No4欧洲配电网智能化发展中的控制技术(上)

欧洲配电网智能化

No.4欧洲配电网智能化发展中的控制技术（上）

张毅威1，范明天2，曹其鹏1，张祖平2

（1.清华大学电机系，北京 100084；2.中国电力科学研究院，北京 100192）

摘要: 由于输配电网之间存在较大的差异，智能配电网的控制技术无法照搬输电网的现有技术。在欧洲配电网

的智能化进程中，经济适用的传感器、执行器和控制系统的发展深刻地改变了配电网的控制系统模式，配电网的调度和控制模式朝着越来越主动的方向发展。介绍了配电网先进控制系统的4种基本架构（集中式、变电站中心式、分散式、协调混合式）及其特点，以及如何选择控制架构的4个基本依据：安全稳定性、最大允许延时、系统复杂性以及成本，并简要讨论了智能计量和自动化这两大功能对于通信的基本需求；然后，介绍了集中式控制系统与集中式配电管理系统的主要功能、体系结构、责任层次；最后介绍了基于多代理模式分散控制系统的发展趋势。欧洲配电网智能化控制系统模式的选取经验，可供我国在选取主动配电系统控制模式时参考。关键词：配电网控制中心；配电管理系统；集中控制；分散控制

0引言

欧洲配电网智能化系列专题已经介绍了欧洲配电网智能化发展的驱动力和需求分析、应用场景，以及功能及其标准化工作[1-3]，在此基础上，将继续介绍配电网控制技术、通信技术、规划技术和数据仓库技术等相关智能化技术的进展情况，这些技术是配电网实现智能化的基础。本篇注重控制系统模式，下篇注重控制对象及控制内容。

配电网与输电网的最大差异在于，配电网的节点规模比输电网的节点规模多几个数量级，且配电网节点的功率（电量）密度又远低于输电网节点的功率（电量）密度，如果直接采用输电网现成的智能化技术（如输电网的集中调度及相应的保护控制技术等），以及像输电网一样进行信息全采集，配电网的智能化改造成本将是无法接受的，因此，实施配电网智能化的技术路线，需要根据用户的可靠性需求以及配电网运营企业的投资能力综合考虑。

配电网采用辐射运行方式，可采用以变电站为中心的调度模式。现有配电系统大都只有部分线路和配变实现了自动化，而且配电控制中心的配电管理系统（DMS）的功能较单http:///
一、智能化水平不高。相比而言，输电网上的所有线路和变电站均已实现了自动化，控制中心的能量管理系统（EMS）智能化程度较高。当前智能电能表等局部智能化监测设备日益普及，但由于配电网量大面广的分布式结构，难以做到“全局”最优，因此，即使配电网的所有用户都安装智能电能表且相关节点均装备智能监测装置，也不一定能够实现配电网全局最优的系统级智能化。无论从技术上还是从经济上，DMS都不宜直接套用EMS层次的一些技术（如状态估计等）。就智能电网的发展需求而言，DMS将有可能逐步再现输电网层次EMS的某些典型常用功能，但现有配置在配电控制中心的DMS目前则还难以全部实现这些功能。因此，要实现配电网的智能化，还需要研发适应配电网需求的控制系统模式。本文从以下几个方面对配电网的智能控制系统模式进行了介绍。

首先对未来配电网的控制系统模式进行了一般性讨论。目前，大多数智能配电网应用的控制系统采取集中式或变电站中心式，但许多研究和示范项目正在探索完全分散式架构的性能和优势，并且假如不需要在配电网

DISTRIBUTION & UTILIZATION

基金项目：国家电网公司科技项目（SGRI-WD-71-13-014）：新一代智能电网片上系统关键技术研究。

供用电 2015.04