引言

　　縣域電網(wǎng)作為電網(wǎng)中的最末端，如何在智能電網(wǎng)的大浪潮中發(fā)揮自己的作用是目前縣級(jí)供電企業(yè)工作人員都在思考的問(wèn)題。智能電網(wǎng)是世界各國(guó)未來(lái)電網(wǎng)發(fā)展的大趨勢(shì)，智能電網(wǎng)的發(fā)展將會(huì)顛覆整個(gè)電網(wǎng)的現(xiàn)有運(yùn)行機(jī)制，作為最末端的縣域電網(wǎng)如何能在智能電網(wǎng)發(fā)展中找到應(yīng)有的優(yōu)勢(shì)，這是一個(gè)值得思考的問(wèn)題。

　　在我國(guó)電網(wǎng)等級(jí)中，縣域電網(wǎng)的主網(wǎng)目前以35kV、110kV為主，且縣域電網(wǎng)目前主網(wǎng)普遍比較薄弱，智能化程度不高，調(diào)度自動(dòng)化，變電站自動(dòng)化程度也有待于進(jìn)一步提高。以下屬淮陽(yáng)縣電網(wǎng)為例，圖1所示，淮陽(yáng)供電區(qū)現(xiàn)有220kV淮陽(yáng)變電站一座，主變兩臺(tái)，容量120+150MVA；110kV變電站兩座，黃路口110kV變電站一座，主變?nèi)萘?0+31。5MVA；蘆莊110kV變電站一座。

　　到目前為止，淮陽(yáng)供電區(qū)在運(yùn)35kV變電站12座，主變21臺(tái)，容量210。25MVA；在建35kV變電站1座，主變1臺(tái)，容量10MVA，如圖1所示。

　　1.智能電網(wǎng)設(shè)計(jì)的新理念、新方法

　　在前述供用電的基本條件上進(jìn)行智能電網(wǎng)改造，將為淮陽(yáng)電網(wǎng)構(gòu)建能夠抵御較強(qiáng)自然災(zāi)害，具備信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化以及互動(dòng)化等特征的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)[1]，其基本框架如圖2所示，在子站層，引入智能化變電站、互動(dòng)用戶（智能電表）、自愈型配電網(wǎng)絡(luò)、風(fēng)光互補(bǔ)路燈及電動(dòng)汽車智能充電站等；在通信層，采用光纖環(huán)網(wǎng)方式，做到信息共享網(wǎng)絡(luò)化；在主站層，建設(shè)包括智能可視化監(jiān)視及優(yōu)化功能在內(nèi)的智能型調(diào)度控制中心。淮陽(yáng)智能電網(wǎng)具有較強(qiáng)的資源優(yōu)化配置能力和有效抵御各類故障的能力，能夠適應(yīng)各類電源、用戶資源的協(xié)調(diào)互動(dòng)、高效率共享以及利用各類信息實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化調(diào)度，顯著提高電網(wǎng)運(yùn)行效率和用戶服務(wù)質(zhì)量。智能電網(wǎng)的改造方案非常符合把淮陽(yáng)建設(shè)成國(guó)家旅游標(biāo)準(zhǔn)化示范縣、國(guó)家衛(wèi)生城、國(guó)家園林城，實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)淮陽(yáng)全縣和諧發(fā)展。

　　具體而言，淮陽(yáng)智能電網(wǎng)改造方案主要包括3個(gè)部分，如圖2所示。

　　1.1 電力系統(tǒng)一次部分

　　1）對(duì)現(xiàn)有輸電線路進(jìn)行改造，把全縣主網(wǎng)從35kV全部升級(jí)成110kV，把現(xiàn)有13座35kV變電站全部升級(jí)改造成110kV變電站，配電線路直接從110kV變電站出線，提高電壓等級(jí)，降低線路損耗。在輸電線路設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)勘測(cè)數(shù)字化、信息標(biāo)準(zhǔn)化和應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)化；全面實(shí)施狀態(tài)檢修，對(duì)在運(yùn)桿塔、導(dǎo)地線、絕緣子、金具等部件和通道環(huán)境進(jìn)行安全狀態(tài)與預(yù)期剩余壽命評(píng)估；進(jìn)行全壽命周期管理，通過(guò)對(duì)典型環(huán)境條件下輸電線路設(shè)計(jì)部件性能退化通過(guò)對(duì)典型環(huán)境條件下輸電線路設(shè)計(jì)部件性能退化規(guī)律的研究和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，建立設(shè)施壽命分析模型，提出設(shè)施預(yù)測(cè)維修策略；建設(shè)輸電線路安全狀態(tài)智能監(jiān)測(cè)中心，采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)和遺傳算法等評(píng)估與決策技術(shù)，實(shí)時(shí)分析輸電線路舞動(dòng)、絕緣子泄露電流、地基沉陷、桿塔傾斜、架空線張力與覆冰、氣象環(huán)境等關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)，對(duì)線路健康狀況、電氣與力學(xué)安全狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)智能診斷評(píng)估和趨勢(shì)預(yù)測(cè)分析，為輸電線路智能化監(jiān)控與維護(hù)決策提供科學(xué)有效的技術(shù)支撐。

　　2）在35kV變電站升級(jí)成110kV變電站過(guò)程中，110kV變電站采用智能化電站方案：？使用電子式互感器，將數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用到一次設(shè)備上，適應(yīng)系統(tǒng)數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的要求；實(shí)現(xiàn)二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化，每個(gè)間隔配置過(guò)程層設(shè)備合并單元（實(shí)現(xiàn)電壓并列切換與故障錄波等功能）及智能終端（實(shí)現(xiàn)設(shè)備信息及操作數(shù)字化），而間隔層保護(hù)及自動(dòng)化裝置則通過(guò)光纖以太網(wǎng)（代替電纜連接）與對(duì)應(yīng)間隔的合并單元與智能終端連接；標(biāo)準(zhǔn)上應(yīng)用IEC61850模型，確保整站數(shù)據(jù)一致性，GOOSE機(jī)制使二次設(shè)備控制操作由硬接線方式轉(zhuǎn)向通信方式，增強(qiáng)系統(tǒng)配置靈活性。

　　3）在配網(wǎng)設(shè)計(jì)中通過(guò)靈活重構(gòu)、優(yōu)化潮流分布、接納分布式可再生能源及分散儲(chǔ)能裝置等措施努力實(shí)現(xiàn)其自愈功能，顯著提高供電可靠性和電能質(zhì)量[3]。

　　1.2 電力系統(tǒng)二次部分

　　1）在110kV變電站、縣調(diào)和智能配電網(wǎng)通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)中強(qiáng)調(diào)滿足高速、雙向、實(shí)時(shí)以及集成等4大特征，這將使智能電網(wǎng)成為動(dòng)態(tài)信息和電力交換互動(dòng)的大型基礎(chǔ)設(shè)施。當(dāng)這樣的通信系統(tǒng)建成后，可以提高電網(wǎng)供電可靠性和資產(chǎn)利用率，繁榮電力市場(chǎng)，抵御電網(wǎng)受到的攻擊，從而提高電網(wǎng)價(jià)值。

　　2）在系統(tǒng)主站設(shè)計(jì)中采用智能化的調(diào)配一體化，調(diào)度、集控、配網(wǎng)管理功能于一體，統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)對(duì)淮陽(yáng)輸、配電網(wǎng)及變電站的實(shí)時(shí)監(jiān)視、協(xié)調(diào)及其控制功能。

       1.3 用電部分

　　1）智能電表與用戶管理系統(tǒng)。智能電表是適用于家庭用戶用電信息監(jiān)測(cè)、電度計(jì)量及控制的智能終端。而用戶管理系統(tǒng)配合智能電表的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)大用戶遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表和負(fù)荷現(xiàn)場(chǎng)管理，提高用電監(jiān)測(cè)及負(fù)荷管理水平，為加強(qiáng)電力需求側(cè)管理提供重要技術(shù)支持。

　　2）智能化充電站系統(tǒng)。電動(dòng)汽車智能化充電站系統(tǒng)是智能電網(wǎng)重要的組成部分，也是在智能電網(wǎng)處于緊急狀態(tài)時(shí)，保障電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要支撐點(diǎn)。其建設(shè)工作將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

　　3）風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)。節(jié)能、環(huán)保、自動(dòng)化程度高及可作為清潔可利用再生能源的風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)將成為未來(lái)路燈的新選擇。

　　2.縣域智能電網(wǎng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)

　　2.1 自愈的配電網(wǎng)

　　實(shí)現(xiàn)新型配網(wǎng)自愈，應(yīng)遵循4個(gè)方面。

　　1）需要建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)的配電網(wǎng)絡(luò)，為其智能化打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，重要負(fù)荷冗雜電源配置，全部采用電纜下地敷設(shè)方式，并埋設(shè)于地下排管中。2）為及時(shí)掌握電纜各種運(yùn)行狀態(tài)，確保電纜安全運(yùn)行以及科學(xué)合理地調(diào)度電力負(fù)荷輸送，在主干線上同期建設(shè)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其功能主要包括：運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)。實(shí)時(shí)顯示沿電纜線路上的溫度分布曲線、各點(diǎn)溫度隨時(shí)間變化曲線。出現(xiàn)異常現(xiàn)象及時(shí)報(bào)警，并反映報(bào)警畫(huà)面及故障信號(hào)所在區(qū)域的分布圖，顯示故障區(qū)域最高溫度或其他相關(guān)報(bào)警指標(biāo)。環(huán)境狀態(tài)監(jiān)測(cè)。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電纜外部火災(zāi)、淹沒(méi)、人為故障位置信息。靈活負(fù)荷調(diào)度。根據(jù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息，預(yù)估電纜負(fù)荷能力，過(guò)載能力，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷輸送的靈活調(diào)度。建立與調(diào)通中心的通信聯(lián)系，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)傳輸給調(diào)通中心。

　　3）與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)配套，智能化調(diào)配一體化系統(tǒng)主站中設(shè)計(jì)負(fù)荷轉(zhuǎn)供與故障處理兩類功能，前者在系統(tǒng)正常狀態(tài)下，根據(jù)各種限制條件，如負(fù)荷容量、開(kāi)關(guān)動(dòng)作次數(shù)等，基于局部拓?fù)渌阉魉惴ǎo出較現(xiàn)有方式更優(yōu)的負(fù)荷供應(yīng)方案，目的是提高系統(tǒng)供電可靠性，減少可能停電的影響范圍；后者是在實(shí)現(xiàn)饋線自動(dòng)化的區(qū)域，根據(jù)拓?fù)潢P(guān)系自動(dòng)識(shí)別各種故障，獲得最優(yōu)故障處理方案和最高的安全保證，并進(jìn)行快速隔離和恢復(fù)。值得注意的是，實(shí)現(xiàn)饋線自動(dòng)化要考慮投入產(chǎn)出比，不應(yīng)該過(guò)多強(qiáng)調(diào)所有點(diǎn)的饋線自動(dòng)化，而是應(yīng)該根據(jù)線路重要性合理分布一遙、二遙、三遙點(diǎn)，只有重點(diǎn)線路才布置三遙點(diǎn)，而相應(yīng)的故障恢復(fù)策略也需要根據(jù)一遙、二遙、三遙點(diǎn)的分布進(jìn)行考慮，得出結(jié)合實(shí)時(shí)信息點(diǎn)分布的故障隔離和恢復(fù)方案，如一遙模式進(jìn)行基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的故障處理方案，二遙模式進(jìn)行基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和量測(cè)數(shù)據(jù)的故障處理方案，三遙模式可以進(jìn)行在故障處理方案基礎(chǔ)上的遙控執(zhí)行。