智能电网背景下配网自动化设计方案研究

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1、智能电网背景下配网自动化设计方案研究（中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司湖北武汉430071）摘要：木文通过分析智能配电网的特征，重点介绍了智能配电网接入大量分布式电源后对潮流、故障电流、电压及电能质量的影响，分析了智能配电M继电保护的特点，梳理了智能电网背景下配网自动化系统的需求，提出了智能配电网自动化主站的功能和架构，并结合配网终端的配置原则简要介绍了智能分布式终端设计方案，可作为智能配电网自动化系统设计方案的参考。关键词：智能配电网；分布式能源（DG）接入；配网自动化；配电主站；配网终端；设计方案0引言随着经济的

2、发展、社会的进步、科技和信息化水平的提高以及全球资源和环境问题的tl益突出，电网发展正面临各种新的课题和新的挑战。依靠现代信息、通信和控制技术，积极发展智能电网，是我国未来电网发展的一条必由之路。一般而言，智能电网需涵盖电力系统的发电、输电、变电、配电、用电、调度六大环节，其中配电环节在我国电力系统中长期以来处于发展缓慢，与发达国家具有较大差距的状态。因此，在建设智能电网的六大环节中，配电网的智能化显得尤为重要。配电网的智能化，体现在能保证更高的供电可靠性、更优的电能质量以及更大程度和范围上接收分布式可再生能源，并实现与用户良

3、好的互动。而要达到以上效果，除进行配电网网架建设和完善外，其备符合智能配电网需求的配网自动化系统是必不可少的条件。传统的配网自动化系统无论是在系统功能、信息交互程度还是设备配置上，均不能完全满足智能配电网的要求，需结合智能配电网的特征以及需求，建设匹配的配网自动化系统。1国内配电网及配网自动化实施现状我国自20世纪90年代后期开展了配电自动化工作，但由于技术和管理两方面的原因，当时建设的配电自动化系统大多没冇发挥应冇的作用。近年来城乡电网改造与建设取得了长足进步，配电网规模持续增长，配电网网架建设奋一定成果，配电自动化技术和配

4、电管理系统经过十多年的发展也取得了丰硕的成果，配电自动化系统得到了初步的应用。如“十二五”前期国网系统内配电自动化系统覆盖率分别达到了：开闭所17.3%、环网柜5.3%、配电站3.7%、开关设备8.9%,27个网省公司中有13家公司在部分地市局部范围实现了配电自动化的实用化。但与发达国家相比，我国配电自动化系统覆盖率仍较低（如日本同期配网自动化覆盖水平为东京70%,九州80%，福冈100%）,而且实用化水平不高，由于技术不成熟、网架结构调整频繁、运维力量不足等原因，造成大部分配网自动化设备处于闲置状态，大部分供电企业还未建立配

5、网调度自动化主站系统，配电网仍然停留在无自动化系统监测的“盲调”水平。自2009年起，结合智能电网研究和建设的推进，作为智能电网的重要组成部分，配网自动化系统又迎来了新的一轮建设高潮。以国网公司两批配电自动化试点工程为代表，进行了大量的配电网改造以及配网自动化建设工作，使得我国配电自动化覆盖率和水平有了长足的进步，也取得了可喜的成绩［1-3］。2锊能配电网的特征智能配电网是以配电自动化技术为基础，通过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，并利用智能化的歼关设备、配电终端设备，在含各种高级应用功

6、能的可视化软件支持下，实现配电网正常运行状态下的监测、保护、控制、优化和非正常状态下的自愈控制，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。智能配电网的内涵和外延都决定了其在能量流、业务流、信息流上呈现出高度融合与互动的特点，具有集成、自愈、互动、优化和兼容5个关键特征［4］。实现配电网智能化的关键技术之一就是配网自动化，而在实施智能配网自动化的过程中，需要分析智能配电网潮流分布、继电保护、电压/电能质量、故障电流的相关特点，重点需分析分布式电源(DistributedGeneration,DG)接

7、入对以上特征量的影响。近年来，针对配电网的潮流计算方法，己经进行了大量的研究，并取得了很多成果［5-10］。一般来说，DG接入配网后，会导致接入点上游馈线电流减小，随着DG注入电流不断增大，减小程度逐渐加重。当达到某一临界点吋，上游馈线电流可出现反向；继续增大到另一临界点吋，整条馈线开始向10kV母线倒送电流；随着DG注入电流再增加，向10kV母线反送电流会被母线上其余馈线消纳，当超出这些馈线的消纳能力吋，可能通过主变向主网倒送功率。在以上过程中，主要的约束因素为DG接入的主馈线的载流量，为避免馈线过载，对接入的DG容量往往有

8、一定限制。相关分析表明，若限制DG功率只能在馈线内部消纳(功率不反送或功率不倒送母线)，则能消纳的DG比例相当低，DG渗透率不足5%。而如果允许DG功率向主网倒送，则渗透率可增加到10%以上。受单条馈线载流量限制，DG的渗透率实际只能在10%左右，II接入点越靠近母线，渗透率