智能配电网通信技术研究及应用
智能配电网通信技术研究及应用
辛培哲，李
隽，王玉东，肖智宏，刘丽榕，刘
颖
（国网北京经济技术研究院，北京100052）
中图分类号：TN915.853
文献标志码：B
文章编号：1005-7641（2010）11-0014-06
第31卷第217期电力系统通信Vol.31No.2172010年11月10日Telecommunications for Electric Power System
Nov.10，2010
0引言
经过多年建设，电力通信系统主干网络已基本
实现传输媒介光纤化，业务承载网络化，运行监视和管理自动化和信息化。然而，作为骨干网接入层网络的配电通信网，由于节点多、覆盖面广、建设难度大等原因，一直以来缺乏适用的通信技术和建设模式，成为电力通信网发展瓶颈，制约了智能配用电业务的应用。
无源光网络（PON ）技术成熟，在国内外电信运营商网络和智能电网试点工程中得到应用[1-3]；全球微波接入互操作（WiMAX ）采用新一代宽带无线技术，在国外通信网中已成规模应用[4-9]；电力线载波（PLC ）与OFDM 等通信技术相结合，能够提高传输带宽和可靠性，成为近年来研究的热点领域[10-15]。通过对上述几种通信技术进行深入研究比较，提出了差异化组网方案，为智能配用电通信网的建设提供参考。
1配电通信网现状及业务需求
1.1现状及存在的问题
配电通信网目前主要与城市实施的配电自动
化系统配套建设，从实施配电自动化的通信系统发展总体看，东部沿海地区及发达城市开展情况较好，覆盖率相对较高；中、西部地区只有少量试点，覆盖率较低。总体而言，配电自动化及其配套通信系统目前仍处于小规模应用阶段，尚未大规
模展开建设。目前，配电通信网多采用光调制解调器、工业以太网、以太网无源光网络、中压电力线载波、无线公网等通信方式。
目前，在运的配电通信网大多为各地各部门根据实际需要分散建设，缺乏统一的网络规划，技术体制和建设标准在各地相差甚大，电力通信基础资源不能得到有效利用。大量业务应用依赖于公网运营商网络，受无线公网通信技术体制、运营性质和通道安全性制约，导致相关业务应用标准和技术指标降低，信息安全存在风险，严重制约智能配用电的发展。
1.2业务需求
随着智能电网配用电业务的不断应用，对通
信网在安全性、实时性和传输带宽方面提出更高的要求。配电自动化系统涉及到开关设备的控制，处于安全I 区；按照配电网技术规范的要求，开关量变位传送到主站小于10s ，重要遥测越定值传送时间小于10s ，系统控制操作响应时间小于5s ；配电通信网除承载配电自动化业务系统本身信息量外，还需汇聚智能用电网的语音、数据和视频信息。
以1座110kV 变电站20条配网出线、100台配变；1台配变120户居民用户，6户三相工商业用户的典型配置，每条配网出线业务流量统计见表1所列。
其中，配电监控只考虑重要节点，用电业务信息以每台配变为统计节点。根据计算，每回配网
14··
表1配电线路信息流量统计
Tab.1Information flow of distribution links
线路至变电站的传输带宽应不小于18Mbit/s ，变电站用于配用电网业务出口带宽应不小于360Mbit/s 。
从信息量统计可以看出，配电通信网业务节点多，数据流向集中，带宽需求大，宜采用专网方式通信，提高传输带宽和可靠性，目前，适用于配电网的通信技术主要有PON 、WiMAX 和宽带PLC 。
2
智能配电网通信技术
2.1
PON 技术
无源光网络（PON ）是一种点到多点（P2MP ）
结构的单纤双向光接入网络，由系统侧的光线路终端（OLT ，Optical Line Terminal ）、光分配网络（ODN ，Optical Distribution Network ）和用户侧的光网络单元（ONU ，Optical Network Unit ）组成，其系统架构如图1所示。
注：IFPON 为PON 接口。
图1PON 系统架构
Fig.1System structure of PON
OLT 放在中心机房，既是一个交换机或路由
器，又是一个多业务平台，它提供面向无源光网络的光纤接口（PON 接口）。ONU 放在用户设备端附近或与其合为一体，提供面向用户的多种业务接入，根据ONU 在所处位置的不同，PON 的应用
模式又可分为光纤到路边（FTTC ）、光纤到大楼（FTTB ）、光纤到办公室(FTTO)和光纤到家(FTTH)等多种类型。ODN 完成光信号功率的分配，为OLT 与ONU 之间提供光传输通道，按照其连接方式不同主要可分为星型、树型、总线型和环型结构。
PON 系统从OLT 到多个ONU 下行传输数据
采用广播的方式，根据IEEE 802.3ah 协议，每一个数据帧的帧头包含前面注册时分配的、特定
ONU 的逻辑链路标识（LLID ），该标识表明本数据
帧是给ONU （ONU1、ONU2、ONU3、…、ONU n ）中的唯一一个；另外，部分数据帧可以是给所有的
ONU （广播式）或者特殊的一组ONU （组播）。对于
从多个ONU 到OLT 上行数据，采用时分多址（TDMA ）技术分时隙给ONU 传输上行流量。OLT 会根据系统的配置，给ONU 分配特定的带宽，或采用动态带宽分配策略。PON 系统上下行工作机制如图2所示。
图2PON 系统传输原理
Fig.2Transmission principle of PON
目前，市场上主流的PON 产品有以太网无源光网络（EPON ）和吉比特无源光网络（GPON ）两大类。EPON 在物理层采用了PON 技术，在链路层使用以太网协议，利用PON 的拓扑结构实现了以太网的接入。GPON 能够提供非对称高传输速率，可以同时承载ATM 信元和GEM 帧。EPON 和GPON 主要技术指标对比见表2所列。可以看出，GPON
在业务承载能力和网络管理方面更具优势，随着
GPON 产品规模化应用，其与EPON 在成本方面
的劣势也不断缩小。
2.2WiMAX 技术
全球微波接入互操作（WiMAX ）是一种无线宽带城域网（WMAN ）接入技术，其物理层和MAC 层均基于IEEE 802.16工作组开发的无线城域网技术，能够实现固定及移动用户的高速无线接入。
项目信息流量/kbit ·s
-1
配电自动化16电能质量监测 2.4配电监控运行4096分布式电源控制0.6用电基本业务215.4用电扩展性业务502.8用电可视化业务
2048小计
4115
·专题聚焦·辛培哲等智能配电网通信技术研究及应用
15··
表2EPON 和GPON 主要技术指标对比
Tab.2Comparison of EPON and GPON
WiMAX 网络体系由核心网和接入网组成。
核心网包含网络管理系统、路由器、AAA 代理服务器、用户数据库以及网关设备，主要实现用户认证、漫游、网络管理等功能，并提供与其他网络之间的接口。接入网中包含基站（BS ）、用户站（SS ）和移动用户站（MSS ），主要负责为WiMAX 用户提供无线接入。WiMAX 网络体系结构如图3所示。
图3WiMAX 系统架构
Fig.3System structure of WiMAX
WiMAX 系统采用了包括正交频分复用（OFDM ，Orthogonal Frequency Division Multiplexing ）、多
入多出（MIMO ，Multiple Input Multiple Output ）、自适应调制编码（AMC ，Adaptive Modulation and
Coding ）等多种技术提高网络传输带宽和抗干扰
性能。
2.2.1OFDM
OFDM 是一种并行传输数据技术，它将高速
串行数据变换为低速并行数据，用多个正交的载波构成子信道分别调制并行数据，并通过增加循环前缀用以消除多径传输引起的符号间干扰。由于OFDM 技术在对抗多径衰落、抗窄带干扰多址
接入和信号处理方面显示出的优势，被公认为下一代无线通信系统的核心技术之一。图4是
OFDM 系统基本原理。
图4OFDM 基本原理
Fig.4Basic principle of OFDM
2.2.2MIMO
MIMO 通信系统在发射端和接收端均采用多
个天线，各发射接收天线间的信道响应独立，可以创造多个并行的空间信道。通过这些并行空间信道独立地传输信息，数据率成倍提高，经证明，MI -
MO 系统的容量随最小天线数的增加而近似线性
增加。MIMO 系统能最大成度地利用无线信道的
信道容量，实现高速可靠通信，成为无线通信领域内最炙手可热的技术之一。MIMO 系统的基本结构如图5所示。
图5MIMO 系统示意
Fig.5System structure of MIMO
2.3PLC 技术
电力线载波通信（PLC ）是电力系统特有的通
信方式，利用电力线缆作为传输媒质，通过载波方
技术指标EPON GPON 标准机构IEEE 802.3ah ITU-T G.984上/下行速率 1.25/1.25Gbit/s 1.25/2.5Gbit/s 分光比1:16,1:321∶16，1∶32，1∶64，1∶128
线路编码8B/10B NRZ 扰码基础协议
Ethernet ATM 、GEM TDM 业务PWE3或VoIP 直接适配
数据业务
直接适配
GEM QOS 支持802.1P 、IP QoS T-CONT OAM 运维
最低限度支持
电信级
电力系统通信2010，31（217）
16··
式传输语音和数据信号，具有可靠性高，抗破坏能力强，不需要另外架设通信线路的特点。
电力线载波通信在35kV及以上电压等级的高压输电线路中已大量应用，主要承载调度电话、远动和继电保护信息。中低压电力线载波目前主要为配电自动化系统、远方集中自动抄表系统提供数据传输通道。目前，电力线载波通信采用40~ 500kHz传输频带，传输速率为几十kbit/s。
电力线载波信道复杂多变，电力线通信需要克服电力线信道中的背景噪声和脉冲噪声导致接收端相对低的信噪比（SNR）、信道的时频变化以及电磁兼容（EMC）要求限制的信号发射功率等问题，因此，需要采取相应的编码调制技术来提高信息传输的带宽和可靠性。
目前，宽带电力线载波通信技术采用OFDM 自适应调制解调、卷积编码、信道估计等技术，能够很好地适应电力线信道特性，保证了通信带宽和可靠性。许多研究机构开展了高速电力线技术的研究和开发，产品的传输速率也从1Mbit/s发展到2Mbit/s、14Mbit/s、45Mbit/s，甚至200Mbit/s。
2.4技术比较
在传输带宽方面，目前10Gbit/s速率的PON 产品也已投入商业化运行，WiMAX和宽带PLC 技术只有几十上百兆带宽。PON作为光纤接入技术，相对于无线通信和电力线载波通信具有先天性优势。
传输距离方面，尽管PON网络均为无源器件，其传输距离仍达到20km；WiMAX系统具备非视距传输能力，采用OFDM和MIMO技术后能有效对抗衰减和多径干扰，其理论传输距离可以达到50km，而实际组网中，为保证传输速率和信号质量，覆盖半径一般为几千米；PLC系统由于电力线信道的恶劣性，传输距离较短，一般只有几百米。
经济性方面，由于配电通信网建设覆盖范围广，采用PON网络光纤敷设工程量大，投资高；无线专网和电力线载波利用无线信道和已有电力线作为传输媒质，不需要额外铺设通信线路，组网速度快，建设成本低。相对而言，无线和电力线载波网络在投资经济型、布网快速性、施工难度以及后期运行维护等方面更具优势。
PON、WiMAX和PLC三种配电通信网主要适用技术比较见表3所列。
表3主要技术经济指标比较
Tab.3Comparison of main technical and economic
index
3智能配电通信网组网方式
3.1组网方式
通过上述章节对几种配电通信网适用技术的综合比较，结合各地配网自动化规划建设情况，配电通信组网可以分为以下两种模型。
1）配网自动化覆盖区域内。配网自动化站点包括柱上开关、开闭所、环网柜、配电室等，需要实现三遥（遥信、遥测、遥控）功能，通信网络安全性、可靠性和带宽要求高，通信网宜采用光纤方式。由于传统的SDH、ATM传输制式投资高、建设周期长、需占用机房和电源、运行维护量大等缺点，PON以其特有的技术优势成为配网自动化站点信息接入系统的首选。
使用高分光比的PON系统，能够在较短的时间对目标配电网区域实现快速覆盖。PON系统组网应较好地解决配套光缆建设问题，并合理安排ODN分光网络配置。对新建、改造配电线路，可采用OPPC光缆；对老线路，宜架设ADSS或普通光缆。根据配网信息点随配网线路链状串接的特点，ODN网络宜采用不均等分光器，以保证网络灵活性和扩展性。
2）配网自动化覆盖区域外。配网自动化覆盖区域外的配电通信网建设，考虑到“十二五”期间不实施配网自动化和智能用电互动服务，传输带宽要求相对较低，WiMAX是较好的组网方式，但技术经济指标PON WiMAX宽带PLC 带宽 1.25～2.5Gbit/s70Mbti/s200Mbti/s
传输距离20km1～3km小于500m
建设成本很高较高较低
可靠性很高较高较高
实时性很高较高较高
安全性很高较高较高
产品成熟度高高一般
影响因素不受影响天气、地形电网负载和结构
·专题聚焦·辛培哲等智能配电网通信技术研究及应用17
··
考虑到国家政策限制等因素，目前阶段宜采用同样投资少、建设周期短的宽带PLC 专网或GPRS/
CDMA/3G/LTE 无线公网方式。配电通信网典型系
统架构如图6所示。
3.2面临的问题
配电通信网组网建设要考虑到业务带宽需
求、产品成熟度、投资经济性多方面因素，此外，还需要特别关注以下几个问题。
1）WiMAX 宽带无线专网技术虽然已发展较
为成熟，但在国内没有分配专用频段。电力行业目前只有230MHz 一些频点可用，该频段并不适合
WiMAX 组网，需要向国家通信主管部门积极争取
专网专用频谱资源，未来国家政策是否松动，尚不明朗。
2）宽带PLC 技术处在发展期，其技术进步和
产业环境关系密切，需要建立国内统一规范标准，解决自主知识产权问题，实现核心芯片技术国产化，研发适用于国内低压配电网特性的产品和设备，逐步实现宽带电力线通信的产业化发展。
3）无线公网方式具有建设周期短、成本低的
优点，但由于本质上无线公网和互联网是相通的，无线公网通信方式的安全性、可靠性、实时性不能保证，当接入用户数目增加时，通信速率不能保证。因此，无线公网只能作为现阶段组网的补充方式，且仅限于不需要遥控功能的终端通信等应用。
4结束语
配电通信网是电力通信网的重要组成部分，
也是智能电网配电业务应用的重要支持系统。采用PON 光纤专网为主，无线专网和宽带PLC 为辅，带宽需求不高的区域采用GPRS/CDMA/3G/
LTE 无线公网通信方式作为补充，这种组网方式
既能够实现配电通信网的快速布网，又能够满足智能配电业务对通信带宽和可靠性的要求。
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图6配电通信网系统架构
Fig.6System structure of smart distribution communication network
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（ZL ）
辛培哲（1979—），男，山东济宁人，工程师，从事电力通信系统规划和技术研究。
李隽（1974—），女，河北人，高级工程师，从事电力系统规划和技术研究。
王玉东（1973—），男，山西朔州人，高级工程师，从事电力系统规划和技术研究。
肖志宏（1977—），男，辽宁阜新人，工程师，从事电力系统规划和技术研究。
刘丽榕（1980—），女，湖北天门人，工程师，从事电力系统规划和技术研究。
刘
颖（1974—），女，北京人，高级工程师，从事电力系统规划和技术研究。
（收稿日期：2010-08-02；修回日期：2010-09-20）
Research on Communication Technology in Smart Distribution Grid
XIN Pei -zhe,LI Jun,WANG Yu -dong,XIAO Zhi -hong,LIU Li -rong,LIU Ying
（State Power Economic Research Institute,Beijing 100052,China ）
Abstract:The distribution communication network is an important part of power communication system.But it has become a limit of distribution grid for the absence of effective communication methods.This paper first introduces the current situation and service characteristics of smart distribution network,then makes a deep research and comparison on the communication technologies such as PON 、WiMAX and PLC.Finally it put forward a system configuration and technical scheme of smart distribution communication network.Key words:smart distribution grid;PON;WiMAX;PLC
Research on Multi -Service Support Strategy of Smart Gird Based on Wireless
Broadband Technology
YIN Xiao -hua 1,BI Jian -jun 2,LIU Sheng 3
(https://www.360docs.net/doc/851811782.html,rmation and Communication Branch of Liaoning Electric Power Co.，Ltd.,Shenyang 110006,China;https://www.360docs.net/doc/851811782.html,munication and Automation Center of Heilongjiang Electric Power Co.，Ltd.,Harbin 150090,China;3.College of Electric and Electronic Engineering ，North China Electric Power Univ.,Beijing 102206,China)Abstract:Smart grid contains a variety of services.Considering the requirements of different department on data security,privacy and real -time performance,it is necessary to adopt a rational and effective multi -service support strategy.With the advantages of wide frequency band,high transmission rate,flexible networking and wide coverage,wireless broadband technology can well meet the bandwidth requirements of smart grid multi -services,and easily achieve the multi -service support strategy.But wireless broadband technology also has some disadvantages such as limited frequency resources and numerous access points.Special consideration should be given to its support to multi -service because different service data collected from different access points are transmitted to different background processing system through the same transmission channel.A approach of smart gird multi -service support strategy based on the wireless broadband is also proposed,which can meet the different requirements and assure the safety of smart grid services with the help of wireless broadband technology.
Key words:smart grid;wireless broadband technology;McWiLL;VPN;VLAN
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
（上接第9页）
·专题聚焦·辛培哲等智能配电网通信技术研究及应用
19··
智能电网技术与装备中国科学技术大学
“智能电网技术与装备”重点专项 2016年度项目申报指南、指南编制专家名单、 形式审查条件要求 一、“智能电网技术与装备”重点专项2016年度项目申报指南 依据《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》，以及国务院《能源发展战略行动计划（2014—2020年）》、《中国制造2025》和《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》等，科技部会同有关部门组织开展了《国家重点研发计划智能电网技术与装备专项实施方案》编制工作，在此基础上启动“智能电网技术与装备”重点专项2016年度项目，并发布本指南。 本专项总体目标是：持续推动智能电网技术创新、支撑能源结构清洁化转型和能源消费革命，从基础研究、重大共性关键技术研究到典型应用示范全链条布局，实现智能电网关键装备国产化，到2020年，实现我国在智能电网技术领域整体处于国际引领地位。 本专项重点围绕大规模可再生能源并网消纳、大电网柔性互
联、多元用户供需互动用电、多能源互补的分布式供能与微网、智能电网基础支撑技术5个创新链（技术方向）部署23个重点研究任务。专项实施周期为5年（2016—2020）。 按照分步实施、重点突出原则，2016年首批在5个技术方向启动17个项目。每个项目设1名项目负责人，项目下设课题数原则上不超过5个，每个课题设1名课题负责人，课题承担单位原则上不超过5个。 各申报单位统一按指南二级标题（如）的研究方向进行申报，申报内容须涵盖该二级标题下指南所列的全部考核指标。鼓励各申报单位自筹资金配套。对于应用示范类任务，其他经费（包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等）与中央财政经费比例不低于1：1。 1. 大规模可再生能源并网消纳 高比例可再生能源并网的电力系统规划与运行基础理论（基础研究类） 研究内容：面向高比例可再生能源并网及系统安全高效运行
配电自动化开关技术在智能配电网建设中的应用
配电自动化开关技术在智能配电网建设中的应用 发表时间：2019-04-29T13:35:24.623Z 来源：《河南电力》2018年20期作者：邓健灏 [导读] 自动化开关在智能配电网中的应用，有助于提高智能配电网故障诊断能力，减少智能配电网故障发生率。在智能配电网络运作过程中常见的故障类型主要有故障的自动诊断、非故障区域的自动送电以及故障区域的自动隔离等，在进行自动化开关的设置中也应当以此为目的，选择相应的控制方式。 邓健灏 （广东电网公司中山供电局沙溪供电分局） 摘要：自动化开关在智能配电网中的应用，有助于提高智能配电网故障诊断能力，减少智能配电网故障发生率。在智能配电网络运作过程中常见的故障类型主要有故障的自动诊断、非故障区域的自动送电以及故障区域的自动隔离等，在进行自动化开关的设置中也应当以此为目的，选择相应的控制方式。 关键词：智能配电网；自动化；开关；技术 一、中国配电自动化技术的发展现状 智能配电网已经成为国内外重点发展的领域。而由于我国智能配电网中总体结构设计、分布以及自动化配电技术还不都够成熟，导致我国的智能电网发展相对落后，下面对这几点的现状进行分析。 1.智能电网总体结构设计缺乏严谨性 智能电网合理化、科学化设计在电网建设中起到非常重要的作用，直接影响电网建设规划与调整效果。如果在设计过程中没有有效地对智能电网进行全方面的分析与考虑，包括智能电网的环境、设备、系统等任何一处被忽略，都会影响到电力电网在某一个环节处应用不足，这就是一种严重缺乏严谨性设计的结果，粗略的设计会给智能电网带来运行困难的现象，例如：电力负载的运行在没有科学合理的研究与分析下进行设计，就会使其出现误差，影响智能电网不能正常运行。 2.智能电网分布不均衡 据调查，我国中部地区以及西部地区的智能电网分布存在不合理现象，严重影响到了全国电力电网发展的脚步，主要原因是因为智能电网的分布过于分散、疏远，导致光纤覆盖率不稳定，进而使电力电网运行不断出现障碍。 3.自动化配电技术发展不完善 自动化配电技术是推动智能电网快速发展的重要手段，而由于我国的配电自动化技术相比其他国家较为落后，使我国的智能电网发展滞后。只有具备极强的自动配电装置技术，才可以对电力大小进行有效地调整与控制，进而推动配电自动化技术的发展，而我国正是在这一点上还没有取得有效的成绩，所以影响到智能电网在运行中出现不稳定状况。 二、智能配电网的自动化开关应用策略 （一）关于隔离开关 隔离开关的设置目的在于隔离电源，对于无负荷电流的电路进行断开，没有设置灭弧装置，在分闸状态下具有明显的断开点，从而能够有效保证其他电气设置的安全检修。同时在合闸状态下能够对于短路故障电流以及正常负荷电流有效通过，但是对于短路电源以及负荷电流不能有效切断，因此在运作过程中只能在断路器断开的情况下运用。进行隔离开关直接操作的前提条件是电流低于5A，励磁电流、电压互感器以及避雷器等低于2A。 （二）关于负荷开关 目前我国电力系统中运用到的开关类型主要有真空负荷开关以及产气式负荷开关两种类型，结构组成上包括敞开式与箱式。其中箱式开关使用的是SF6气体绝缘，在SF6气体箱内主要包括了操作机构、真空灭弧剂以及隔离刀闸等，运用过程中比较耐腐蚀，受到外界气候的影响比较低。敞开式负荷开关的布置与隔离刀闸比较相似，在分合闸中加入了灭弧装置，操作上具有真空式灭弧室与产气式灭弧室两种，目前采用的主要方式是真空式灭弧室。敞开式负荷开关的很大部分元件是直接裸露在户外的，一旦金属元件使用中受到了腐蚀，在开关的运作过程中就容易出现机构卡涩以及锈蚀等问题，在外部环境比较恶劣的条件不适宜使用。 （三）关于断路器 配电网架空线上运行着柱上断路器这一设备，在重合器上也包含了断路器与控制器，其中分段器的组成上包括了控制器与负荷开关，因此应当有效分析应对柱上的设备。目前架空线柱上一般具有比较多的断路器，很多负荷开关也是以断路器的形式展现，不同类型的断路器往往具有不同的结构与特性。为了有效提升分断能力在柱上断路器的设置上运用真空开关的形式，SF6气体的使用能够对于相间绝缘现象进行有效解决，促进体积的缩小。在零表压的情况下应当有效解决密封问题，在价格上断路器开关与真空负荷开关比较类似，其他结构上相差也比较少。由此目前已经基本上使用真空断路器来替代真空负荷开关。 （四）开关设备线路故障处理 在配电自动化技术快速发展的前提下，配电网络具有很复杂的结构，但是在小电流接地系统中在运行过程中依然面临着很多问题。目前电力设备中的10kV配网设备在运用中一般是由人员进行登杆近距离操作，在人员的人身安全上不够安全，同时也容易受到环境以及气候的影响。由于个别线路损坏现象比较严重，也发生了比较多的窃电现象，在窃电的查找上也比较困难。为此可以采用的故障处理方法有单相接地故障区域定位、故障区域隔离以及非故障区域恢复供电等。 目前线路自动化方案中具有两种智能开关设备，分别是主干线路以及分支线路。针对不同的智能开关应当采取不同的故障处理方式，从而把相间短路故障以及单相接地进行有效切除。 三、配电自动化三遥功能的研究分析 3.1 环网模型 环网开关为手动负荷开关，将现有的开关改为电动操作开关。将雅香小区采用普通的三遥系统，汇鑫源小区采用网络式的三遥系统，
智能配电网规划的方法和工具是什么
实现智能配电网规划的关键在于研究开发适合其特点的方法与工具。文章基于第23届国际供电会议规划分会（CIRED2015-S5）中的相关议题，从负荷模拟和预测、网络模拟和表示、规划中广泛涉及的电气计算和分析3个方面介绍了与智能配电网规划有关的方法和工具，旨在为该领域的研究开发人员提供参考与借鉴。 0引言 传统配电网规划一般仅考虑了最严重工况的情形（如最大负荷的预测值），而采用节点负荷的历史极大值对配电网荷载能力及电压分布进行校核计算，这样造成规划方案一般都会事先预留较大的容量裕度，且对配电设备一般不设置监控手段。在负荷增长率较快和无分布式电源（DG）接入的情况下，这种传统方式尚有其合理性。但是，随着智能配电网的发展，负荷越来越主动，可再生能源发电占比越来越高，造成电网运行中的不确定因素越来越多。如果仍然采用传统确定性的规划方法，必然造成电网容量的利用率低、投资建设成本高、故障风险难于掌控等负面后果，而这些又都有可能成为大规模可再生能源接入的障碍。 为了提高电网建设的经济性，未来的规划应该主要考虑大概率事件以及小概率大损失事件，这依赖于对长期历史数据的统计分析，以及对实时运行数据的监测管理，而这又依赖于量测技术和智能装备技术的发展。相应地，配电网规划方法和工具的研究重点也将发生变化，主要体现在以下3个方面： 1）考虑不同的负荷量测方式和预测方式。由于可以利用从智能电表获得的时间序列数据，因此可实现基于每小时/每季度的电能计量数据构建较为精确的负荷模型，包括一年以上的预期负荷变化曲线以及描述这一预期变化曲线的正态分布函数。 2）考虑低压网络（LV）规划的需求。由于在低压系统中接入了大量可再生能源，出现了像电动汽车这样具有潜在高同时率的新型负载，并且要求更高的供电质量和用电效率，因此，配电网规划重点必然会逐渐从中压系统转向低压系统。 3）摒弃传统的确定性建模方法。由于需要考虑可能出现的风险、量测和控制手段变化以及规划模型的经济性，在对长期规划方案进行选择时，应采用负荷和DG出力的概率模型来模拟风险，通过合适的概率密度函数来描述未来发电和需求的不确定性。另一方面，应采用概率潮流计算方法，在模型中用概率密度函数取代一个个确定性的数值，潮流计算结果则由期望值及其概率分布组成。 国际供电会议（CIRED）致力于展现和推广供电技术及管理方面先进的技术与理念，包括网络元件、电能质量、运行控制和保护、分布式能源、配电系统规划和DSO监管等6个研究分会。其中，配电系统规划分会（S5分会）包含以下4个议题：风险管理和资产管理、网络发展、配电规划、方法及工具。本专题连载分别对应上述4个议题，推出了4篇系列文章：系列文章之一介绍了配电网消纳高占比可再生能源的风险管控方法；系列文章之二和之三分别介绍了配电网的技术发展方向和智能配电网规划的关键技术；本文为系列文章之四，主要介绍能够支持配电网规划和投资的创新性方法、模型与工具；后续还将有3篇文章，主要介绍与智能配电网规划和运行有关的案例分析。
智能配电网通信方式的选择与组网技术分析
智能配电网通信方式的选择与组网技术分析 发表时间：2018-05-14T11:38:23.673Z 来源：《电力设备》2017年第36期作者：王子仪1 李冠廷2 [导读] 摘要：随着科学技术不断的发展，智能电网使用的范围越来越广泛，这极大地提高了供电系统的稳定性，但仍需要相关工作人员不断的对智能电网做出改进。 （1.广东电网有限责任公司珠海供电局 519000；2.国电南瑞科技股份有限公司 210000） 摘要：随着科学技术不断的发展，智能电网使用的范围越来越广泛，这极大地提高了供电系统的稳定性，但仍需要相关工作人员不断的对智能电网做出改进。在智能电网运转过程中，仍存在许多问题。但从整体来看，电力通讯体系也逐渐向智能化方向的发展。智能电网系统的发展使我国电网整体水平得到有效的提升，同时在科学技术的发展过程中，智能电网也获得了更好的发展和应用。本文主要对我国智能配电网通信组网技术的应用进行论述，以推动智能电网的建设和发展。 关键词：智能配电网；通信组网技术 智能电网的发展主要是依赖于智能配电网来体现的。电能属于清洁能源，是人们生产和生活比不可少的一部分。现代社会对供电的需求也越来越多且对供电水平的的要求也越来越高。智能配电网正是由于这个需求而发展的。可靠的供电以及有保证的供电质量是确保配电网顺利建设的两个关键点。而灵活的通信组网在推进配电网智能化的发展中发挥了有力的保障作用。 1 智能配电网通讯要求及需要 1.1 通讯要求 对于我国智能电网来说，大多以无线通讯为主，这种通讯方式可以更好的提高配电网的通信能力。但受制于配电网规模，通讯技术还需要不断提高。对于电网的安全运行的提高，在智能电网通讯表现主要有以下几点：（1）对通讯技术的要求。通讯系统在整个电网运行中具有十分重要的作用，它不仅是信息传输的重要载体，同时也对自动化和智能化的程度有较高要求。为了能够更好的收集信息，提高通讯技术，在配电网运行过程中，我们应利用现有的资源，通过加强对基础设施的建设和管理来提高通讯技术的运行水平。为了完善通讯系统的基本功能，可以将公网通信作为主要通讯手段，来为电网的运行和安全性以及可靠性奠定基础。另外，还需要辅以专网通讯技术，这样能够有效的降低电网出现故障的频率。一旦配电网出现严重问题，能够实行隔离措施。因此，通讯方式应具备一定的机动性，以便满足的要求。 （2）对主干层通讯要求。智能电网主干层对通讯技术的要求相对较高，需要经过光传输收集信息，并安装光通信模块来进行通信。 （3）对通讯接入层的要求。对整个电网系统来说，接入层主要采用光纤网络系统，对收集的资料进行管理，提供有效的数据信息，确保更好地管理配电网络，这里也需要对光纤网络的使用进行有效的保障，光缆设备的使用要求符合整体网络传输的要求，同时还要求具备相应的网路技术。在对光纤系统网络进行应用的时候要设置专网，以便于对配电系统进行有效的接入，在对无线网络进行应用中，通讯系统各个部分都要保证与具体要求相符合，对宽带基础设备的生产进行严格把关，不断的提高设备的质量，并选择生产质量较高的生产商。 1.2 通讯需要 对于现在网络发展的过程，智能配电网进行使用具有一定的实际意义，对这项技术进行研究分析，不仅电力通讯体系工作的一个重要的过程，还是我国电力行业的一个新突破，在对新技术的运用同时，需要对整体设备的分析，具体来说，智能电网需要根据以下几个方面进行分析： （1）防护类。对于这类电网系统具有较高的安全性，在实际应用中可以有效的保证网络的稳定性，并且对于这些设备的要求相对比较高，其中主要就是对通讯时间的速度和路由器的稳定的要求，然而对防护类电网的使用中，一般都不会对路由器进行随意的转变，其中通讯营业运转也不灵活，很容易导致电网系统出现严重的问题。 （2）控制类。在使用这类电网系统的时候，其操作的模式和防护类没有太大的区别，主要就是对路由器的性能的要求较高，需要具有一定的稳定性，为了能够满足平时的使用，对路由器的操作的有效性具有要求，也就导致很多时候都会出现故障。 （3）信息监测。信息监测也就是保证数据信息的准确性，对通讯体系具有很高的要求，同时需要保证整体系统的高效稳定，这类网络也就没有控制类和防护类的运转的稳定。 2 几种常见的技术 2.1 EPON 技术 EPON 技术在实际运用中就是对光源的收集，这种技术也就是保证系统的各个点的有效的设置，并且可以通过对不同点的需求进行有效的设置，这种技术只需要具有光分支器就可以完成，对于这种技术也是能够在一定程度上节约成本，并且在使用这种设备之后，具有较高的安全性，建立网络的速度较快，使用的成本比较低，对于使用的效果进行布局，EPON技术具有很高的技术先关支持，对于传输的速度相对较低，一般情况不会超过 0.25Gbps。 EPON采用了无电源的光纤分光器，通过单根光纤实现数据的全双工传输。它应用了波分复用（WDM）技术，上行数据的波长为1490nm，下行数据的波长为1310nm，下行数据采用广播方式，上行采用时分方式实现上下行数据的传输。EPON技术的优势在于中间的光分路器不需要电源，就能使多个终端共享一个主干光纤资源，对其设备的要求相对比较简单，也没有一些多余的设备的浪费，整体投入的资金也较低，另外，EPON 在使用的时候可以更好的提高网络使用的便利，可以根据具体的需要提升使用效果。 EPON典型网络结构由光线路终端（OTL）、光网络单元（ONU）、光分配网络（ODN）组成。ODN为OTL与ONU之间提供光传输链路，主要有无源分光器（POS）和光缆组成。 2.2 PLC 技术 PLC 技术主要就是运用高压电力对电线使用进行有效提高，这也是智能配电网中需要的重要技术，通过运用 PLC 技术可以更好的保证电线的使用线路，可以减少设备的投资，在建设智能配电网中，PLC 技术可以达到很好的使用效果，PLC 技术主要就是通过电能作为介质的通讯形式，提高通讯的效果。PLC 通讯技术在信息的通道的特点如下：①对于高压电网具有不同的负载，由于频率的不同，对于这些负载也要做出不同的调制，也就导致很多电网频率出现高低不同。②PLC 通讯时，一旦负载发生较大变化，其频率也就会产生相应变化，加上比较容易受外界影响，容易使信息失真。③对于我国电压电网中，设备使用产生的噪声相对比较大。
基于信息平台的配电网管理信息系统
基于信息平台的配电网管理信息系统 要害词：地理信息系统；Arcinfo；配电治理；网络Distribution network management information systembased on Arcinfo platform Abstract：To facilitate the management of the complex and vast distribution network，the East District Power Distribution Division of Guangzhou Power Supply Branch，GPG established a distribution network management information system based on Arcinfo platform of GIS （geographical information system）technique. This paper describes the objective，configuration，structure and technical features of the system，and presents the key technical problems needing attention during its construction. Key words：geographical information system （GIS）；Arcinfo；power distribution management；network 随着广州市供电用户的增加和配电网络的日益进展，如何更好地对结构复杂、覆盖面积广的配电网络进行治理，成为治理层和基层生产部门面临的重要问题。采纳传统的以纸图为主的治理方式，已经无法满足生产治理和提高供电办事质量的要求，必需成立一个公司级的配电网治理信息系统。2001年我们成立了广州东区配营部配电网治理信息系统，采纳的是Arcinfo平台。下面就该系统的一些技术问题及项目在建设、实施过程中碰到的问题等进行探讨。 1、Arcinfo平台简介Arcinfo 平台由美国ESRI（美国环境系统研究所）开发，是具有丰富功能的专业GIS（地理信息系统）平台软件，包含了以下信息处理的各种高级功能：a）数据输入和编辑功能。可从数字化仪、图形扫描、图形转换中猎取数据，编辑图形和属性。 b）数据转换和集成。可以对标准数据格式进行转换，支持符合SQL标准的关系型数据库。 c）基本GIS功能。地图投影及投影变换、数据维护及治理、缓冲及叠加分析。 d）空间数据和属性查询，并进行相应图形显示，包罗栅格图像显示和治理。 e）地理数据治理。利用info数据库或ArcSDE可以对大型分布式数据库进行治理。 f）提供了界面设计工具和系统的二次开发工具。利用所提供的aml语言和MO组件库及支持工业标准的VC，VB等作为开发的主要工具。 g）数据的输出。提供数字地图制作、报表生成及制作高品质地图功能。 h）支持版本治理及长事物处理。最新公布的ArcGIS83，整合了以前版本中的workstation和desktop，强化了Arccatalog，Arcmap，Arctoolbox三个功能模块的功能，并对地理数据库geodabase增加了拓扑规则库和拓扑校验。 2、系统目标配电网地理信息系统的建设本着统一规划，分布实施的原则来进行，先成立一个静态的配电网GIS，即电力设施的AM/FM/GIS应用，包罗系统的功能开发、基本图形数据的录入工作和设备台帐数据的录入，实现图形及设备的查询、统计和图形输出等基本GIS功能； 再成立一个动态GIS，在静态中引入配电网自动化所提供的动态采集数据，可实现诸如停电治理、故障线路跟踪分析和处理等多种高级功能。为以后的配电网GIS建设奠定良好的基础，并积存项目实施经验。 3、系统配置 作为电力设施的AM/FM/GIS应用，配电网GIS的开发对GIS平台的要求较高。该平台应具备以下条件： a）建模能力强，有较强内建网络拓扑结构并具备强大的网络编辑和分析能力；
智能配电网综合监控系统解决方案
配电作为电力系统发、输、变、配环节中最贴近用户的环节，和社会生产生活息息相关，有着极其重要的作用。提高配电网的供电可靠性和供电质量，是实现人民安居乐业、经济发展、生活富裕的重要保证。 背景与挑战 近几年针对配电设施的盗窃行为时有发生，同时老旧设备用电过负荷易过热引发火灾，防盗、防火就成为了配电生产管理的重心。而综合辅助系统的投运，能够全方位感知配网运行环境，为可靠供电保驾护航。 现阶段综合辅助系统面临的主要问题： 综合监控少——辅助子系统有限，只有少量部署视频、烟感、门禁等，无法实现对运行环境的全方位综合监控； 业务融合少——“遥视”大多只实现视频复核、历史追溯的功能，视频监控系统依然独立于生产系统，并未真正融入到配电网管理流程中； 人为干预多——视频监控点的异常情况需要人为主动发现，多系统间的联动机制已逐步建立，但大多局限于开关量联动而非协议联动； 运维难度大——系统联网后，面对数量庞大的视频监控设备，运维工作量巨大且检测难度大，往往造成故障处理不及时，使得视频监控系统的使用效果大打折扣。 解决方案 智能配电网综合辅助系统解决方案主要应用于电网公司各地市公司智能配电网综合辅助系统的建设及改造。 智能配电网综合辅助系统是集硬件、软件、网络于一体的大型联网监控系统，以能源行业平台软件为核心，实现多级联网及跨区域监控，在调控中心即可对终端系统集中监控、统一管理，为智能配网保驾护航。 系统拓扑图如下： 智能配电网综合辅助系统全面采用高清、智能、物联网、4G应用技术，在“标准化、一体化、智能化”设计原则的指引下，采用标准化行业产品，实现了以下功能： 多元图像应用：现场实时录像及回放，定时抓图和报警抓图，图片上传中心，在兼顾带宽和资费的情况下，中心也可调阅现场视频，全面提升监控质量和安防水平； 辅助系统融合：实现视频监控、动环监控报警（环境监测、安防报警、智能控制）、门禁管理等系统的集成，各系统根据预案进行联动；
配电网智能监控管理系统技术方案
目录 一、项目背景 (3) 1.1、项目背景 (3) 二、选题理由 (4) 2.1、问题提出 (4) 2.2、确定课题项目 (4) 三、设定目标及可行性分析 (4) 3.1目标设定 (4) 3.1.1 数据采集规范化，科学化 (5) 3.1.2实现远程控制，自动报警 (5) 3.1.3实现手动或者自动调整负荷平衡。 (5) 3.1.4 温度数据采集 (5) 3.1.5 实现数据和资源共享 (6) 3.1.6降低劳动强度，提高工作效率 (6) 3.1.7提示用户服务质量和供电可靠性 (6) 3.2目标实现可行性分析 (6) 3.2.1配电监控终端 (6) 3.2.2综合剩余电流断路器 (7) 3.2.3遥控相位自动切换开关 (7) 3.2.4系统软件 (7) 四、提出方案 (7) 4.1方案的提出 (7) 4.1.1配电网智能监控管理系统 (7) 4.2方案的选择 (8) 4.2.1 方案 (8) 4.2.2最佳方案的确定 (8) 五、详细技术方案 (8) 5.1功能特点 (11) 5.2硬件配置： (11)
5.3软件平台： (13) 5.4软件模块功能 (14) 5.5详细解决方案 (16) 5.6软件配置 (17) 六、效益分析 (24) 6.1经济效益........................................................................ 错误！未定义书签。 6.1.1降低台区低压线损率的经济效益..................... 错误！未定义书签。 6.1.2设备管理的经济效益......................................... 错误！未定义书签。 6.2管理效益........................................................................ 错误！未定义书签。 6.3社会效益........................................................................ 错误！未定义书签。 七、总结 (24)
智能配电网建设中的继电保护问题 贺强胜
智能配电网建设中的继电保护问题贺强胜 发表时间：2019-01-08T16:54:44.747Z 来源：《电力设备》2018年第24期作者：贺强胜[导读] 摘要：智能配电网保护可以有效的减少故障影响，是我们现阶段提高供电质量的最根本措施。 (国网内蒙古东部电力有限公司科尔沁区供电分公司内蒙古通辽 028000) 摘要：智能配电网保护可以有效的减少故障影响，是我们现阶段提高供电质量的最根本措施。在制定保护方案时，电力工作人员一定要在保证配电网安全的同时，采取最有效的保护措施，最终达到以小投资获得大收益的目的。 关键词：智能配电网；继电保护问题；研究引言 随着低碳环保、节能减排、实现可持续发政策的不断深入，我国电网建设逐渐走上智能化、现代化、节能环保的道路，其中配电网的智能化是推动我国电网朝着科技化发展的重要力量。在智能配电网建设中，继电保护是保障其运行可靠性和稳定性的重要工作。所以，应当分析智能配电网建设中继电保护的现存问题，并针对问题采取相应的措施，完善继电保护工作，进而保障智能配电网建设的质量和发展。 1 智能配电网继电保护的特征和存在的问题 1.1 智能配电网保护的特征 （1）配电保护原理与配置较为简单。相对于输电网故障对电力元件的损坏而言，配电网故障的损坏程度较小，一般不会产生电力系统的稳定问题。配电网的保护不过于强调超高速的动作，它的供电方式一般为辐射性供电方式，最大的优点是不用判断故障方向，也不用考虑线路对测电源的故障电流影响。所以，配电保护对技术的要求相对较低，保护原理和配置都较为简单。 （2）配电保护的配置和动作结果直接影响供电质量。配电网直接面对每一位用户，一般为单电源供电，它产生的故障会直接造成用户停电，故障期间发生的电压骤降也是会威胁到设备的正常运转工作，因此配电保护的配置及运动结果对供电质量有着密切且直接的影响。 （3）采用大量的熔断器和重合器。配电网有着故障电流较小的特点，针对这一特点为了减少投资和占地面积，减少维护管理的工作量，会采用大量的熔断器与重合器作为简易的保护装置。熔断器有着反时限的保护特性，重合器与之基本相同，它们的反时限特性可以很好的与电力元件的发热特性相互匹配。 1.2 智能配电网保护存在的问题 （1）对“如何减少因故障造成的用户损失”方面缺少充分考虑。长久以来，我们在制定配电网保护方案时看重强调的都是“如何保证配电网的安全”，“如何简化配电网的保护装置”，但是对“如何减少因故障造成的用户损失”方面却没有进行深入的研究。例如：我们通常只在变电站出线断路器处配备保护，却忽略了支线或者用户侧的保护措施，即使我们在支线或者用户侧安装了熔断器等保护装置，但是如果没有认真考虑保护装置与变电站出现保护之间的相互配合，也是会造成支线上或者用户侧产生故障，最终导致停电。 （2）配电网保护对小电流接地故障选线和高阻故障保护都没有很好的解决方案。小电流接地故障选线是配电网保护中的一个典型问题，长时间以来都没有得到一个成熟且可靠地选线技术，这一问题就导致供电企业只能逐一拉线路来选择出故障线路。另外，由于配电网的故障电流小并且不稳定也造成了高阻故障，它的保护在近年来也变成了一个难题。虽然随着电力技术的发展，对于小电流接地故障选线和高阻故障保护的技术有所突破，但现实生活中的实际应用还是有所限制的。 （3）继电保护与配电网自动化不能高度配合。目前配电网自动化作为一种供电举措的应用越来越多，这也就意味着我们要根据供电可靠性的要求，全面综合的考虑继电保护与配电网自动化的总体配合，制定出最佳部署方案。可是在一些配电网自动化的项目实施中，却忽略了与继电保护的配合。比如，有时工作人员在保护配置和整定不够合理的状况下建设自动化系统，虽然投入了大量的财力，却没有得到相对应的稳定效果，产生“脱节”现象。 （4）不能适应大量的DER接入。以往传统的配电网络是一个向负荷单方向分配电力的无源网络，它的保护配置忽略了网络中会有DER 接入。现阶段为了保证现有的保护正确动作，DER并网技术对接入的DER容量有着严格限制，这就对DER的作用有所限制，也是我们现今需要解决的问题之一。 2智能配电网建设中继电保护问题的对应措施 2.1借助智能配电网的信息化，提升继电保护性能 继电保护的性能在很大程度上取决于互感器的传输性能，因此，保障互感器的运行可靠性，提升互感器的传输性能，对于保障继电保护工作的质量有着重要意义。随着配电网的智能化，继电保护工作已经完全不同于以往，在信息技术下，继电保护工作可以更加大胆，不用担心互感器过饱和、二次回路短路等问题。不仅如此，配电网的智能化还可以实时、精准地监测配电网电能的传输量，为继电保护的提供重要参数。 2.2积极应用新技术和新思想，保障高继电保护质量 在智能配电网建设过程中，积极应用风能、太阳能等新技术对于提高继电保护质量也有着重要意义。在智能配电网下，各项新技术的能够被灵活应用，配电网的智能化改变了以往线路出现故障会停止运行的弊端，且为各项新技术的应用提供了重要基础。 除了新技术的应用，新思想的应用也必不可少。例如目前在继电保护中应用越来越广泛的自适应保护思想，这种思想在以往的配电网中，只能分析和调控线路的运行情况，作用单调且适应范围小、灵活度不够高。由于传统配电网没有智能化，整个配电网的信息和状态得不到实时的精准监测，获取到的信息存在延迟且精准度不够高，不能为继电保护的自适应思想提供重要的参考依据。而智能配电网下，借助其信息化、数字化的优势，自适应保护能够充分发挥其作用和价值。通过信息化技术，整个配电网的信息和状态都可以被精准、实时监控，为继电保护自适应思想优势的充分展现提供了重要的数据基础，从而实现通过网络对线路的运行状况进行分析和调控，保障高继电保护质量。 2.3加强组织制度的建设，提高管理的可靠性 有了严格科学的组织管理，才能保证后续工作的进行。因此对于配电网的保护管理方面，我们要做的第一步就是加强组织制度的建设，科学采集、分析、运用数据，及时反馈，做到实事求是，以便于有效提高日后管理工作的可靠性。 2.4定期对配电网线路进行检测与维修
智能配电网通信业务需求分析及通信方案
智能配电网通信业务需求分析及通信技术方案 摘要：配电通信网是发展智能配电网的基础条件，随着智能配电网、分布式新能源站和智能用户的接入，配电通信网的业务需求发生了很大变化。本文分析了智能配电网各部分（高级量测体系、高级配电运行、高级输电运行、高级资产管理）通信业务需求，并初步给出了主要采用配网光纤、宽带无线接入方式实现智能配电网通信技术方案，为进一步智能配电网通信规划设计提供参考。 关键词：智能电网、智能配电网、高级配电运行（ADO）、高级量测体系（AMI）、智能配电通信网 Smart distribution network communication communications services requirements analysis and communication technology program Huangsheng (Guangdong Electric Power Design Institute Guangzhou GuangDong 510663) Abstract：Distribution communication network is the base of the Smart distribution network. With the smart distribution network, distributed new energy stations and smart user access, distribution communications network services requirements great changes have taken place. This paper analyzes the various parts of the Smart distribution Grid (AMI,ADO,ATO,AAM) communications business requirements, and a preliminary paper mainly uses distribution Grid optical fiber, broadband wireless access Smart distribution Grid Communications Technology Program, in order to further Smart distribution Grid communications planning and design for reference. Keywords: Smart Grid, Smart distribution Grid, ADO, AMI, Smart Grid distribution communication network 一、前言 1.1 智能电网与智能配电网 近来国外和国内的“智能电网”的研究很热[1-3]。智能电网是使用健全的双路通信。高级的传感器和分布式计算机的电力传输与分配网络，其目的是改善电力传送和使用的效率、可靠性和安全[3]。智能电网覆盖发、输、配、用电整个链条中，根据国际、国内目前研究报告，智能电网主要由4部分组成[3]： （1）高级量测体系（Advanced Metering Infrastructure ，AMI) （2）高级配电运行（Advanced Distribution Operations ，ADO) （3）高级输电运行（Advanced Transmission Operations，ATO) （4）高级资产管理（Advanced Asset Management，AAM) 在各个部分中配电运行部分ADO是目前装备较薄弱的环节，所以国际上关于智能电网的
智能电网的发展趋势
智能电网的发展趋势 摘要：随着电力系统运行环境的日趋复杂与电力体制改革的不断前进,传统电力网络亟待进一步提升,实现向智能电网的转变。智能电网为 电网的发展方向,它的内涵是由绩效目标、性能特征、关键技术与功 能实现等4个方面及其之间的关系综合体现的,它们分别规定了智能 电网的未来期望收益、应具备的特征性能力、为实现此能力而应当采用的关键性技术以及技术与具体业务需求的结合方式。通过对上述内容的详细阐述,描绘出未来智能电网的框架。 关键词：智能电网；自愈；分布式能源；电力市场 0引言 随着市场化改革的推进、数字经济的发展、气候变化的加剧、环境监管要求日趋严格与国家能源政策的最新调整,电力网络跟电力市场、用户之间的协调和交换越来越紧密、电能质量水平要求逐步提高、可再生能源等分布式发电资源数量不断增加,气候变化初露端倪,传统 网络已经难以支撑如此多的发展要求。为此人们提出了发展智能电网(SmartGrid)的设想,实现对传统电网基础上的升级换代。国外许多研究机构和企业正在积极推动智能电建设。例如知识电(IntelliGrid)、现代电网(ModernGrid)、网络智能(GridWise)与智能电网等,可是本 质内容基本相似。为了在智能电网领域寻求突破、加强联系与合作, 已形成了一个全球性联盟组织。 1智能电网概念 智能电网并非是一堆先进技术的展示,也不是一种着眼于局部的解 决方案。智能电网是以先进的计算机、电子设备和高级元器件等为基础,通过引入通信、自动控制和其他信息技术,从实现对电力网络的改造,达到电力网络更加经济、可靠、安全、环保这一根本目标。为了 理解智能电网,需要站在全局性的角度观察问题,综合考虑智能电网 的4个维度,即绩效目标、性能特征、技术支撑和功能实现。 2智能电网的绩效目标与性能特征
配电自动化技术在智能配电网建设中应用 路宇
配电自动化技术在智能配电网建设中应用路宇 发表时间：2020-01-16T13:05:15.367Z 来源：《基层建设》2019年第27期作者：路宇[导读] 摘要：配电网是面向用户的电力供给载体，在高品质、大规模电力需求驱动下，努力提升配电网的整体效能，构建新一代的智能配电网是主流趋势，而配电网自动化作为智能电网建设中的关键环节，自然也应予以充分重视，针对此，本文将以智能配电网建设的现状和未来发展趋势为研究基点，并透过配电网自动化内涵的分析，阐释其与智能配电网建设的关联性，探寻智能配电网自动化发展的路径。 国网江西省电力有限公司新余供电分公司 摘要：配电网是面向用户的电力供给载体，在高品质、大规模电力需求驱动下，努力提升配电网的整体效能，构建新一代的智能配电网是主流趋势，而配电网自动化作为智能电网建设中的关键环节，自然也应予以充分重视，针对此，本文将以智能配电网建设的现状和未来发展趋势为研究基点，并透过配电网自动化内涵的分析，阐释其与智能配电网建设的关联性，探寻智能配电网自动化发展的路径。关键词：配电网自动化技术；智能配电网建设；网架结构；运行效率引言 目前，随着社会经济的发展和进步，电力需求规模和质量要求不断上升，加之电网覆盖范围的扩展，供电设备的增加，加剧了电网运行管理的困难性，而配电网作为电网中的最后一公里，其关系着供电可靠性和服务质量，是提升用电体验的关键一环，但根据数据统计我国配电网自动化水平覆盖率达到15%，远低于发达国家70%-80%的平均水平，且低于发电、输电网，制约着供电质量的优化发展，基于此，深化推进智能配电网的建设成为迫切之需，而配电网自动化利用计算机网络及电子技术等，可对配电系统进行集成化监测和控制，两者的有效融合将构成一个自动化整体，能够有效提升配电管理的信息化、自动化和互动化水平，都将引领配电网“进化”式的发展。 一、智能配电网的建设需求和未来发展目标 1建设需求 智能配电网是“电网2.0”引领下的新型电力系统，主要依托于高效、集成化的双向通信网络，利用先进的自动化设备、技术、传感器、测量装置及现代决策支持系统技术，对配电网进行信息化、智能化的运行管理和控制，以实现安全、可靠和高品质的供电服务，与传统的配电网相比，其具有自愈性、安全性、高品质供电质量、协同能力、支持大量的DER的接入，是提升供电可靠性、服务质量及用电体验的关键所在，其建设需求源于以下几个方面。 （1）网架结构不合理：目前，许多区域的配电网都采用放射状接线方式，该种线路布设形式将降低供电的可靠性，使得停电检修及故障发生的覆盖范围较广，欠缺运行的灵活性。 （2）设备技术水平较差：配电设备的先进性与否直接关系着配电网建设的水平，但限于技术和管理的问题，一些配电设备存在家族性切线，在智能化建设过程中配置的隔离刀闸和柱上开关耐腐蚀性、操作性及抗干扰性等均存在一定的缺陷性，不利于进行智能化的遥控操作。 （3）配电网主站建设滞后：主站未与智能化配电网建设同步推进，对于自动化技术、设备的引入较差，尚未实现自动化的监控、数据采集和传输等功能。 2未来发展目标 针对上述问题，智能化配电网的未来建设的目标将信息的共享、互动为引领，通过网络架构、运行设备水平的提升，来达到配电网的智能化运行管理。 （1）优化网络网架结构：智能化配电网中的全部线路应该实现联网供电，确保环网的接线率达到最优化，并努力改善线路运行方式的灵活性，进一步提升配电线路与环境之间的协调性，在电力供给负荷较大的配电网区域内构建网格式的供电结构，而其他负荷较小的区域则可选择“N-1”结构形式，以促使网架结构更为坚强。（2）提升设备运行可靠性：智能配电网需要根据智能设备的配置要求、信息安全需求、数据管理、服务质量需求，再发实现“即插即用”的前提下，尽量提升设备地外界干扰的能力，以最大限度的控制设备故障发生量，确保线路的运行安全性，且可通过“四遥”功能，对开关的分合状态进行远程遥控和观测，以实现配电设备的精准和可靠性操作。（3）促进配电网智能化管理：配电自动化是智能配电网建设的基础和前提，其能够集成配电网的实时运行、电网结构、设备、用户以及地理图形等信息，构建整体的配电网自动化系统，以可视化形式操控电网，并辅之以智能的分析决策程序，对配电网进行智能化的运行管理。 二、配电网自动化和智能配电网建设的关联性 配电网自动化是智能配电网建设的核心环节，其综合利用计算机、网络通信、电子等技术，最大限度的集成配电网在线及离线、地理图形、网架结构、运行管理等数据，以便对配电网进行远程控制、检测、故障定位、隔离、处理及保护等操作，其将为智能配电网的馈线自动化、设备的运维管控等提供有效支撑；而智能配电网的建设将驱动配电网自动化设计规范和标准的优化发展，可将配电网的多元数据、参数及用户资料进行集成、共享，形成一个更大的自动化体系，利用传感器装置检测配电网运行状态，并快速定位、保护和处理，生成可行性的控制方案，以实现配电网全过程的自动化控制，可见，两者石象湖融合、彼此促进的共同体，但相对于配电网自动化而言，智能配电网是进一步的技术、管理革新，具体表现在： 1技术内容更为丰富 配电网自动化是智能配电网建设中的重要构成，归属于配电体系的二次技术，而智能电网则是从全局出发，以配电网运行管理全过程的自动化发展为目标道姓，融合了高级电力装备、在线监测与检测、集成通信、传感器测量、微网技术及用户服务和需求互动等多种自动化、互动化、信息化技术，其涵盖了配电网自动化的各项功能，包含了一次、二次技术，技术内容呈现多样性。 2性能得以优化 以配电网自动化为基础的智能配电网，可利用现代计算机及通信技术与用户进行信息交互，根据需求反馈，为用户提供可变规则网上服务和供电选择等服务，根据智能电表采集的负荷数据，通过峰谷电价调控，引导用户积极参与配电网调峰与功率平衡的运维管理之中，以此提升配电网供电服务质量和可靠性。 三、配电网自动化、智能配电网建设发展的基本路径
智能配电网通信组网技术的应用分析
智能配电网通信组网技术的应用分析 发表时间：2019-01-18T13:56:38.410Z 来源：《河南电力》2018年15期作者：党仲魁 [导读] 在智能电网的各个环节中，实现配电环节的智能化能够确保供电可靠以及有利于提高系统的运行效 党仲魁 （国网宁夏电力有限公司固原供电公司宁夏固原 756000） 摘要：在智能电网的各个环节中，实现配电环节的智能化能够确保供电可靠以及有利于提高系统的运行效率。在现代管理理念的影响下，智能配电网的发展对于构建集成以及优化配电管理系统也有一定的作用。随着我国经济建设的发展，各种建设项目也越来越多，而我国电力系统的建设尤为突出。我国电力通信系统也已经向智能化、自动化等快速发展。电力系统中的配电通信网在系统中是最为重要的一个部分，受各种因素的影响，配网通信网存在的不足阻碍了智能配电业务的使用。但是，随着各种通信技术的发展，我国智能电网在这些技术的支撑下得到了更好的应用。 关键词：智能配电网；通信组网技术；应用 1智能配电网的通信需求 第一，通信系统的要求，通信系统作为重要的信息传输载体，会对智能配电网的运行造成直接的影响，所以智能配电网的通信系统需要具备较高的智能化及自动化水平，这样才能提高信息传输的速度及流畅程度。但目前我国的智能配电网还不够完善，需要充分利用现有的资源，加强对智能配电网基础设施以及通信业务的重视。为了有效实现上述目标，电力企业可以使用通信专网作为主要的通信网，公网作为辅助的通信网，这种模式可以保障智能配电网安全可靠运行，还可以避免智能配电网出现故障。第二，骨干层通信的要求，骨干层通信应优先采用光传输网络，并充分利用光传输网络链路层和业务层的保护功能，形成具有动态路由迂回能力的IP网络。当有其他应用系统共用骨干层网络时，骨干层应具备支持虚拟专网（VPN）的能力。第三，接入层通信方面，智能配电网的接入层可以使用无线专网通信、无线公网通信、光纤专网以及电力线载波的方式进行通信。其中，无线专网通信使用的频段需要满足国家相关法律法规的规定；无线公网通过信需要采取一定的认证以及安全隔离措施，使用专线连接的模式进行智能配电网和运行商之间的通信；光纤专网使用的光缆芯数要和设计的要求相符合，还要具备一定的管理以及检测能力，光纤专网的业务端口要方便接入配电网的终端；电力线载波主要用来进行光纤通信不能覆盖的区域，主要使用减少线路停电以及方便施工的耦合方式。另外在进行无线专网的使用过程中，通信系统的所有指标都要满足国家的相关标准，这就需要电力企业选择产品质量优质且信誉非常好的厂家，进行宽带或者电气基础设备的购买，这样才能确保通信系统的指标满足要求。 2智能配电网通信组网技术的应用 2.1EPON技术 EPON技术就是无源光技网络技术，这种技术是点对多点的技术，能灵活的组成各种拓扑机构，而且在其分支点也不需要有节点设备，只要有光分支器就可以。这种技术也因此能够节省一定的光缆资源和带宽资源，而且其设备的安全性也较高，建网的速度快且成本低。对于树形以及环形等拓扑结构，EPON技术都能够支持，其传输的速率最低时也超过了0.25Gbps。因此使用这种技术能确保电网运行的可靠性。作为一种纯介质的网络，EPON技术在进行组网的过程中能够避免电磁以及雷电的干扰，降低了外部设备以及线路发生故障的几率，电网系统的可靠性也就得到了提高，而且还降低了维护系统的成本。EPON技术还具有以下特点。EPON技术的设备十分简单，而且不需要较多的其他设备支持，总体的投资的资金是较低的。此外，EPON技术组网十分灵活，支持的拓扑网络结构较多，在安装的过程中也十分的方便，且有室内型和室外型。对于室外型EOPN技术设备可以直接挂在墙上，不需要再租用场地来安装设备。EPON技术能够实现点对多点的通信，而且只需要通过分光器就可以分配功率。在实际应用中，分配器的损耗也十分低，通常一条光路能够串接10个左右的分配器。在恶劣的环境下，EPON技术仍然可以使用。从EPON的技术发展情况来看，这种网络技术的扩容简单，在将来的改造中只要对其软件进行升级即可，不需要再对设备改造或者重置，在一定程度上节省了投资。EPON技术的组网系统主要是为智能配电网提供通道，把中心的命令传输到终端，同时把终端设备运行情况传送到控制中心来，这样主站同子站之间就能够进行通信。 2.2宽带PLC组网技术 宽带PLC组网技术主要是通过中压或者低压配电网作为通信介质进行信息传输的一种组网技术。该技术能够为配电自动化、用电自动化、配电压变器的监控、智能小区、远程集中抄表以及需求侧管理提供高速的数据传输通道。宽带PLC组网技术主要分为中压PLC组网技术和低压PLC组网技术。其中，中压PLC组网技术是将中压电力线作为通信链路进行骨干网的接入；低压PLC组网技术是将低压电力线作为传输介质。这两种宽带PLC组网技术能够联合组网，共同组建成中、低压配电网的电力载波宽带网，也能分别和EPON组网技术结合，共同为智能配电网提供一定的技术支撑。宽带PLC组网技术可以有效降低铺放线路的数量，这在很大程度上降低了配电网建设投入的成本。但是宽带PLC组网技术的传输通道主要有以下不足：低压配电网的负载不同，因为传输的频率不相同，低压配电网的负载会做出不同的相应，从而使得传输通道的频率相应出现起伏；宽带PLC组网技术传输通道上的负载会很频繁地断开，导致传输频率的相应出现变化，而且传输的地点也会出现变化，这都会对信号的预测造成不利的影响；就我国目前的智能配电网来说，宽带PLC组网技术使用的技术会发出较大的噪音，会对智能配电网的通信造成干扰。 2.3电力无线宽带组网 无线通信技术中，最具有代表性的则是WiMAX、LTE技术等，这些无线宽带技术在全球内都得到了发展，而且取得了一定的成就。在我国智能配电网的建设中，TD-LTE技术也得到了广泛的使用，国内研发的第四代TD-LTE系统也将引入到电力系统中，对于以往影响配用电网智能化的问题也得到了解决，而且还实现了大规模实时数据的采集功能，在确保数据传输以及安全通信上发挥了积极的作用。电力无线通信技术单次接入的用户能够达到1万多个，而且电力无线通信的组网方式灵活方便，其业务接口也较多，能够支持信息加密技术，拥有这些特点的电力无线通信技术在智能配电网的建设和发展中提供了重要的技术支撑。 2.4复合通信组网技术 智能配电网的结构非常复杂，只使用一种通信组网技术并不能满足智能配电网的业务需要，所以智能配电网的通信要将光纤通信网作