智能配电网AVC关键技术探究

1.自愈技术

自愈是智能配电网区别于传统配电网的重要特征，同时也是智能配电网AVC的关键目标。智能配电网AVC自愈是指配电网的自我预防、自我恢复的能力，这种能力来源于对电网重要参数的监测和有效的控制策略。自我预防是通过系统正常运行时对电网进行实时运行评价和持续优化来完成的；自我恢复是电网经受扰动或故障时，自动进行故障检测、隔离、恢复供电来实现的。

智能配电网AVC自愈的控制原则是不间断供电，目标是：首先，要通过配电网运行优化和预防校正控制，来避免故障发生；其次，如果故障发生，通过紧急恢复控制和检修维护控制，使得故障后不失去负荷或失去尽可能少的负荷。如果发生了电网连锁停电或瘫痪事故，意味着电网自愈控制失败。在控制逻辑和结构设计上，配电网自愈控制应该坚持分布自治、广域协调、工况适应、重视预防的基本原则。

智能配电网AVC自愈涵盖了自动控制、继电保护、计算机和软件、应用数学等领域的很多新技术，是一种集成了软件和智能装置的综合控制技术。其基本组成包括基于自愈理论的高级可视化实时预测和快速仿真软件工具、坚强而灵活的配电网物理架构、分布而相互协调的智能装置和设备、标准而一体化的智能配调中心。特别地，要实现配电网的自愈控制，至少需要满足如下条件：

（1）具备各种智能化的开关设备和配电终端设备

配电网中的智能开关设备具有高性能、高可靠性、免维护、硬件软件化特点和在线监测、功能自适应、自诊断等功能，可提供网络化远动接口；配电终端设备应具有故障自动检测与识别功能，提供可靠的不间断电源，满足户外工作环境和电磁兼容性要求，支持多种通信方式和通信一协议，具有远程维护、诊断和自诊断功能。开关设备和配电终端设备有选择性地具有遥信、遥测、遥控、和遥调等“四遥”功能。

（2）配电网系统中拥有双电源或多电源，具有灵活可靠的拓扑

坚强的物理架构是配电网进行自愈的物理基础，适应是自愈的基本原则之一。智能配电网要实现“手拉手供电”，网络当中要兼容分布式发电、可再生能源和储能装置，并能灵活调度；同时，网架结构要灵活、坚强、可靠，既能实现正常运行下的拓扑优化，又能实现故障控制中的拓扑快速重构。

（3）可靠的通信网络

智能配电网AVC自愈是通过在控制或调度中心自适应地在线、实时、连续分析和远方遥控实现的，要求配电通信网络必须可靠，要考虑主通信网络瘫痪情况下的备用通信网络或备用通信方案。同时，还要求通信速度要快，信息处理能力要强。

（4）自动化处理软件系统

要实现智能配电网AVC的自愈，离不开自动化软件处理系统，要最终嵌入到配调监控中心系统来实现。届时，将会在很大程度上提高配电网的整体自动化水平、优化能力和自愈控制能力，为配电网的智能化增加有力的砝码。自动化处理软件系统具有以下优点：①连续实时预测系统状态；②实时系统状态评估；③算法的自适应；④实时优化和自愈控制；⑤系统的整体性和统一性；⑥巨大的经济价值和社会效益。

2.先进的通信和数据处理技术

智能配电网是一个高度开放的网络系统，需要通过建立先进的通信系统来实现系统每一部分都能双向通信。

AVC系统应当对SCADA等平台一体化设计，实现数据的无缝连接。而目前配电SCADA系统由于起步晚、配电网设备多、用户多、改动多、故障频率高等原因尚不完善。配电SCADA系统作为配电网自动化的基础，需要加快研究和开发进度。

传统AVC数据库容量较小，随着智能配网建设的深入，必然要求智能配电网AVC考虑和存储海量数据。系统可采用数据全息无损压缩技术和先进的分布式数据库技术。

此外，智能配电网AVC自身携带的某些工具软件，高度集成接口、趋势、报表等服务在数据库内，使得系统更简洁高效。不仅如此，系统还应做到将异常数据自动推送出来，便于用户将更多的精力放在应用的易用性和实用性上，提高自动化水平；借助海量数据的迅捷吞吐和长时间的数据在线存储，完整、精确和无损地再现任一时间段的故障回放；将可视化组态工具嵌入数据库，与数据捆绑，方式更加灵活，历史状态回放更加方便；服务器不对未请求的压缩数据解压，避免系统速度变慢；数据在压缩状态下传输，极大减少对网络带宽的占用；在客户端解压压缩数据，充分有效利用网络中计算资源系统可容纳更多用户同时访问，加快互动化。

3.信息化技术

信息化是指信息的高度集成、共享与利用以及各类信息精确、高效的采集和传输。其中涉及的关键技术包括通信整合技术、采集抄表及测量技术、企业信息整合技术。

（1）通信整合技术

配电网通信方式多样，各种通信方式在不同的应用场合都得到了应用。智能配电网通信整合技术目标是通过建立高速、全整合的双向通信技术基础构架，使得智能配网能够进行动态的、互动的实时信息和电力交换。通过这个通信构架可以建立即插即用环境，使得智能传感器、控制设备、控制中心、保护系统和用户能够相互沟通。(www.xing528.com)

（2）采集抄表及测量技术

智能传感测量技术的设备主要包括OTC、OPT和智能电表和智能的传感器等。OTC、OPT可实现测量、保护与控制设备的数据共享，减少互感器的使用量。智能电表能够完成自动抄表，智能选择用电方式等操作。智能配网采集抄表及测量技术目标是实现配电网全方位的信息采集，并在用户侧提供交互接口。

（3）企业信息整合技术

信息技术的发展已经到了一个内容时代，各个信息系统的内容抽取和互相通信是智能配网的一个支撑，只有全局的信息整合，才能实现信息的智能。企业信息整合技术采用最新的信息集成技术，结合国内外标准体系，构建一体化的信息共享与交互平台。目前，推荐采用基于IEC61998的企业服务总线技术实现配电网信息的一体化整合。

4.自动化技术

自动化是指电网控制策略的自动优选、运行状态的自动监控和故障状态的自动恢复。其中涉及的关键技术主要有高级电网设备以及主动配电网管理等。

（1）高级电网设备

使用新材料技术和纳米技术设计的下一代电力系统设备能够更强、更可靠，并能提供实时诊断来提高电网性能。这个技术包括超导电缆，故障电流限制器，复合导线，FACTS，高级储能设备，分布式电源，高级变压器和断路器，智能负荷等。

（2）主动配电网管理

配电网管理系统收集所有潜在的电网元素的信息，分析、诊断并提供解决方案，从确定性和概率性两个方面，自动采取合适的动作，提供信息和解决方案给系统运行人员。这种高级控制算法将提供一些应用，如分布式能源接入、需求侧响应调度、配网自动化、变电站自动化、保护自适应、市场价格、电网建模、高级可视化系统。同时需要整合资产管理过程和运行规划优化。

5.互动化技术

互动化是指电源、电网和用户资源的友好互动和协调运行。其中涉及的关键技术主要有需求侧响应和用户门户、决策支持和人机界面等。

（1）需求侧响应和用户门户

通过需求侧响应和用户门户，真正实现客户作为电力协调运行的一部分，而不是以前的只是被动的用电，这包括需求侧分析、负荷控制、电力市场等技术的支撑。

（2）决策支持和人机界面

在时间上运行人员的决定时间已经由分钟变成秒级，智能配电网需要广阔的、无缝的实时的应用和工具，来配置运行人员。这包括人工智能支持的人机界面、运行人员智能告警、半自动代理软件、可视化工具和系统、高性能仪表盘、先进控制和实时动态仿真等。

智能配电网AVC系统在人机交互界面应该能够精细显示实时工况和事项，并能根据用户要求自己选择显示工况和事项、事件回放、更新速度等信息。

6.灵活的分布式电源

分布式电源种类很多，包括小型水电、风力发电、燃料电池等。配电网中的分布式电源，靠近负荷中心，降低了对电网扩展的需要，并提高了电网供电可靠性，逐渐得到广泛应用。与此同时，由于民用洁净能源技术的日益成熟，使得一些分布式电源有望在不就的将来走入千家万户。

大量的分布式电源并于中压或低压配电网上运行，彻底改变了传统的配电系统单相潮流的特点，要求系统使用新的保护方案、电压控制和仪表来满足双向潮流的需要。通过高级的自动化系统把这些分布式电源无缝集成到电网中并协调运行，将可带来巨大的效益。除了节省对输电网的投资外，还可提高全系统的可靠性和效率，提高对电网的紧急功率和峰荷电力支持及其他辅助功能。同时还为系统运行提供了巨大的灵活性，必要时可提供紧急供电保证系统正常供电。