智能配电网保护控制的设计探析

吴赟 国网福建省电力有限公司晋江市供电公司

智能配电网是我国电力系统发展的必然趋势，在这个过程中，智能配电网的发展融合了通信技术、信息、计算机、人工智能、控制技术等多项技术，并在此基础上得到了良好的发展，在实际的使用过程中安全性高、供电质量良好。为保证智能配电网稳定运行，最大程度减少停电与电压骤降等情况的出现，合理的配置智能配电网保护控制系统非常更关键，文章对其进行了深入研究。

一、智能配电网在当前的发展

进入新时期，尤其是经济发展进入新常态之后电力行业从工业化朝着信息化方向发展，对高尖技术的需求非常明显，而且发展越来越复杂，同时，“智能电网”的概念被人们提出且熟知。智能电网以电力系统为主要对象，集传感技术、检测技术、信息技术、通讯技术等为一体，实现输配电到用户所有环节的智能化交流，具备自愈能力、兼容性增强，与通信技术的融合还让其具备了互动的特征，能够在实际运用过程中提供可靠且优质的电能。“十二五”规划到今天，智能电网建设从纳入国家发展战略到今天，跨越了两个“五年规划”，相信在未来的发展会越来越好。在智能电网的发展过程中SDG的发展是重要组成部分，与传统的发展相比，有以下的特征：

（1）具备很强的安全性，智能配电网能够从容应对各种紧急事件的发生，在自然灾害的发生方面更具有优势，能够避免大面积停电情况的产生，抗药有效控制电网突发故障对设备造成的影响，确保供电正常进行。

（2）具备自愈能力，智能化设备在运行过程中发生故障等情况之后，系统具备的自我检修与恢复功能会启动，在这个过程中纠正操作，保证供电可以正常进行[1]。

（3）优化了电力质量，智能配电网能实时监测电力质量，针对用户需求严格按照需要进行供电，改善了传统供电当中存在的一系列问题。

（4）利用效率明显提高，通过实时监测可以有效控制设备的温度、绝缘水平等，优化分布与减少线损，延长设备的使用寿命。

（5）支持接入分布式电源，该系统具备保护控制的自适应、系统接口，在这个过程中能够接入分布式电源，促进新能源的推广、使用。

（6）具备良好的互动性与交互性，改善了传统智能配电网的应用过程中存在的问题。智能配电网的互动性体现在：一方面使用智能电表，电表的分时计价与动态计价可以合理分配电力供应；一方面允许分布式电源来促进调峰使用。

在实际的发展过程中，需要认识到智能配电网的应用是我国电力系统发展的重要方向，也是未来创新发展的重点。在这个过程中切实提高智能配电网运行的安全性、稳定性，是配电网规划设计的关键要素。

二、智能配电网保护控制的设计探析

（一）传统的保护系统

配电网保护与控制系统装置比较复杂，有针对变压器的设备、发电机保护装置、频率装置、测控单元的监控系统等。传统二次控制系统可以进行具体划分，比如继电保护装置设备，通信系统、二次接线专业，根据不同智能技术与不同专业方面的需求进行了具体的划分与管理，这个阶段人力与设备复杂，操作性很强。比如EMS、WAMS侧重稳态数据与暂态数据，整个系统内部不同专业配置不同的装置，彼此之间信息完全独立无法共享，相互的配合程度非常差，无法满足系统对整体的监督与控制，甚至会存在保护失配等情况的存在，自然无法满足智能配电网的实际运行要求[2]。

（二）现代智能配电网保护系统的设计

智能配电网保护系统依赖现代多种技术完成，比如通信设备与信息管理，控制技术与理论操作、决策系统等，其中搭建了高速网络通信平台，实现了设备彼此的信息共享，将保护系统与控制系统紧密联系在一起，在厂站端内能够实现信息的自动采集、测量、控制与监督，完成计量与动态监测等一系列工作，而且还支持配电网实时自动控制与调节，协调内部系统的运行，还可以提供在线决策、在线协同互动操作（见图1）。

如图1，保护系统具备的功能有：①其中的自适应主要是自适应运行方式、拓扑结构的变化，支持孤网运行，也支持并网模式；②广域信息测量运用同步测量技术，可以在稳态或者是暂态条件下实现量测性能，在不同位置的保护单元都可以实现量测性能达到保护；③相互协调控制，达到中心决策、保护等，实现相互协调控制。

上述内容可以看出智能配电网保护控制系统改善了传统发展过程中存在的信息孤立的情况，实现了电力系统信息的集成，优化配电网控制系统的同时满足了智能配电网对稳定运行的需求。

三、设计

（一）设计要求

根据实际发展的需求，智能配电网保护控制设计要求有：首先保证功能齐全完备；其次保证结构设计合理科学；其三，应该突出智能特征。通过设计保护控制系统来真正实现智能配电网的智能运行，提高电力系统运行的稳定性与可靠性实现现代电力的稳定发展[3]。

（二）设计结构

根据实际需要，设计三层结构，其中，强调“分层、分区、就地控制”的设计原则，其中智能设备层主要是针对数据采集、智能装置、执行装置；站域保护层主要是实现范围内的保护，后备保护功能；广域保护层主要是实现网络监测数据的同步与共享，包括对电流电压等的控制，综合分析作出决策实现保护与控制。

四、结语

本次设计完毕之后，在实际使用当中取得了良好效果，保证了电网运行良好，改善区域智能电网的运行安全，确保可靠性与稳定性，最大程度实现电网的自愈功能，避免了网络的延迟时间，保证了系统的保护功能。

图1 智能配电网的保护系统结构示意图