引言

　　隨著全球資源環(huán)境壓力的不斷增大，社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展的要求日益提高，同時(shí)，電力市場(chǎng)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)以及用戶對(duì)供電可靠性和電能質(zhì)量的要求不斷提升：未來(lái)的電網(wǎng)數(shù)據(jù)量和信息量更大，需要能支持潮流和信息流的雙向流動(dòng)；必須能夠提供更加安全、可靠、清潔、優(yōu)質(zhì)的電力供應(yīng)；能夠適應(yīng)多種能源發(fā)電方式的協(xié)調(diào)運(yùn)行；能夠適應(yīng)客戶自主選擇的需要，并能進(jìn)一步提高電網(wǎng)資產(chǎn)的利用效率和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，等等，因此，電力企業(yè)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)[1]。以美國(guó)和歐盟為代表的不同國(guó)家和組織不約而同地提出建設(shè)智能電網(wǎng)，將智能電網(wǎng)視為未來(lái)電網(wǎng)的發(fā)展方向[2-10]，各國(guó)根據(jù)自己的國(guó)情，給智能電網(wǎng)賦予了不同的含義，但其目的都是節(jié)能減排、提高電網(wǎng)的能效和可靠性。

　　智能電網(wǎng)涉及電力系統(tǒng)發(fā)、輸、變、配、用、調(diào)度各個(gè)環(huán)節(jié)[11-12]，其中，配電網(wǎng)處于電力系統(tǒng)的末端，直接與用戶相連，由于電力系統(tǒng)對(duì)用戶的供電能力和供電質(zhì)量需通過(guò)配電網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)和保障，因此，建設(shè)智能配電網(wǎng)是智能電網(wǎng)的重要環(huán)節(jié)。

　　1  智能配電網(wǎng)的內(nèi)涵與特征

　　1.1  智能配電網(wǎng)的內(nèi)涵

　　智能配電網(wǎng)涵蓋了配網(wǎng)自動(dòng)化的全部?jī)?nèi)容，幾乎涉及了配電系統(tǒng)一次與二次的所有技術(shù)領(lǐng)域，且支持分布式電源的大量接入和深度滲透，可實(shí)現(xiàn)與用戶的互動(dòng)。智能配電網(wǎng)涵蓋面很廣，但迄今為止卻沒有一個(gè)被大家公認(rèn)的統(tǒng)一而完整的定義。文獻(xiàn)[13]給出了智能配電網(wǎng)的核心構(gòu)件和智能配電網(wǎng)應(yīng)具備的系統(tǒng)和設(shè)備；文獻(xiàn)[14]強(qiáng)調(diào)智能配電網(wǎng)的目的是延長(zhǎng)設(shè)備壽命，確定更換資產(chǎn)的優(yōu)先順序，降低配電網(wǎng)改造費(fèi)用和防止配電網(wǎng)故障等；文獻(xiàn)[15]指出智能配電網(wǎng)是配電網(wǎng)高級(jí)自動(dòng)化的延伸，與傳統(tǒng)配電網(wǎng)的主要區(qū)別在于允許可再生能源和分布式發(fā)電單元的大量接入和微網(wǎng)運(yùn)行，鼓勵(lì)各類不同電力用戶積極參與電網(wǎng)互動(dòng)。目前，各國(guó)在結(jié)合本國(guó)國(guó)情建設(shè)智能配電網(wǎng)的過(guò)程中已形成了很多共識(shí)，其內(nèi)涵主要包括3個(gè)方面：①以物理實(shí)體電網(wǎng)為基礎(chǔ)，包括各種配電基礎(chǔ)設(shè)施、開關(guān)、配電終端、傳感器等；②融合了各種現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)，如：傳感測(cè)量技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、通信技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)等；③與傳統(tǒng)配電網(wǎng)相比，智能配電網(wǎng)支持各種能源形式的分布式電源和電力用戶自備電源、儲(chǔ)能裝置、電動(dòng)汽車的接入和使用，其運(yùn)行方式更加靈活可調(diào)，供電安全性、可靠性和電能質(zhì)量顯著提升，提高了能源利用的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

　　1.2  智能配電網(wǎng)的特征

　　與傳統(tǒng)配電網(wǎng)相比，智能配電網(wǎng)在供電安全性、電能質(zhì)量和電網(wǎng)資產(chǎn)利用率等方面都比傳統(tǒng)配電網(wǎng)有顯著提升。智能配電網(wǎng)具有以下基本特征：

　　（1）信息化。信息化是實(shí)現(xiàn)智能配電網(wǎng)的基礎(chǔ)，指具備對(duì)配電網(wǎng)實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)信息的高度集成、多方共享和深度挖掘利用的能力。電力信息化分為電力生產(chǎn)控制信息化和電力企業(yè)管理信息化兩大類。

　　（2）自動(dòng)化。自動(dòng)化是智能配電網(wǎng)發(fā)展水平的直觀體現(xiàn)，包括依靠高效的信息采集傳輸和集成應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)控制策略的自動(dòng)優(yōu)選、運(yùn)行狀態(tài)的自動(dòng)監(jiān)控和故障狀態(tài)的自動(dòng)恢復(fù)等。

       （3）互動(dòng)化。互動(dòng)化是智能配電網(wǎng)的內(nèi)在要求，指通過(guò)信息實(shí)時(shí)溝通分析，實(shí)現(xiàn)電源、電網(wǎng)和用戶資源的良性互動(dòng)與高效協(xié)調(diào)，促進(jìn)電能的安全、高效、清潔應(yīng)用。智能配電網(wǎng)的互動(dòng)化有2層含義：①指智能配電網(wǎng)支持分布式電源的大量接入；②指電網(wǎng)與用戶之間的互動(dòng)，包括支持用戶根據(jù)實(shí)時(shí)電價(jià)選擇用電時(shí)間，允許和鼓勵(lì)用戶自有分布式電源上網(wǎng)等。

　　1.3  我國(guó)智能配電網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)

　　發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的六大應(yīng)用環(huán)節(jié)，其中，智能配電的發(fā)展目標(biāo)是：建成高效、靈活、合理的配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，提升配電網(wǎng)的靈活重構(gòu)、潮流優(yōu)化能力和可再生能源的接納能力；實(shí)現(xiàn)分布式儲(chǔ)能裝置及分布式電源的兼容接入與統(tǒng)一控制；提高用戶用電的可靠性和電能質(zhì)量，提升配電網(wǎng)在緊急狀況時(shí)對(duì)主網(wǎng)的支撐能力。

　　2  智能配電網(wǎng)技術(shù)框架

　　智能配電網(wǎng)是集傳感測(cè)量、計(jì)算機(jī)、通信、信息、自動(dòng)控制等領(lǐng)域新技術(shù)在配電系統(tǒng)中應(yīng)用的總和，是從提高電網(wǎng)整體性能、節(jié)省總體成本出發(fā)，將各種新技術(shù)與傳統(tǒng)的配電技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的融合，使配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)以及保護(hù)與運(yùn)行控制方式發(fā)生革命性的變化，因此，智能配電網(wǎng)的發(fā)展需要從智能配電網(wǎng)的基礎(chǔ)領(lǐng)域切入，構(gòu)建符合我國(guó)發(fā)展需求的智能配電網(wǎng)技術(shù)框架。智能配電網(wǎng)的技術(shù)框架可分為如圖1所示的3個(gè)層次。

       2.1  完善配電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)備層

　　結(jié)構(gòu)合理、網(wǎng)架堅(jiān)強(qiáng)的配電網(wǎng)實(shí)體和安全經(jīng)濟(jì)、靈活可靠的智能配電裝備是智能配電網(wǎng)的基礎(chǔ)。但我國(guó)傳統(tǒng)配電網(wǎng)基礎(chǔ)比較薄弱，自動(dòng)化程度較低，距智能配電網(wǎng)的要求存在較大的差距，所以在智能配電網(wǎng)框架最底層的設(shè)備層，需要實(shí)施和完善以下功能：①建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)的實(shí)體配電網(wǎng)。智能配電網(wǎng)應(yīng)改變我國(guó)配電網(wǎng)發(fā)展長(zhǎng)期滯后、基礎(chǔ)薄弱的現(xiàn)狀，加強(qiáng)和完善配電網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，建成具有堅(jiān)強(qiáng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的配電網(wǎng)；未來(lái)的配電網(wǎng)應(yīng)能靈活應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害等突發(fā)性事件。②實(shí)現(xiàn)配電裝備的智能化。由于傳統(tǒng)的開關(guān)、保護(hù)控制設(shè)備和配電終端不適應(yīng)智能配電網(wǎng)的需求，且分布式電源的大量接入對(duì)智能配電設(shè)備也提出了新的需求，所以智能配電網(wǎng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)配電裝備的智能化。