智能配电网关键技术分析

研究超导技术在超导电缆、超导限流器、超导变 压器和超导储能装置等配电关键设备领域的应用技术， 研究配电超导电力设备挂网接入、运行控制和故障应 急措施等方面的技术原则，分析超导电力设备常温绝 缘结构和低温绝缘结构的实用性，以及影响配电超导 电力设备整体及冷却系统和低温转动机构等关键部件 运行可靠性的主要因素和应对措施，进行配电超导电 力设备的技术经济性分析。
CH9
35kV狮子 CH12 山电站
CH11
GW6
CH10 GW5
自愈式馈线自动化技术
过流性故障 短路性故障 瞬时性故障 永久性故障 接地故障 三段式定时限保护 反时限曲线保护 重合闸保护 加速跳保护 保护闭锁 单相接地保护 电压保护 联络开关自投功能 A处被隔离后的示意图
CH1
控 制 单 元
G P R S
CH2
控 制 单 元
CH7
GW1 CH3 GW2
110kV中枢 变电站
控制单元 G P R S 控 制 单 元
CH4
GPRS
食品公司、公安局、 外贸560KVA/3台
CH5
控制单元
A
武装部、金庆、市医院、
CH6
控制单元
食品公司、公安局、 外贸560KVA/3台
GW3
我国配电网的发展现状
我国配电网的整体水平与国际发达国家有着一定的差距， 主要体现在以下几个方面：
配电网网架结构相对薄弱，负荷转供能力不强，局部停、 限电风险较大，制约配电网供电能力提升。配电网联络线 路比例为56.5%，单辐射线路比例为43.5%，配网线路联络 程度不高，单辐射线路仍占相当比例。长度大于4公里主干 线线路占42.9%，配网线路平均分段点为1.89个，配网主干 线较长，线路分段点不足。
配电网的数据采集与监控（SCADA） 技术应包含但不限于以下功能： 数据采集 数据处理 双数据库镜像 控制功能 人机交互 图形编辑 图元自定义 模板管理 报表管理
通讯监视
实时告警 预告信号 SOE事件 事故追忆 事故重演 计算功能 统计功能 实时库管理
通讯监视
权限功能
配变数据分析
智能配电设备关键技术
配网自动化一般是通过FTU、 RTU、TTU配网监控终端对柱 上开关、环网柜、配网变压器 等配电网一次设备的信息及电 量进行采集，以及控制命令的 接收、转发任务，实现对配电 网的监控、故障告警、运行状
配电网智能设备-自动重合器
态分析等操作，达到配电网合
理、经济、可靠的运行。
电信、怀酒厂、民变 1520KVA/3台
利毫、地税家属、 东环690KVA/3台
保险公司、工行、民委、供 电家属楼、920KVA/5台
G P R S 控 制 单 元
CH1
控 制 单 元
G P R S
CH2
控 制 单 元
G P R S
CH7
GW1
110kV中枢 变电站
CH3 GW2
控制单元 G P R S 控 制 单 元
G P R S 朱沙堡、烂田湾、东环
GPRS G P R S 控 制 单 元
2245KVA/10台
CH8
酒中酒厂等 25KVA/3台
控 制 单 元 G P R S
仁怀宾馆等 1160KVA/3台
控 制 单 元 G P R S
GW4
GPRS 控制单元
配电网智能优化运行技术
配电网分布式电源（储能）接 入与微电网技术 配电网超导应用关键技术
配电网自动化技术
配电网自动化是提高配电网供电可靠性、供电质量和 供电能力、实现配电网高效经济运行的重要手段，是实现 智能配电网的核心环节。配电网自动化是运用计算机技术、 自动控制技术、电子技术、通信技术及新高性能的配电设 备等技术手段，对配电网进行离线与在线的智能化监控管 理，使配电网始终处于安全、可靠、优质、经济、高效的 最优运行状态，并实现配电网的信息化、自动化、互动化， 从而构成智能配电网系统。该系统技术主要包括: 自愈式馈线自动化 配电网数据采集和监控 配电网地理信息系统 配变监测系统
DG模型建立
配电网分布式电源接入及微网技术
为了降低DG带来的不利影响,同时发挥DG积极的辅助作用，一个较好的解 决方法就是把DG和负荷一起作为配电子系统——微网。 (1)微网提供了一个有效集成应用DG的方式，继承拥有了所有单独DG系统
所具有的优点。
(2)微网作为一个独立的整体模块，不会对大电网产生不利影响，不需要对 大电网的运行策略进行修改。 (3)微网可以以灵活的方式将DG接入或断开。
地理信息图
GIS设备管理系统
配变监测技术
建立配变监测系统， 通过配变监测智能终 端，采集配变的实时 信息，由GPRS等公 共通信网络传送到主 站，实现： 监测配电网运行状态 提高变压器使用率 防窃电监视 过负荷监视 配电网损耗计算与优 化
配变数据浏览
配变监测技术
数据采集和抄录 数据统计计算 控制功能 报警处理 配变数据浏览 配变特性分析功能 负荷监测和分析功能 配变历史及实时运行 情况监测、查询分析 功能 台区供电可靠性的实 时统计分析功能
配电自动化系统结构
整个配网自动化系统采 用分层式分布，模块化 系统结构，主要包括主
控层、通信层、设备层。
具有如下特点： ■ 开放式系统
■ 分布式体系结构
■ 遵循国际标准 ■ 系统功能设计模块化
自愈式馈线自动化技术
电信、怀酒厂、民变 1520KVA/3台
利毫、地税家属、 东环690KVA/3台
故障点分析（A）
G P R S
保险公司、工行、民委、供 电家属楼、920KVA/5台
G P R S 控 制 单 元
该系统具备自动故 障定位、隔离故障 区段、自动恢复非 故障区段的供电能 力，从而达到缩小 停电范围和减少用 户的停电时间，提 高对用户供电可靠 性的目的。 重点研究馈线自动 化装置在简化信息 传输路径和适应线 路拓扑更改时的自 主动作模式。
电压无功综合控制
操作票管理
配电网分布式电源接入及微网技术
分布式电源（DG）定义:分布在配电网中的功率为 10kW～30MW小型模块式 的、 与环境兼容的独立电源。 DG效益：调峰、再生能源的利用、节省输变电投资、降低网损、提高供电可 靠性 DG型式：燃料电池、 小型热电联产、小型水力发电站、风力发电、太阳能电 池阵列以及生物发电等。 DG并入电网后将给配电网带来影响：DG使得线路调压复杂化、DG使得继电 保护选型和配置困难 、DG使得电网短路容量增大,发生故障容易毁坏设备 、 DG对电能质量有较大干扰 、DG影响接地系统的设计 。
安居工程等 725KVA/3台
控 制 单 元 G P R S
仁怀宾馆等 1160KVA/3台
控 制 单 元 G P R S
GW4
GPRS 控制单元
CH9
35kV狮子 山电站
CH12
CH11
GW6
CH10 GW5
自愈式馈线自动化技术
某线路配网线路一次接线图
某线路配网线路一次接线图
配电网数据采集和监控技术
新能源接入与储能应用技术尚处于起步阶段。欧美一些 发达国家已经对分布式发电技术开展了广泛的研究和应用， 而我国对此领域的研究尚处于起步阶段。此外，在大容量 储能应用技术方面，我国在储能电池的制造与大规模应用 技术等方面均落后于日本等发达国家。
智能配电网的主要技术
配电自动化技术
智能配电设备关键技术
CH4
GPRS
食品公司、公安局、 外贸560KVA/3台
CH5
控制单元
A
武装部、金庆、市医院、
CH6
控制单元
食品公司、公安局、 外贸560KVA/3台
GW3
G P R S 朱沙堡、烂田湾、东环
GPRS G P R S 控 制 单 元
2245KVA/10台
CH8
酒中酒厂等 760KVA/3台
控 制 单 元 G P R S
Web功能 远程维护 双网切换
历史库管理
系统自诊断
SOE事件记录
配电网地理信息系统技术
配电网自动化系统应建立于地理信 息系统基础上开发应用 ： 图形显示、缩放和导航 设备图元符号生成与管理 自动注记和手工注记 线路和设备数据的编辑、查询 地理信息图 电网一次接线图编辑、显示和查 询 电网、路网拓扑模型建立 设备分类查询统计 图文互查功能 用户信息由地理图或单线图直接 查询 绘图输出功能
配电网智能设备-环网柜
智能配电设备关键技术
智能化高压开关技 术 智能化变压器技术 智能化二次设备技 术
FTU、RTU、TTU配网监控终端设备
一二次一体化的智
能控制技术
配网监控终端单元
配电网智能优化运行技术
配电设备状态监测及诊断 配网安全预警及经济运行 分析 电压无功综合控制 潮流分析 电网运行方式优化 自动调节、闭环运行 用电策略 小电流接地选线功能 微机五防功能 操作票管理 同期检测和同期合闸功能 系统诊断与自恢复功能 远程监视与维护功能
(4)DG并网的许多问题都是由DG响应速度慢、惯性小的特点引起的,多个
DG联网的微网增加了系统容量,并有相应的储能系统(蓄电池储能系统、飞 轮储能系统等),使系统惯性增大，减弱电压波动和电压闪变现象,改善电能 质量。
(5)微网在上级网络发生故障时可以孤立运行继续保障供电,提高供电可靠
性。
配电网超导应用关键技术
农村配电网的建设水平与城市有相当差距，具有负荷分 散、点多面广、运行环境差、发展不平衡、用电需求差异 明显等特点，针对农村配电网的关键技术研发应用投入不 足。
我国配电网的发展现状
配电自动化应用范围小，实用化水平较低。目前，系统 具备远程通信功能，且实现了二遥或三遥功能的开关数量
仅占8.9%，部分地市供电公司局部范围实现了配电自动化 的实用化，配电自动化应用范围小且实用化水平偏低。而 日本目前配电自动化系统覆盖率为东京70%，九州80%，福 冈100%，而我国仅为8.9%。