10kV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)的智能化研究

單一峰

國網(wǎng)山東省電力公司煙臺(tái)市福山區(qū)供電公司 山東煙臺(tái) 265500

近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我國逐漸拉近了與發(fā)達(dá)國家之間的距離，逐漸引起了電力企業(yè)的關(guān)注，加大了對(duì)配電網(wǎng)智能化建設(shè)的投資。為了滿足人們越來越高的電力需求，進(jìn)一步減少企業(yè)成本、提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，我國必須發(fā)展智能化10kV配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)。提高了電力系統(tǒng)的可靠性，改善了對(duì)用戶使用電力的質(zhì)量，也增強(qiáng)了電力系統(tǒng)對(duì)于電力的管理和規(guī)劃。

1 配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀

城市配電網(wǎng)的不斷升級(jí)，就對(duì)系統(tǒng)的智能化管理和穩(wěn)定性做出了更高的約束，與此同時(shí)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可靠性的不斷加強(qiáng)，微處理器技術(shù)的普及，使得智能化電器元件有了更好的運(yùn)用環(huán)境，實(shí)用性進(jìn)一步增強(qiáng)，由此在管理系統(tǒng)也實(shí)現(xiàn)了突破。相較于SCADA系統(tǒng)在電網(wǎng)中的使用，它的目標(biāo)對(duì)象就是用戶本身，但是它的興起時(shí)間較晚。當(dāng)前市場上，諸多智能化監(jiān)控系統(tǒng)基本都是在已有的SCADA系統(tǒng)之上發(fā)展而來的，如此一來固然能夠符合簡單的監(jiān)控需求，但是發(fā)揮不出10kV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)的最大價(jià)值。針對(duì)此類問題，美國人首先提出了解決方案，它們研發(fā)并公布了全新的智能配電管理系統(tǒng)，顛覆了人們對(duì)這一概念的認(rèn)知，同時(shí)還一同發(fā)布了微機(jī)綜合保護(hù)設(shè)備，這在管理層面上具有重大的意義。甚至可以說是顛覆性的改變[1]。

2 10kV配電網(wǎng)智能化系統(tǒng)的特征和發(fā)展現(xiàn)狀

進(jìn)入21世紀(jì)后，國內(nèi)的諸多城市依據(jù)國家發(fā)展目標(biāo)展開了配電智能化的試點(diǎn)實(shí)驗(yàn)工作，短期內(nèi)大大促使了配電網(wǎng)智能化的發(fā)展。10kV配電網(wǎng)智能化系統(tǒng)是在已有的電網(wǎng)上建設(shè)一個(gè)和電網(wǎng)調(diào)度水平相吻合的智能化系統(tǒng)，使電網(wǎng)的建設(shè)和管理更加方便、簡潔，并保證電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定、安全。這種經(jīng)濟(jì)又安全的系統(tǒng)建設(shè)，可確保企業(yè)的電網(wǎng)正常運(yùn)行。同時(shí)，人們對(duì)電力的依賴越來越高，一旦發(fā)生電力系統(tǒng)故障，人們的生產(chǎn)生活將受到巨大影響。國家非常重視10kV配電網(wǎng)智能化系統(tǒng)的智能化建設(shè)，將其作為國家發(fā)展中的一個(gè)重大建設(shè)項(xiàng)目，為電網(wǎng)建設(shè)的積極發(fā)展而不斷發(fā)布相應(yīng)的政策和法規(guī)。10kV配電網(wǎng)具有覆蓋廣、線路復(fù)雜的特點(diǎn)，發(fā)生故障時(shí)維修不便。雖然我國的10kV配電網(wǎng)智能化系統(tǒng)發(fā)展取得了一定進(jìn)步，但是仍有很長的路要走。

3 智能化配電系統(tǒng)的模式

3.1 10kV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)智能化

參照國內(nèi)行政管理體制及配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)特征，不難看出，已有的模式中基本都是運(yùn)用的分層控制處理。

智能化配電系統(tǒng)的基礎(chǔ)是一些智能化設(shè)備，這些設(shè)備具有一定的通信能力，憑借計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以此完成變電站的智能化管理，當(dāng)然針對(duì)的對(duì)象還是那些智能化設(shè)備。在10kV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)的管理過程中，很多時(shí)候都會(huì)接觸到控制終端，它們一般具有很多設(shè)備，分布面積大，一線情況繁雜，設(shè)備自身開啟很多，很容易發(fā)生故障脫扣等問題。智能化配電系統(tǒng)就能很好的處理這些問題，它強(qiáng)大的抗干擾性能，關(guān)鍵性的控制性能都得益于智能化設(shè)備，由于各項(xiàng)工作的完美銜接，使得完全分布控制系統(tǒng)逐漸形成，由此電力系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的要求也能夠輕易實(shí)現(xiàn)。

3.2 配電智能化對(duì)設(shè)備開關(guān)的要求

配電智能化與設(shè)備開關(guān)內(nèi)在聯(lián)系緊密，網(wǎng)絡(luò)層面上的重組故障和自行隔離，基本都會(huì)借助PC機(jī)對(duì)開關(guān)遠(yuǎn)距離調(diào)控。不僅如此，設(shè)備開關(guān)還有別的用途，比如進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)控制及采集[2]。有鑒于此，我們以配電智能化系統(tǒng)的需求為基礎(chǔ)，對(duì)用于此種情況的所有設(shè)備開關(guān)提出了以下注意事項(xiàng)：

（1）開關(guān)在操作層面上兼具手動(dòng)和電動(dòng)兩種功能；

（2）在電源上一般使用的都是直流電源，大小基本為48V/24V，建議使用滿足條件下的最小容量；

（3）設(shè)備開關(guān)有很多要求，必須要有良好的絕緣性能，要實(shí)現(xiàn)無油化、產(chǎn)品要做的盡量小，功耗要盡量減小；

（4）設(shè)備開關(guān)盡可能與TA、TV共生設(shè)計(jì)；

（5）狀態(tài)信號(hào)有很多類別，有彈簧儲(chǔ)能信號(hào)、刀閘信號(hào)等；

（6）控制接口則有著更高的要求，它需要具有開關(guān)外接的相關(guān)接點(diǎn)。

上述需求都是最常見的最基本的需求，這是必須要滿足的，除此之外，設(shè)備開關(guān)還應(yīng)該在操作電源、操作機(jī)構(gòu)等領(lǐng)域進(jìn)行革新。在以往的設(shè)計(jì)中，基本都是將直流二百二十伏或交流二百二十伏作為電源，但是這樣做明顯會(huì)和系統(tǒng)出現(xiàn)兼容性問題。對(duì)于整個(gè)供電的配電系統(tǒng)而言，如果出現(xiàn)了大的問題，基本上整個(gè)線路都會(huì)崩壞。

3.3 10kV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)智能化系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)

當(dāng)前，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，測控技術(shù)、傳感器領(lǐng)域、通信科技都取得了極大的進(jìn)步，這都為電力系統(tǒng)智能化夯實(shí)了基礎(chǔ)。經(jīng)過詳盡的調(diào)研和認(rèn)真比對(duì)，我們發(fā)現(xiàn)10kV配電設(shè)備最有智能化潛力。10kV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)智能化系統(tǒng)借助計(jì)算機(jī)檢測技術(shù)，完成了不同模塊之間的銜接。這樣一來就能夠顯著增強(qiáng)其可靠性，并增強(qiáng)了它的傳輸速度。在通信介質(zhì)選材上，我們一般使用的都是雙絞線，總線位置極限狀態(tài)下甚至能夠兼有一百多個(gè)點(diǎn)，同時(shí)還有總線仲裁技術(shù)，通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化等特性，如此種種都對(duì)智能化通信有著良好的促進(jìn)作用[3]。

4 結(jié)語

10kV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)的智能化是一個(gè)綜合性的知識(shí)體系，它在電力系統(tǒng)中使用時(shí)，技術(shù)層面上不僅涉及自動(dòng)控制、機(jī)械、計(jì)算機(jī)等基礎(chǔ)學(xué)科，還兼有測量、通信、傳感技術(shù)等學(xué)科，只有各部門之間相互協(xié)調(diào)，才能發(fā)揮設(shè)備最大的價(jià)值。伴隨著10kV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)智能化的不斷優(yōu)化，其必將成為未來發(fā)展的主流，應(yīng)用前景十分光明。當(dāng)前，智能化配電系統(tǒng)正在朝向多功能、精細(xì)化發(fā)展，10kV電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)的智能化的引入，必將使得電力系統(tǒng)中智能化產(chǎn)品在穩(wěn)定性和兼容性上有一個(gè)重大的技術(shù)飛躍，造福人們的生活。