摘要：随着城市分布式电源、微电网、电动汽车充放电设施在城市配电网的接入，大数据、云计算、物联网等互联网相关技术等技术迎来新的发展机遇，同时为了满足城市高新技术产业和高附加值服务业集中区域大用户对于海量数据分析、能效管理建议、用电信息服务、GIS信息可视化等技术的需要，城市智能配电网设计必须结合多种新技术。本文从配电网设计的角度出发，结合配电自动化现状，重点对满足新时期城市发展需要的智能配电网规划设计技术的应用进行了相关探讨，并提出了技术应用设想。
关键词：智能配电网；分布式电源；配电自动化；大数据；GIS信息可视化
随着大数据产业“十三五”发展规划的发布，配用电大数据平台等全业务数据分析试点的出现，不断印证大数据产业在智能配电网领域的实用价值。智能配电网架构已超出将电能输送到终端设备的范围，扩展到了从集中发电系统到用户终端电源设备及分布式电源的广泛运行环境，提出了应用互联网技术最大限度地实现互联互通和资源共享 [1]。
分布式发电技术的发展和推广应用，配电网中存在各种分布式电源（DG）以及冷、热、电联产等多种功能方式，小容量DG侧直接与用户相连构成微电网，然后再以不同的并网方式接入配电网运行[2]。在配电网领域分布式电源（DG）接入量不断增大，电动车不断增大的普及率以及可控负荷的增多，使得传统配电网将面临诸多挑战[3] 。在设计工作中如何应用大数据分析等技术，针对分布式电源及微电网的各种特点，完成调节、控制等目的就变得越发重要。
智慧城市概念的提出，以及城市地下综合管廊建设在我国城市的逐渐应用，也带给新智能配电网设计在新时期与城市建设规划结合的机遇和挑战。同时，城市地下综合管廊将成为未来一个时期内我国城市基础设施建设的重要内容之一[4]。运用GIS信息可视化技术能够在配网信息管理、测量分析及规划辅助方面与综合管廊建设相结合，进一步提升智能电网规划设计水平。
本文重点对智能配电网设计中的实用化技术应用进行了探讨，包括大数据技术应用与分布式电源、微电网发展的结合，GIS可视化技术与智能配电网、城市综合管廊的影响，并探讨了相关技术应用的设想。
１ 智能配电网综合管控设计
1.1设计应用概念
智能配电网综合管控系统是由智能配电网综合管理系统，智能配电网综合监控系统等组成。综合管控系统集水、电、气、热（冷）量等集中采集与分析，通过对用户端所有能耗进行细分和统计，数据和图表向管理人员或决策层展示各类能源的使用消耗情况，便于找出高耗能点或不合理的耗能习惯，为电力用户进一步节能改造或设备升级提供准确的数据支撑。
系统集输电、变电、配电一体的综合智能化系统，可提高能源效率、提高供电的安全性和可靠性、减少输电网的电能损耗；还通过实时掌控电网运行状态，快速诊断和消除故障隐患，提升电网运行的可靠性。通过综合通信、遥感和测量、先进的设备、控制技术、改进的界面和决策支持。
1.2应用功能
在大数据时代下，依托“互联网+”的理念，采用“互联网+”配电运维服务模式，通过在配电室部署各类监测终端、智能仪表、测控模块、测温装置、环境传感器等设备，通过专用智能网关将采集监测数据并上传至后台系统，采用云计算技术实现大数据存储和分析为用户提供用电安全、节能分析、设备运维等服务，实现配电设备全生命周期监护。
(1)综合监控
提供实时曲线和历史趋势两种曲线分析界面，通过调用相关回路实时曲线界面分析该回路当前的负荷运行状况。利用无线组网，对智能电力监控仪表、中压综合保护器等设备采集关键参数，对变压器、断路器等电力重要设备，实现遥控遥测遥信功能，及时发现故障并做出相应的决策和处理。
（2）综合管理
采用分层分布式系统体系结构，对建筑的电力、燃气、水等各分类能耗数据进行采集、处理，并分析建筑能耗状况，实现建筑节能应用等。
1.3设计应用特点
(1)综合管理
以能源采集系统和城市级能源大数据中心为核心，打造闭环的能耗管理过程可以有效接入电表、水表、燃气表、热（冷）量表等日常用能仪表。建立城市级能源云数据中心，对数据统一采集、管理、处理、整理。
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通过能源云数据中心平台，实现用能数据的共享与交互，提高存储与交互的效率。通过对耗能设备进行分析，提高设备的性能、用电设备的效率，避免了人为判断的疏失，强化能源消耗、核算及科学化管理。
(2)综合监控
在输电、变电、配电及用电四大主要环节中解决传统电网难以解决的问题。通过高效可靠的通讯设备，对智能配电设备的运行数据、状态信息进行采集和管理。
系统依靠无线,GPRS等通迅技术，以传感技术为基础，采集温度，图像单相/三相电压、单相/三相电流、功率、功率因数、电度、频率和电流开关状态等各项参数实现监测，将各种数据形成大数据，对用户设备进行实时监控。
2 智能配电网监控运行服务平台设计
实现横向的专业融合，集成和融合PMS、GIS、EMS、用电信息采集、95598等
分散的信息孤岛，建设城市智能配电网数据中心，实现信息集成和共享；实现纵向的逐级穿透到底，在设备上实现从线路到配变到用电的监控分析，将透明化；实现在线管控，实现对城市配电网一二次设备运行情况的在线监视，运行异常及故障的实时告警。实现故障影响的客户信息，停电区域、停电时间等各类信息展示，做到配电网运行情况的在线管控；通过对实时及历史数据的统计分析，深层挖掘出城市配电网存在的隐患或问题，为智能配电网运维提供技术支撑。
在配电网运行与维护方面对配电网及设施采取标准化管理、巡视检查、维护保养、故障检修与事故抢修于一体的综合性电力服务。同时，城市配电网也需配套完善制度、配电网运行检修管理机制，与配电自动化各专业运行维护机制及工程建设同步发展[5]。
需求侧管理针对不同的数据来源，建立相对独立的数据采集系统。包括电网企业现有负荷管理系统、用户既有的监测系统和通过安装必要的监测设备建立的数据实时采集系统。平台建设主要通过电能监测设备和数据传输设备，实现数据的实时采集。将用户档案、用电信息及告警数据等进行大数据分析，为负荷预测、需求侧相应、用电节能及主动抢修等提供切实的数据依据。
3 GIS信息可视化应用
3.1 设计应用概念
GIS信息可视化应用技术建设依托于基于空间GIS与VR融合的数据承载与业务应用平台，可有效将“大数据”、“虚拟现实”、“云计算”、“物联网”与电力企业自身业务需求相结合。
系统实现多种类型和不同精度的GIS数据（DLG、DEM、DOM数据）的加载与融合显示，构建三维全息化场景，同时支持GIS默认图层与自定义图层控制。
构建城市区三维场景全貌，基于三维地理信息将变电站位置、台变、开关箱机等配网走向进行整合，采用高精度的精细卫星影像，进行直观可视化的展现。
基于三维可视化场景直观展示城市近期供电路径及负荷配置情况和远期规划配置情况，展现环网柜、开闭站分布情况，显影地下电缆辐射及潮流，直观反馈城市区域内充电桩、分布式能源分布点位，动态调节电能分配，有机融入城市能源互联网。
基于智能配电网三维可视化展示，动态展示供电辐射状态，智能计算新建企业供电最佳接入点及供电冗余负荷点，并辅助进行供电路径智能规划。。
事故点定位：根据多种方式，在三维场景中快速定位到事故位置。
停电影响范围计算：三维场景动态展示城市各功能区块供电状态，供电负荷变化，停电影响区域，并统计出停电用户信息。
辅助应急抢修：智能接入视频监控系统、变电站监测系统、电缆监测系统实时数据，分级展示，辅助应急会商、抢修指导。
４ 结论
智能配电网综合管控及监控运行服务规划设计对于城市智能配电网在分布式电源、微电网、电动汽车充换电设施接入管理方面具有现实应用意义，同时利用海量数据分析等技术有效支撑配电网运行、维护以及用电客户服务，GIS信息可视化技术的应用对于城市地下配电网的管理、维护及智能配电网设计工作提供了具有深度应用价值的解决方案。
作者简介：
王岩（1987—），男，工程师，从事电力规划设计和研究工作，2013wangyan@sx.sgcc.com.cn
论文作者:王岩
论文发表刊物:《电力设备》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/13
标签：配电网论文; 数据论文; 智能论文; 城市论文; 设备论文; 技术论文; 分布式论文; 《电力设备》2017年第29期论文;