智能電網(wǎng)中智能配電數(shù)字終端的消息設(shè)計(jì)

1、<p>　　智能電網(wǎng)中智能配電數(shù)字終端的消息設(shè)計(jì)</p><p>　　【摘 要】從智能配電網(wǎng)（SDG）與配電自動(dòng)化（DA）的定義、技術(shù)內(nèi)容入手，分析了SDG與DA之間的關(guān)系。介紹了高級(jí)配電自動(dòng)化的基本概念及主要功能，研究了高級(jí)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的支撐技術(shù)，提出了高級(jí)配電自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用的設(shè)計(jì)思路和方案。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】智能配電網(wǎng)；配電自動(dòng)化；快速仿真與模擬 </

2、p><p>　　中圖分類號(hào)：TM421 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A </p><p><b>　　1、前言 </b></p><p>　　近年來(lái)，智能電網(wǎng)已成為電力界的熱門(mén)話題，被認(rèn)為是改變未來(lái)電力系統(tǒng)面貌的電網(wǎng)發(fā)展模式。智能電網(wǎng)包括智能輸電網(wǎng)和智能配電網(wǎng)（smartdistributiongrid，SDG）2方面的內(nèi)容，其中，SDG具有新技術(shù)內(nèi)容多、與傳統(tǒng)電

3、網(wǎng)區(qū)別大的特點(diǎn)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)建設(shè)的整體目標(biāo)有著舉足輕重的作用。國(guó)內(nèi)外已有不少文獻(xiàn)介紹智能電網(wǎng)的基本概念及其技術(shù)內(nèi)容，而專門(mén)針對(duì)SDG的研究則相對(duì)較少。SDG與業(yè)界熟悉的配電自動(dòng)化（DA）技術(shù)有著密切的聯(lián)系，理清SDG與DA的關(guān)系對(duì)于了解、認(rèn)識(shí)SDG十分有幫助。而按照智能電網(wǎng)的要求，充實(shí)提高DA技術(shù)，對(duì)于推動(dòng)DA技術(shù)的發(fā)展、建設(shè)SDG具有十分重要的意義。 </p><p>　　2、SDG的基本概念 </p

4、><p>　　2.1SDG的定義。根據(jù)智能電網(wǎng)的含義，可將SDG定義為：一個(gè)集成了傳統(tǒng)和前沿配電工程技術(shù)、高級(jí)傳感和測(cè)控技術(shù)、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)的配電系統(tǒng)，更加安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、高效，支持分布式電源的大量接入，并為用戶提供擇時(shí)用電等與配電網(wǎng)互動(dòng)的服務(wù)。 </p><p>　　SDG的主要技術(shù)內(nèi)容有如下：（1）配電數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控（SCADA）技術(shù)；（2）變電站自動(dòng)化（SA）；（3）饋線自動(dòng)化（

5、FA）與自動(dòng)恢復(fù)供電技術(shù)。 </p><p>　　3、SDG與DA的關(guān)系 </p><p><b>　　3.1DA技術(shù) </b></p><p>　　DA指利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、通信與信息技術(shù)，將配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備、用戶以及地理圖形等信息集成，構(gòu)成完整的自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控及管理的自動(dòng)化、信息化。其作用主要是提高供電質(zhì)量、用戶

6、服務(wù)質(zhì)量和配電網(wǎng)管理效率。 </p><p>　　DA的主要技術(shù)內(nèi)容有： </p><p>　　①配電網(wǎng)運(yùn)行自動(dòng)化（distributionoperationautomation，DOA），包括配電SCADA、SA、FA共3個(gè)方面的內(nèi)容。 </p><p>　?、谂潆姽芾碜詣?dòng)化功能，包括設(shè)備管理、檢修管理、停電管理、規(guī)劃設(shè)計(jì)管理等功能。 </p>&l

7、t;p>　?、塾脩糇詣?dòng)化，包括自動(dòng)抄表與客戶信息管理2部分內(nèi)容。 </p><p>　　在中國(guó)，高壓配電網(wǎng)的運(yùn)行監(jiān)控一般由地區(qū)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)完成，中壓配電網(wǎng)的運(yùn)行監(jiān)控與FA由DOA系統(tǒng)（又稱配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)或配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)）完成。SA系統(tǒng)在完成變電站的保護(hù)監(jiān)控功能的同時(shí)，向地區(qū)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、DOA系統(tǒng)提供變電站實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)。配電管理自動(dòng)化功能由配電地理信息系統(tǒng)（GIS）完成。用戶自動(dòng)化系統(tǒng)包括AMR

8、系統(tǒng)、CIS、客戶呼叫管理系統(tǒng)。由以上DA系統(tǒng)集成形成的系統(tǒng)稱為配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)或配電管理系統(tǒng)（DMS）。 </p><p>　　4、高級(jí)配電自動(dòng)化技術(shù) </p><p>　　4.1配電自動(dòng)化基本概念。智能配電網(wǎng)概念下的DA，稱為高級(jí)配電自動(dòng)化（ADA），是實(shí)現(xiàn)接有分布式電源的配電網(wǎng)系統(tǒng)的全面控制與自動(dòng)化，是傳統(tǒng)DA的繼承和發(fā)展。 </p><p>　　4.2高

9、級(jí)配電自動(dòng)化的主要功能。（1）配電SCADA：在ADA系統(tǒng)中，要求配電SCADA采集的數(shù)據(jù)更為全面、完整。配電SCADA具備完善的控制策略和有效的控制手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)DER和DFACTS的功率雙向流動(dòng)和穩(wěn)定運(yùn)行進(jìn)行管理；（2）饋線自動(dòng)化FA：具備完整的自愈控制策略，并在口通信網(wǎng)絡(luò)和配電網(wǎng)廣域測(cè)控技術(shù)的基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)其功能；（3）ADA系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)電壓無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的優(yōu)化調(diào)節(jié)和控制，實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的優(yōu)化管理。 </p><p>　

10、　5、高級(jí)配電自動(dòng)化支撐技術(shù) </p><p>　　5.1配電網(wǎng)廣域測(cè)控技術(shù)。配電網(wǎng)廣域測(cè)控技術(shù)是ADOA子系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的重要支撐技術(shù)之一。配電網(wǎng)廣域測(cè)控技術(shù)基于光纖IP通信網(wǎng)絡(luò)和SCADA系統(tǒng)，完成現(xiàn)場(chǎng)終端或DER中的數(shù)據(jù)采集、傳輸及管理。 </p><p>　　5.2配電網(wǎng)體系架構(gòu)及信息集成總線技術(shù)。在ADA中，ADOA和ADMA兩個(gè)子系統(tǒng)功能集成，具有較強(qiáng)的松耦合性和靈活性。信息集成

11、總線技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)ADA系統(tǒng)內(nèi)部及ADA與其它自動(dòng)化信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享與信息交互。而ⅢC61968和IEC61970標(biāo)準(zhǔn)為各種數(shù)據(jù)共享與信息交互提供統(tǒng)一的接口、標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)據(jù)模型。構(gòu)建供電企業(yè)信息集成“軟總線”，解決了“信息化孤島”問(wèn)題。 </p><p>　　5.3配電網(wǎng)快速仿真與模擬技術(shù)。配電網(wǎng)快速仿真與模擬技術(shù)提供實(shí)時(shí)計(jì)算工具，分析預(yù)測(cè)配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)變化趨勢(shì)，可對(duì)配電網(wǎng)操作進(jìn)行仿真并進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并向運(yùn)行人員推

12、薦調(diào)度決策方案。它是實(shí)現(xiàn)ADA的重要支撐技術(shù)，是保證ADA安全可靠、高效優(yōu)化運(yùn)行的重要技術(shù)手段。 </p><p>　　6、高級(jí)配電自動(dòng)化應(yīng)用設(shè)計(jì) </p><p>　　ADA應(yīng)用體系設(shè)計(jì)。基于配電終端站點(diǎn)的分布式控制和DER的優(yōu)化調(diào)度與控制，融入智能多代理技術(shù)、廣域測(cè)控技術(shù)、DFSM技術(shù)和SOA架構(gòu)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)分層分布式的ADA應(yīng)用體系。體系架構(gòu)劃分為信息集成層、ADA系統(tǒng)高級(jí)應(yīng)用層、數(shù)據(jù)

13、處理層和廣域測(cè)控層四層結(jié)構(gòu)。信息集成層主要是采用信息集成總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)ADA系統(tǒng)與其它自動(dòng)化信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享和信息交互，解決“自動(dòng)化孤島”。ADA系統(tǒng)高級(jí)應(yīng)用層綜合利用經(jīng)過(guò)處理的廣域測(cè)控信息，通過(guò)廣域控制、穩(wěn)態(tài)與動(dòng)態(tài)分析、快速仿真與模擬、故障處理、狀態(tài)估計(jì)與控制、停電管理等高級(jí)應(yīng)用智能代理模塊實(shí)現(xiàn)ADA的各項(xiàng)高級(jí)應(yīng)用功能。數(shù)據(jù)處理層主要是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理及應(yīng)用。廣域測(cè)控層則通過(guò)廣域測(cè)

14、控代理模塊形成廣域測(cè)控協(xié)調(diào)代理，實(shí)現(xiàn)各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集和控制指令的下發(fā)。 </p><p>　　基于智能多代理和廣域測(cè)控技術(shù)的ADA應(yīng)用體系能夠解決配電網(wǎng)中各個(gè)子系統(tǒng)之間的自治與協(xié)調(diào)問(wèn)題，并且適用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜配電網(wǎng)的自愈控制。當(dāng)然，只有在實(shí)踐中不斷研究完善高級(jí)應(yīng)用功能的開(kāi)發(fā)的體系，并且需要基于DF8003D現(xiàn)有系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，才能滿足實(shí)際運(yùn)行要求。 </p><p>

15、　　7 智能配電網(wǎng)中的技術(shù) </p><p>　　智能配電網(wǎng)中的技術(shù)涉及許多學(xué)科，其中主要包括以下幾個(gè)方面[1]： </p><p>　　先進(jìn)的IP通信網(wǎng)技術(shù)。智能配電網(wǎng)將融合通信技術(shù)，以光纖，無(wú)線通信等方式將控制中心、變電站、用戶等配電網(wǎng)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)連接成一個(gè)巨大的電力領(lǐng)域的通信網(wǎng)絡(luò)，使配電網(wǎng)中的變電站，中壓饋線及用戶的管理、監(jiān)控、優(yōu)化等技術(shù)帶來(lái)質(zhì)的飛躍。 </p><

16、;p>　　傳感、檢測(cè)和支持智能配電工程的高級(jí)量測(cè)系統(tǒng)[2]，包括高級(jí)的傳感器，能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)架空線路和電纜線的溫度；智能化的變電站，實(shí)時(shí)監(jiān)視各配電區(qū)負(fù)荷情況、各種事故情況并能及時(shí)作出策略應(yīng)對(duì)；智能化的電表，能顯示實(shí)時(shí)電價(jià)，實(shí)現(xiàn)電能的質(zhì)量監(jiān)控。 </p><p>　　先進(jìn)的保護(hù)控制技術(shù)，包括廣域保護(hù)、自適應(yīng)保護(hù)、 配電系統(tǒng)快速模擬仿真、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)配電信息系統(tǒng)的信息安全防護(hù)、運(yùn)行維護(hù)管理控制和容災(zāi)備用，保

17、證信息系統(tǒng)對(duì)智能配電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠支持。 </p><p>　　高級(jí)配電自動(dòng)化技術(shù)[3]。高級(jí)配電系統(tǒng)自動(dòng)化在故障隔離與自愈、分布式電源與可平移負(fù)荷調(diào)度、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助決策等方面有新的要求。需要建立在具備可自愈的配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上，可以有效提高供電可靠性，縮小非故障停電區(qū)域，減少停電恢復(fù)時(shí)間。 </p><p>　　分布式電源并網(wǎng)技術(shù)。分布式儲(chǔ)能裝置并網(wǎng)后，可在負(fù)荷低谷時(shí)從電網(wǎng)上獲

18、取電能，而在負(fù)荷高峰時(shí)向電網(wǎng)送電，起到對(duì)負(fù)荷削峰填谷的作用，提高電網(wǎng)運(yùn)行效率。 </p><p>　　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。 </p><p>　　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)。 </p><p>　　智能調(diào)度技術(shù)。獲取配網(wǎng)全景信息實(shí)現(xiàn)一體化的信息支撐優(yōu)化

19、調(diào)度計(jì)劃 </p><p><b>　　8、結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　由于歷史原因，中國(guó)配電網(wǎng)投資相對(duì)不足，這是目前制約電力系統(tǒng)供電質(zhì)量與運(yùn)行效率提高的薄弱環(huán)節(jié)，亟待進(jìn)一步加強(qiáng)、提高。而國(guó)家大力推動(dòng)可再生能源發(fā)電以及電動(dòng)車發(fā)展的政策更是給配電網(wǎng)提出了新挑戰(zhàn)。智能電網(wǎng)的提出為解決這些問(wèn)題創(chuàng)造了條件，給配電技術(shù)的發(fā)展指明了方向。積極研發(fā)并推廣應(yīng)用SDG技術(shù)，對(duì)

20、于建設(shè)現(xiàn)代配電網(wǎng)，更好地滿足中國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展對(duì)電力系統(tǒng)的要求，具有十分重要的意義。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]余貽鑫.面向21世紀(jì)的智能配電網(wǎng).南方電網(wǎng)技術(shù)，2006，2（6）：14-16. </p><p>　　[2]李天友，金文龍，徐丙煨.配電技術(shù).北京：中國(guó)電力出版社，2008. <