基于智能配电网保护控制的设计与研究探讨

张佳伟

摘要：随着电力用电需求的增加，配电网的供电要求也需要进一步提高。智能配电网是电力系统研究和发展的必然选择。智能配电网具有对系统进行保护和控制的能力，能够及时有效地解决供电问题的影响。这是电力工业发展的必然研究课题。因此，在实际工作过程中，员工应该更加重视这一问题，并从实际情况出发提出有效的解决办法。

关键词：智能配电网;低压配电;方式;特点

配电网智能化对推动整个电网运行系统升级发展具有重要意义。大量的实际研究结果表明，智能配电网的应用表现出极其显著的互动性和自愈性特征。同时，在分布式发电接入技术和微网运行技术等智能技术的应用过程中，传统的保护和控制方法表现出了明显的不适应性。从这个角度来看，基于保护方式的合理选择和保护标准的确定，对智能配电网保护与控制方法的研究，已成为电网建设行业领域的研究热点。

一、智能配电网的特点

1.1 供电更为可靠

与传统配电网相比，智能配电网供电更加稳定可靠。通过对故障的智能化处理，使智能配电网具有一定的抵御自然灾害和人为破坏的能力，大大降低了电网故障对[1]用户正常用电的影响。微网系统依靠多网发电，可以快速使用，保证正常供电，实现智能配电网真正的自愈。

1.2 提供优质的电能

智能配电网利用先进的技术通过对电能质量的监控，实现对电压的严格控制，保证电压在标准要求内稳定输送。通过提高设备的敏感性，使供电能够持续高质量的进行[2]。

1.3 兼容性更好

智能配电网具有较高的兼容性，能使大量的分布式发电网络无缝隙的连接在一起，提高了配电网络工作的灵活性，有效的增加了对供电的稳定性。

1.4 互动能力极强

通过用户对需求响应程度的不同，创造合适的分布式发电的条件，使用户在用电高峰期的用电正常进行，根据不同的需求提供更多的附加服务，实现以用户为中心的服务理念，增强智能配电网的实用性和与用户的互动能力。

1.5 提高电网资产利用率

实行对主要供电设备的实时监控，了解设备的运行状态，对不能正常使用的设备进行维修或更换，延长使用寿命，合理的减少供电系统的投资，降低输出电力的成本，提高电力系统的效益。

二、低压配电系统的接线方式

低压配系统是智能配网络中的一个典型，它由电源、低压配电装置、低压线路和用户低压配电装置组成，主要用于低压系统的实时监测、开关分合闸的控制和各种数据的整理分析，完成供电公司与客户的互动任务。低压配电系统的接线方式分为以下四种：

2.1 放射式

使用放射式接线法完成低压系统的各部分电线路的相互独立，不因某一处的线路故障影响到其他配电线路，具有较高的可靠性。然而放射式配电接线方式所需使用的开关等材料较多，不适合广泛的使用，一般用于对供电设备有较高要求的场所。

2.2 树干式

低压配电系统的中轴式布线方式与辐射式布线方式相反，既减少了有色金属材料的消耗，又提高了系统的灵活性，降低了实际成本。该配电装置的一条线路可以同时为多个设备供电，具有很高的经济价值。然而，在通电过程中，多根线路的故障会造成广泛的影响，可靠性不高。仅适用于容量小、电气设备分布均匀的场合，实用性低。

2.3 混合式

混合连接方式是径向式和干线式的结合，导致径向方式下多条干线，局部采用干线式。低压电源引出后，通过稳定的径向运行将电流输送到柔性主干电路，使配电网安全经济运行。

2.4 具有备用电源的配电方式

为了提高供电系统的稳定性和可靠性，许多建筑物都提供了应急供电。当主电源出现故障时，系统自动切换启动备用电源，备用电源为用户供电，直到修复完成后，再切换回主电源，保证电力正常使用。

三、智能配电网保护控制系统的设计

基于智能配电网的运行目标和结构特点，保护控制系统应具有的一个重要特点就是自愈能力，也就是自我预防和自我恢复能力。自愈能力表现在两个方面，第一是系统的运行要以预防控制为主，及时的发现和消除故障，第二是在出现故障的情况下要具有维持系统继续运行的能力，不影响配电网的损失，并通过自动修复尽可能的在有故障的情况下恢复供电。因此，智能配电网的自愈能力是只能配电网保护系统的核心，而自愈能力必须要依靠可靠的，合理的保护控制方案来实现。本文设计出来的配电网保护控制系统设计方案。电网的结构包括与配电网直接相连的微电网系统和面向商业或者居民用电的小型微电网系统。在智能配电网系统里面各个分布式电源都有各自独立的控制器，尤其是逆变型电源，其电子接口可以使各分布式电源的运行更为智能化，这种电源的控制途径是利用本地信息对输出的电压和频率进行控制，这种控制方法对提高微电网的供电质量和稳定性提供了重要的作用。对于微电网来说，对各个分布式电源的监测同样需要通过保护系统来实现，并需要对分布式电源与负荷进行投切控制，从使微电网与配电网的并网运行或者孤岛运行成功进行。其中，还包括孤岛运行方式下的微电网与配电网同步运行。配电网保护系统由以下几个部分组成：第一是面向电子式互感器，光互感器和数字量输入的合并单元，这个部分的功能主要是集变电站或本地的信息。第二是冗余的通信网络体系结构。这两个部分是数据采集和分散控制的基础。第三个部分是面向智能配电网的保护控制系统，这一部分除了有配电网的保护控制方案，还包括了对微电网的保护挖制策略，其中，分别包括微电网的保护控制方案以及他们之间的相互关系，最终通过通信网络的途径实现对分布式电源和负荷的分散控制。本文设计的方案中通过通信网关与其他非本地的保护控制单元进行通信，可以实现更高层次的优化控制。

四、结束语

综上所述，智能配电网的发展不仅可以依靠工作系统的改进和优化，但也要办好相关电气设备的维护在系统操作，减少设备故障造成的安全事故，提高供电的安全可用性。通过合理使用供電方式，选择最合适的材料和电路，在保证供电安全稳定的前提下，降低供电成本，提高使用价值。

参考文献：

[1]宁莹莹， 刘文东. 柔性直流配电网控制保护系统设计与策略研究[J]. 轻松学电脑， 2019， 000（017）：P.1-1.

[2]刘梓涵. 智能电网应急通信管理系统的研究与设计[J]. 通讯世界， 2019， 026（006）：184-185.

[3]杨志强. 智能配电网自愈控制系统技术研究与设计[J]. 华东科技（综合）， 2018， 000（012）：P.299-299.

（作者单位：国网宁晋县供电公司）