低压配电网的系统智能化和信息化

低压配电网的系统智能化和信息化

谌杨

国网重庆综合能源服务有限公司 重庆 400020

摘要：近年来社会用电需求的不断增大，电力工程建设数量也逐渐增多。建立在通信高速双向基础上的低压配电网，与传统电网系统相比具有无可比拟的优越性。通过应用先进的传感和测量技术、设备技术、控制方法以及决策支持系统技术，实现低压配电网的可靠、安全、经济以及高效运行，呈现出高性能、高自动化以及客户体验良好等突出特点。因此，重点介绍智能配电系统和信息化配电系统的实质，论述在实现低压配电网的系统智能化和信息化过程中涉及的关键技术。本文就低压配电网的系统智能化和信息化展开探讨。

关键词：低压配电网；系统智能化；信息化

引言

工业发展步入现代化后对智能化低压配电系统的依赖日渐增强,对其可靠性和智能化也具有较高要求,微处理器的出现大大增强了计算机系统的稳定性,也为智能化低压电器元件提供了发展条件,同时促使低压电气管理系统朝着智能化发展。

1配电网系统的基本组成原理

智能化低压配电系统最大程度利用了数字时代的技术成果，它以现有的断路器、接触器、继电器等为控制基础，结合新型的智能电力仪表、监控模块、现场监视器件和后台监视器件、网络I/O，实现对配电主回路和各分路的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、电量等电参数的实时监测，对控制电器的分合进行控制和监视。同时，配合通信网络和各种完善的远程监控软件，从而实现对低压配电系统的“三遥”功能：遥测、遥信、遥脉。智能化低压配电系统主要由以下几个部分组成：（1）监控主机。监控主机通过通信及数据采集前端机获得来自保护及监控智能装置和现场智能装置的信息，并下达控制指令，由保护及监控智能装置和现场智能装置实现对变配电设备的保护和测控功能。监控主机完成图形监视、报表生成、曲线分析、系统管理等功能。（2）通信及数据采集前端机。通信及数据采集前端机用于与底层现场设备通信并实现实时数据采集，以及同工厂DCS系统的接口。通信及数据采集前端机兼容工程所涉及的有关设备和系统的通信协议。（3）现场智能装置。现场智能装置完成低压开关的开关量采集(遥信)、模拟量采集(遥测)、开关操作(遥控)、开关保护、电动机保护等功能，以及电量采集和开关分合位置的开关量采集(遥信)等。（4）通信网络。它是系统中关键部分。它像整个监控系统的神经网一样，系统各部分通过通信网络连接，在保证可靠性和抗干扰能力的前提下，通信介质采用屏蔽双绞线或光纤。配电网作为电力系统内的一个重要环节，其设备数量大、种类多、分布范围广，工作人员外出工作时需要携带大量钥匙，到达现场后还需要花大量时间查找钥匙，有时还会出现带错钥匙而无法按时完成工作的情况，影响了工作人员的工作效率。此外，由于是机械钥匙开锁，配网控制中心无法及时获得现场工作进度，无法及时做出下一步的工作安排，影响配网运行效率。

2智能化和信息化配电系统的关键技术

2.1自愈控制

实现低压配电网系统智能化和信息化的过程中，涉及了多项关键技术，其中自愈控制是智能配电网的重要特征之一。在自愈控制技术的妥善运用下，电网的供电可靠性和供电质量都得到了质的提升。此外，该技术的应用很大程度上节省了电网企业的运行成本，为企业提质增效做出了巨大贡献。自愈控制技术是从传统电力技术上衍生发展而成的，包括以运行监视和时序配合为基础的就地控制技术和以配电自动化主站为基础的集中控制技术。运行监视主要通过运用具有远传功能的故障指示器终端及其他各种配电自动化终端实现。在该控制技术的运用下，配电网发生故障时可自动控制相关设备动作，形成相应的故障隔离区域，保障非故障区域供电系统的正常运营。集中控制方式主要包括全自动控制和半自动控制两种。集中控制方式由配电终端、通信通道、配电子站以及配电主站等配合实现，可快速切除相关故障，恢复电网供电。

2.2分布式发电和智能微网技术

分布式电源的含义是为配电网配备容量较小的储能设备或发电机。在功率较小的配电系统中,再连接点具有的分布式电源保护设备很少能够对配电网产生影响。所以,智能化配电网所配备的分布式电源应具有灵活机动、容量大的特点。在进行配电网设计时,分布式电源必须要和电厂日常运行相配合,同时有助于削弱配电网对于优化潮流的限制,并提高孤岛状态下的运行性能。而智能化配电网在设计方面整合了多项技术成果包括储能、可再生资源发电、分布式发电以及新生电气电子等。并在配电网上集成了很多分布式发电单元与负荷,使其形成一个独立系统,并为众多客户进行供热供电。通过实施一整套的控制手段,微网不仅可以并网运行,还能在运行时和主网相脱离。同时在运行时还能进行模式之间的无缝转换。

2.3仿真技术

在实现低压配电网系统智能化和信息化的过程中，仿真技术具有重要地位。电力系统的仿真技术主要包含电力系统动态模拟仿真技术、电力系统数模混合式仿真技术以及电力系统全数字仿真技术3大类。不同类型的仿真技术具有其自身特有的优势。电力系统动态模拟仿真技术，主要是通过建立物理模型系统进行相应的模拟试验，从而真实反映被研究系统的动态过程，特点是可直接明了地观测实验中产生的各种现象。电力系统数模混合式仿真技术，主要是严格控制仿真的时间刻度，在确保仿真时间刻度和真实物理时间刻度同步的基础上，将两者进行对接。此种形式下，相关工作人员可将软件仿真嵌入到真实的物理世界中。电力系统数模混合式仿真技术的优势在于提升了系统电器元件模拟的真实性，可以准确反映整个系统的动态过程。近年来，全数字仿真技术不再局限于原有系统的规模和结构，在经济性和便利性等方面取得了一定突破。

4低压配电网的系统智能化与信息化技术的具体应用

4.1引进自动化设备，更换老式电能表

低压配电系统自动化技术的应用需要专业的技术与管理制度作为支持，所以在进行自动化设备的使用时也要同步更新系统管理方案，可以参考我国一些改进区域的具体管理情况，并结合本区域的实际需要制定出有针对性的配电设置管理方案，尤其是当前一些基层地区使用的老式电能表需要进行全面更换，一方面老式电能表无法实现用户的自动化缴费管理，自动抄表系统的应用可以用户实现自主查询缴费。另一方面老式电能表也容易出现用户的窃电问题。通过改进管理方式，提升基层电网人员的工作效率，避免电量计量过程中出现较大误差，实现自动抄表、自动缴费、实时监控的自动化管理。

4.2加强基础支撑，推进智慧物联管理

在低压配电台区实现对以需求为驱动和以价值为导向设备的智能化改造。按照电网企业标准规范，建设基于融合终端的低压智能台区提升遥控率，实现低压配电网状态感知、信息高效处理、应用便捷灵活以及运维主动精准等功能。通过集中的区域性物联管理平台，开展设备的统一在线管理和远程运维，实现设备标识和业务数据的共享，向企业中台和业务系统等开放接口提供标准化数据，初步形成跨专业、内外部共建共享、开放合作以及安全可控的智慧物联生态体系。

结语

智能化配电网是当前我国电网发展的一个重要趋势,其中非常重要的部分为智能低压配电系统。智能化低压配电系统的应用对于电网结构薄弱、大量应用分布式发电以及自动化程度过低等问题的改善具有重要意义,并对电网运行控制、实现电网与用户的相互交流具有重要作用。

参考文献

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