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【摘 要】本文以智能台区技术为基础，介绍了智能台区建设目的，建设模式，建设原则，主要的功能，设备的构架等。针对目前的配电台区存在三相不平衡、功率因数偏小无功较大、线路谐波等造成的用电质量偏低、线损过大、负荷无法管理等问题提出了有效的解决办法，从而提高用户的供电可靠性和用电质量，对电网的安全运行具有重要意义。
【关键词】智能台区 配变 电能质量 无功补偿 谐波治理
中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009―914X（2013）35―500―01
0.引言
配电网作为电力系统发电、输电、配电中最后一个直接面向用户供电的环节，起着至关重要的作用。目前的配电台区存在三相不平衡、功率因数偏小无功较大、线路谐波等造成的用电质量偏低、线损过大、负荷无法管理等问题。鉴于此情况，迫切需要对配电台区实施进一步的监控及数据管理、统一调度，从而达到减少线损、提高用户用电质量的最终目的。
1. 建设目的
通过智能配电台区的建设，利用电力电子技术、自动控制技术、数字信号处理技术，将配变监测、无功优化控制补偿、电能质量调节/谐波治理等功能有机地融合在一起，形成资源共享、数据共享，实现台区电能质量综合治理，降低损耗。
2.建设模式
智能配电台区建设，需要在现有配电自动化系统和用电信息采集系统的基础上，融入智能电网最新技术元素，提高供电质量和可靠性，提高用电安全管理水平。实现集配电台区设备（变压器、开关）状态参数检测、无功补偿本地/远程控制投切、农村配变漏电保护监测管理、谐波监测、三相不平衡监测、远程通信、互动等功能于一体；实现配电网的电能质量问题综合治理（包括无功补偿、谐波治理和三相不平衡治理等），降低电网损耗。
3. 建设原则
（1）配电变压器采用原有的变压器；
（2）各配电台区根据其地理位置和负荷情况，有差异的实现智能配电台区功能；
（3）智能低压配电开关柜根据各智能配电台区需要实现的功能，配置相应低压配电开关；
（4）配合配电自动化系统和用电信息采集系统，实现电量定值控制、费率定值控制、电能量互动和分布式能源监测与控制等互动化的功能；
（5）通信上传接口通道上，为了满足目前生产和营销不同管理模式的需求，先按双通道方式设计，由配变监测模块完成除计量数据外的信息集中并转发配电自动化系统，由计量模块完成电量信息的集中采集并转发用电信息采集系统。同时，预留统一的数据上传接口功能，在管理模式允许的情况下，实现配电台区的数据总出口。
（6）配电台区设备与配电自动化通讯要求采用104通信协议，与用电信息采集系统通讯要求采用376.1-2009通信。
4.主要功能
智能配电台区主要集成现有配电台区或配电变压器侧配变监测、电能质量监测、负荷管理、电能计量、无功补偿、电能调节和谐波治理等功能于一体，向配电自动化及其生产管理系统、营销系统提供基础数据，并满足智能电网配电自动化建设的数字化、信息化与互动化发展的需求。
配变监测功能：
（1）实时测量数据：采集配电变压器的三相电压、三相电流以及零序电流，计算各分相有功功率、无功功率以及总有功功率、总无功功率，累计正向有功电量、正反向无功电量，计算各分相及总功率因数等。
（2）实时状态信息采集；
（3）数据量统计：包括电压统计、电流统计、功率统计、电度统计、需量统计；
（4）历史数据存贮：包括统计数据的日数据存储、月数据存储和负荷曲线数据存储。
电能质量监测：
分析、计算配电台区出线的功率因数、谐波分量以及三相不平衡度，统计供电可靠性和供电质量，同时为无功补偿、电能调节和谐波治理提供依据。
负荷管理：
综合控制管理配电台区负荷，通过设置功率定值、电量定值、电费定值，实现台区大用户或预购电的用户用电的提醒及控制。
电能计量功能：
在配变监测实现线路模拟量采集的基础上，完成电能量计量功能，包括总电能示值、各费率电能示值、总电能量、各费率电能量、最大需量等。
无功补偿自动投切功能：
根据监视的电能质量情况，就地自动实现柔性单相或三相共补的无功补偿方案。适用于容性负载、感性负载、冲击性负载和谐波源负载等，可以满足将线路功率因数补偿到0.99以上。
电能调节以及谐波治理功能：
根据监视的电能质量情况，就地主动滤除配电网中的谐波，调节三相有功功率，改善负载平衡度。三相有功不平衡调节功能，要求将三相不平衡电流控制在±5A以内，降低零线电流压力，在一些三相四线制应用场合，如数据中心、酒店、银行和居民小区等尤为重要。
防窃电功能：
综合配电台区数据，包括配电变压器运行信息、用户电能表信息、配电台区箱体/柜门状态等，发现异常后启动对非正常用电信息的报警。
5. 设备构架
智能配电台区主要包括智能一体化配电终端及相关设备，可解决配电台区设备状态检测、无功本地远程/控制投切、谐波和三相不平衡检测等问题，提高供电质量和可靠性。另外，具备用电安全检测管理功能，提高用电安全管理
6. 应用实例
◆楚寨沟台区
新建配电台区设备，实现台区配电变压器监测、计量、剩余电流保护、无功补偿等功能。
通信上，与配电自动化系统和用电信息采集系统均采用无线方式，利用GPRS无线公网传送实时和准实时数据。
◆武陈台台区
原有的无功自动补偿装置和剩余电流保护装置不满足《农网智能型低压配电箱功能规范和技术条件》，进行整体更换，实现台区配变监测、计量、剩余电流保护、低压配电开关监控、无功补偿等功能。
台区主设备放置在配电房，安装方便，因此选择在该台区进行三相不平衡治理试点工作，根据配电变压器容量新建三相不平衡治理设备。
通信上，与配电自动化系统和用电信息采集系统均采用无线方式，利用GPRS无线公网传送实时和准实时数据。
◆京河湾1#台区及京河湾2#台区
改造配电台区设备，实现台区配变监测、计量、剩余电流保护、低压配电开关监控、无功补偿等功能。原有的无功自动补偿装置和剩余电流保护装置不满足《农网智能型低压配电箱功能规范和技术条件》，此次进行整体更换。
通信上，与配电自动化系统和用电信息采集系统均采用无线方式，利用GPRS无线公网传送实时和准实时数据。
治理设备。
通信上，与配电自动化系统和用电信息采集系统均采用光纤方式传送实时和准实时数据。
7. 结束语
智能配电台区技术在配网中的应用，一方面测量配电变压器及低压进出线路的电力运行数据，同时进行动态补偿无功功率、治理各相电压不对称，提高供电可靠性和电能质量；另一方面作为集中器采集电力用户的电力表数据，将数据集中后向主站转发，为主站系统统计分析提供数据基础；再一方面配合主站系统形成以配电台区为单位的智能防盗监控体系，实现配电台区设备智能安全防护。可解决三相不平衡、功率因数偏小无功较大、线路谐波等造成的用电质量偏低、线损过大、负荷无法管理等问题。
参考文献：
[1] 李楦 智能化配电台区研究 科技信息 2012（6）
[2] 张春喜 农网智能化配电台区建设初探 电力系统自动化.
[3] 郭丽霞 智能化配电台区建设方法研究 中国电力教育 2013年17期
【关键词】智能台区 配变 电能质量 无功补偿 谐波治理
中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009―914X（2013）35―500―01
0.引言
配电网作为电力系统发电、输电、配电中最后一个直接面向用户供电的环节，起着至关重要的作用。目前的配电台区存在三相不平衡、功率因数偏小无功较大、线路谐波等造成的用电质量偏低、线损过大、负荷无法管理等问题。鉴于此情况，迫切需要对配电台区实施进一步的监控及数据管理、统一调度，从而达到减少线损、提高用户用电质量的最终目的。
1. 建设目的
通过智能配电台区的建设，利用电力电子技术、自动控制技术、数字信号处理技术，将配变监测、无功优化控制补偿、电能质量调节/谐波治理等功能有机地融合在一起，形成资源共享、数据共享，实现台区电能质量综合治理，降低损耗。
2.建设模式
智能配电台区建设，需要在现有配电自动化系统和用电信息采集系统的基础上，融入智能电网最新技术元素，提高供电质量和可靠性，提高用电安全管理水平。实现集配电台区设备（变压器、开关）状态参数检测、无功补偿本地/远程控制投切、农村配变漏电保护监测管理、谐波监测、三相不平衡监测、远程通信、互动等功能于一体；实现配电网的电能质量问题综合治理（包括无功补偿、谐波治理和三相不平衡治理等），降低电网损耗。
3. 建设原则
（1）配电变压器采用原有的变压器；
（2）各配电台区根据其地理位置和负荷情况，有差异的实现智能配电台区功能；
（3）智能低压配电开关柜根据各智能配电台区需要实现的功能，配置相应低压配电开关；
（4）配合配电自动化系统和用电信息采集系统，实现电量定值控制、费率定值控制、电能量互动和分布式能源监测与控制等互动化的功能；
（5）通信上传接口通道上，为了满足目前生产和营销不同管理模式的需求，先按双通道方式设计，由配变监测模块完成除计量数据外的信息集中并转发配电自动化系统，由计量模块完成电量信息的集中采集并转发用电信息采集系统。同时，预留统一的数据上传接口功能，在管理模式允许的情况下，实现配电台区的数据总出口。
（6）配电台区设备与配电自动化通讯要求采用104通信协议，与用电信息采集系统通讯要求采用376.1-2009通信。
4.主要功能
智能配电台区主要集成现有配电台区或配电变压器侧配变监测、电能质量监测、负荷管理、电能计量、无功补偿、电能调节和谐波治理等功能于一体，向配电自动化及其生产管理系统、营销系统提供基础数据，并满足智能电网配电自动化建设的数字化、信息化与互动化发展的需求。
配变监测功能：
（1）实时测量数据：采集配电变压器的三相电压、三相电流以及零序电流，计算各分相有功功率、无功功率以及总有功功率、总无功功率，累计正向有功电量、正反向无功电量，计算各分相及总功率因数等。
（2）实时状态信息采集；
（3）数据量统计：包括电压统计、电流统计、功率统计、电度统计、需量统计；
（4）历史数据存贮：包括统计数据的日数据存储、月数据存储和负荷曲线数据存储。
电能质量监测：
分析、计算配电台区出线的功率因数、谐波分量以及三相不平衡度，统计供电可靠性和供电质量，同时为无功补偿、电能调节和谐波治理提供依据。
负荷管理：
综合控制管理配电台区负荷，通过设置功率定值、电量定值、电费定值，实现台区大用户或预购电的用户用电的提醒及控制。
电能计量功能：
在配变监测实现线路模拟量采集的基础上，完成电能量计量功能，包括总电能示值、各费率电能示值、总电能量、各费率电能量、最大需量等。
无功补偿自动投切功能：
根据监视的电能质量情况，就地自动实现柔性单相或三相共补的无功补偿方案。适用于容性负载、感性负载、冲击性负载和谐波源负载等，可以满足将线路功率因数补偿到0.99以上。
电能调节以及谐波治理功能：
根据监视的电能质量情况，就地主动滤除配电网中的谐波，调节三相有功功率，改善负载平衡度。三相有功不平衡调节功能，要求将三相不平衡电流控制在±5A以内，降低零线电流压力，在一些三相四线制应用场合，如数据中心、酒店、银行和居民小区等尤为重要。
防窃电功能：
综合配电台区数据，包括配电变压器运行信息、用户电能表信息、配电台区箱体/柜门状态等，发现异常后启动对非正常用电信息的报警。
5. 设备构架
智能配电台区主要包括智能一体化配电终端及相关设备，可解决配电台区设备状态检测、无功本地远程/控制投切、谐波和三相不平衡检测等问题，提高供电质量和可靠性。另外，具备用电安全检测管理功能，提高用电安全管理
6. 应用实例
◆楚寨沟台区
新建配电台区设备，实现台区配电变压器监测、计量、剩余电流保护、无功补偿等功能。
通信上，与配电自动化系统和用电信息采集系统均采用无线方式，利用GPRS无线公网传送实时和准实时数据。
◆武陈台台区
原有的无功自动补偿装置和剩余电流保护装置不满足《农网智能型低压配电箱功能规范和技术条件》，进行整体更换，实现台区配变监测、计量、剩余电流保护、低压配电开关监控、无功补偿等功能。
台区主设备放置在配电房，安装方便，因此选择在该台区进行三相不平衡治理试点工作，根据配电变压器容量新建三相不平衡治理设备。
通信上，与配电自动化系统和用电信息采集系统均采用无线方式，利用GPRS无线公网传送实时和准实时数据。
◆京河湾1#台区及京河湾2#台区
改造配电台区设备，实现台区配变监测、计量、剩余电流保护、低压配电开关监控、无功补偿等功能。原有的无功自动补偿装置和剩余电流保护装置不满足《农网智能型低压配电箱功能规范和技术条件》，此次进行整体更换。
通信上，与配电自动化系统和用电信息采集系统均采用无线方式，利用GPRS无线公网传送实时和准实时数据。
治理设备。
通信上，与配电自动化系统和用电信息采集系统均采用光纤方式传送实时和准实时数据。
7. 结束语
智能配电台区技术在配网中的应用，一方面测量配电变压器及低压进出线路的电力运行数据，同时进行动态补偿无功功率、治理各相电压不对称，提高供电可靠性和电能质量；另一方面作为集中器采集电力用户的电力表数据，将数据集中后向主站转发，为主站系统统计分析提供数据基础；再一方面配合主站系统形成以配电台区为单位的智能防盗监控体系，实现配电台区设备智能安全防护。可解决三相不平衡、功率因数偏小无功较大、线路谐波等造成的用电质量偏低、线损过大、负荷无法管理等问题。
参考文献：
[1] 李楦 智能化配电台区研究 科技信息 2012（6）
[2] 张春喜 农网智能化配电台区建设初探 电力系统自动化.
[3] 郭丽霞 智能化配电台区建设方法研究 中国电力教育 2013年17期