倍左右，其中配電投資是輸電的1倍多。相比之下中國配電網的投資不足輸電網的一半，其主要原因是配網穩(wěn)定性并不在國網的考核范圍中。但是在提升用電質量的驅動下，下階段國家電網公司投資將向配網側和用電側延伸。用電側智能化的基礎架構正在搭建：用電側主要解決的是需求管理的問題，而要實現分時電價，乃至實時電價、雙向電價，zui關鍵的是電表的真正智能化，而不是停留在目前僅能實現遠程抄表的程度。未來智能電表不僅將成為智能家電的重要“網關”，也將成為分布式電源接入的重要計價方式。從目前的低壓載波技術來看是無法滿足未來傳輸容量和穩(wěn)定性需求的，電表還將面臨功能和信道上的技術升級。
根據我國國情，以及現有的傳統(tǒng)電網建設情況，我國的智能電網建設要求是以特高壓、遠距離輸電的互聯骨干電網為基礎，進一步加強地區(qū)配電網自動化水平，進行結構優(yōu)化與升級，構建靈活、可靠、堅固的配電網絡，以適應未來分布式電源、微網的柔性連接。
3.2智能配電網技術應用的部分進展
（1）*的表計基礎設施和自動抄表系統(tǒng)的工作正在開展，但與智能電網計量的要求還有很大距離。
（2）小型分布式電源（燃氣輪機、內燃機、微燃機、太陽能光伏發(fā)電等）在城市配電網中的建設正在不斷進行，但占全國發(fā)電裝機總量的比例很小（0.5%左右），尚未對配電網產生明顯的影響。
（3）電化學儲能技術不斷發(fā)展，用于能量雙向傳輸的逆變器系統(tǒng)技術、充電技術、監(jiān)控和熱管理技術的研究正在緊鑼密鼓地加快開展。目前已成功研制出650AH鈉硫電池單體以及100kW/200kW·的全釩液流電池系統(tǒng)等。
3.3智能配電網技術問題探討
由北極星電力網主辦，北極星智能電網在線承辦的“2012智能配電網及其關鍵技術研討會”將就未來我國智能配電網的發(fā)展，邀請這一領域的專家學者、企業(yè)高層以及相關電力部門領導，共聚一堂，進行深入探討。本次研討會將與2012年大電力電工展同期舉辦，屆時，各路商家、學者、媒體云集，對智能配電網這一領域的zui近技術與解決方案將實現激情碰撞，助力智能配電網市場升溫。
