目前，智能電網(wǎng)正在成為*范圍關注的焦點，各國為解決當前電網(wǎng)存在的問題和達到政策要求而建設更可靠、更、抵抗災害能力更強、更環(huán)保和與用戶友好互動的電網(wǎng)。對于智能電網(wǎng)的概念目前還沒有確切一致的解釋，但在其特征和其使用的技術方面已形成統(tǒng)一的認識：智能電網(wǎng)具有信息化、數(shù)字化、自動化和互動化的四大特征，使用的技術和設備有：*的雙向通訊技術、量測設備和傳感器、自動化理論和技術、分布式計算機等，智能電網(wǎng)旨在建設更可靠、更經(jīng)濟、更、充分保障人身和設備安全、更環(huán)保[1]，包含多種分布式和分散電源，并能向用戶提供多種服務的電力系統(tǒng)，拉近產(chǎn)業(yè)鏈中的元件—發(fā)電、傳輸和消費的距離，建立更完善、的計費制度，使用戶和環(huán)境受益。
　　
　　我國電網(wǎng)長久以來形成“重輸輕配”的局面，配電網(wǎng)的重要性不言而喻，這種局面影響了電網(wǎng)系統(tǒng)的整體性能和效率[3]，而配電網(wǎng)在無功優(yōu)化和電壓控制方面的研究相對更加薄弱。盡管目前傳統(tǒng)的AVC在解決電壓合格率、功率因數(shù)合格率、降低網(wǎng)損率和有效減少電力變壓器分接開關、電容器、電抗器設備的動作次數(shù)及投切等方面發(fā)揮著重要作用，但也存在調(diào)節(jié)過程不夠精細，還不能做到真正意義上的無功就地、分層平衡，不能*合理地控制電壓波動等問題，不能在電網(wǎng)出現(xiàn)故障時自愈地恢復電壓，而自愈是智能電網(wǎng)的重要特點和目標，因此，智能配電網(wǎng)AVC的研究勢在必行，必需和智能電網(wǎng)的建設同步進行。
　　
　　本文通過研究智能配電網(wǎng)的建設存在的問題，提出建設智能配電網(wǎng)AVC的理念，從智能配電網(wǎng)的關鍵技術著手，討論研究智能配電網(wǎng)AVC的主要技術。
　　
　　1智能配電網(wǎng)
　　
　　1.1智能配電網(wǎng)是智能電網(wǎng)建設的重點
　　
　　當前智能電網(wǎng)主要有四個方面的技術：輸電運行(ATO)、配電運行(ADO)、計量體系(AMI)和資產(chǎn)管理(AAM)，除*項外，后三者都是針對配電網(wǎng)而言[4]。因此，智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)的區(qū)別在配電網(wǎng)上表現(xiàn)的更為明顯。
　　
　　智能配電網(wǎng)建設的重要性[5]可概括如下：
　　
　　配電網(wǎng)直接面向用戶，是控制和保證供電質(zhì)量的關鍵環(huán)節(jié);
　　
　　目前配電網(wǎng)的自動化、智能化程度遠遠低于輸電網(wǎng);
　　
　　目前用戶的停電事故95%以上是由配電系統(tǒng)引起的;
　　
　　電網(wǎng)超過一半的損耗發(fā)生在配電網(wǎng)，造成電能質(zhì)量降低的主要因素發(fā)生在配電網(wǎng);
　　
　　分布式電源接入的影響主要在配電網(wǎng);
　　
　　與用戶互動、進行需求側管理的著眼點在配電網(wǎng)。
　　
　　1.2目前配電網(wǎng)存在的問題
　　
　　1、由于配電網(wǎng)設備繁多、網(wǎng)絡結構復雜、操作頻率和故障頻率都很高、低壓配電網(wǎng)是三相不平衡網(wǎng)絡、直接面向的用戶改動多等諸多原因，配電網(wǎng)新技術(如配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng))應用發(fā)展成熟速度較慢，缺乏分布式電源和大規(guī)模可再生能源電源的相關應用技術。
　　
　　2、多數(shù)配電網(wǎng)絡比較薄弱，配置落后，自動化水平低，需要進行網(wǎng)絡拓撲結構的改造;發(fā)生故障頻率高，線損率高，供電可靠率低，電壓驟降損失大[6]。
　　
　　3、運行成本高，效率低，污染大，、等氣體排放嚴重。
　　
　　4、調(diào)度方面：資源配置不夠優(yōu)化;綜合決策支持程度不高;實時監(jiān)控與預警系統(tǒng)的在線分析實用性和調(diào)度計劃的全局安全經(jīng)濟協(xié)調(diào)性不高;缺乏統(tǒng)一的調(diào)度系統(tǒng)建設規(guī)范標準[7,8]。
　　
　　5、電力市場方面：政府監(jiān)管、政策指導乏力，電價結構與電價形成機制過時，輸、配電價明細有待改進。
　　
　　1.3目前配電網(wǎng)電壓控制方面存在的問題
　　
　　電壓作為電能質(zhì)量的重要指標之一，當前我國配電網(wǎng)電壓控制和無功優(yōu)化方面存在的主要問題有：
　　
　　1、無功補償分布不合理
　　
　　長期以來的一些做法：使用傳統(tǒng)的調(diào)相調(diào)壓法規(guī)劃電網(wǎng)無功補償容量，長期執(zhí)行“功率因數(shù)調(diào)整電費辦法”，采用各種不同電壓等級的變電所無功補償裝置設計技術規(guī)定，這造成了當前電網(wǎng)無功補償布局不合理的現(xiàn)狀：配電網(wǎng)側電容器補償容量較少，沒有做到無功補償就地平衡，無功只是從高壓側向低壓側流動，從電源側向負荷側流動，造成電網(wǎng)損耗大，電壓降落大。
　　
　　2、電壓控制結構不合理
　　
　　自動電壓控制系統(tǒng)由安裝在變電站的VQC無功/電壓自控裝置到地區(qū)電網(wǎng)無功電壓集中控制系統(tǒng)，再到現(xiàn)在的無功電壓分布式控制系統(tǒng)，保證了電網(wǎng)電壓質(zhì)量、安全穩(wěn)定運行、降低網(wǎng)損及降低運行人員工作強度。但是，自動電壓控制系統(tǒng)目前僅在輸電側發(fā)揮功效，配電側無功電壓自動控制研究還相對較少，不足以滿足人們對電網(wǎng)、優(yōu)化運行的追求，不能滿足智能配電網(wǎng)的技術要求。
　　
　　3、電壓控制區(qū)域不合理
　　
　　AVC的變壓器分接頭動作、電容(抗)器的無功調(diào)節(jié)無法做到均勻調(diào)節(jié)，相鄰兩級電網(wǎng)之間的無功電壓控制不和諧，因此無法建立全網(wǎng)統(tǒng)一的電壓標準，只能以本地測量電壓為依據(jù)，分散量測誤差使得優(yōu)化結果受到一定影響。
　　
　　4、優(yōu)化目標協(xié)調(diào)不合理
　　
　　降損與電壓質(zhì)量目標不統(tǒng)一，無功調(diào)控顧此失彼。電網(wǎng)從發(fā)電到用電是一個有機的整體，只有做到各個環(huán)節(jié)相互協(xié)調(diào)、信息互動，才能從現(xiàn)代電網(wǎng)向智能電網(wǎng)進行轉變。隨著電網(wǎng)的發(fā)展，如何保證各種分布式電源的安全，可靠的接入電網(wǎng)，在傳統(tǒng)電壓控制中沒有體現(xiàn)。
　　
　　5、無功優(yōu)化結果不理想
　　
　　傳統(tǒng)AVC系統(tǒng)一方面存在網(wǎng)損和電壓控制顧此失彼的情況;另一方面只實現(xiàn)了靜態(tài)無功優(yōu)化，還沒有做到真正意義上的動態(tài)無功優(yōu)化;模型未計及諧波電壓，而隨著非線性元件的廣泛使用，諧波的危害愈加劇烈[12];當電網(wǎng)出現(xiàn)問題時尚不具備自愈的能力。
　　
　　1.4智能配電網(wǎng)的特征
　　
　　相比較傳統(tǒng)配電網(wǎng)，智能配電網(wǎng)的主要特征[9]可概括如下：
　　
　　1、自愈
　　
　　具有自愈功能，減少停電事故，實現(xiàn)敏感設備的不間斷持續(xù)供電，抑制電壓驟降，抵御攻擊、有效提高配電網(wǎng)防災能力，滿足特定需求，可以為用戶提供“定制電力”，提高服務水平，實現(xiàn)電壓、無功的優(yōu)化控制，達到保證電網(wǎng)供電可靠、的目的。
　　
　　2、分布式電源接入和退出
　　
　　實現(xiàn)包括風力發(fā)電機、太陽能發(fā)電機、生物質(zhì)發(fā)電機等分布式電源的即插即用，做到分布式電源安全平穩(wěn)投入和退出。
　　
　　3、電網(wǎng)運行更經(jīng)濟
　　
　　合理控制潮流，提高系統(tǒng)容載比，充分利用系統(tǒng)容量;減少不必要投資，降低運行成本，減少設備折舊。
　　
　　4、支持需求側管理
　　
　　通過完善相關技術和管理制度，提高綜合決策能力，支持分段、實時電價，更好的削峰填谷，適應分布式發(fā)電的間歇性特點;支持用戶自備分布式發(fā)電、儲能裝置并網(wǎng);支持電動車的接入并選擇低電價時段充電、高電價時段向電網(wǎng)賣電。
　　
　　5、加速互動化，可視化管理
　　
　　利用配網(wǎng)廣域測控技術，實時采集電網(wǎng)及其設備運行數(shù)據(jù)，提供潮流、負荷、設備狀態(tài)監(jiān)測、電能質(zhì)量、故障位置、停電范圍等實時信息，解決電網(wǎng)“盲管”問題。
　　
　　6、設備管理、生產(chǎn)管理的自動化、信息化
　　
　　配電自動化(ADA)包含系統(tǒng)的監(jiān)視與控制、與用戶的交互[4]，通過配電自動化技術實現(xiàn)智能配電網(wǎng)管理的自動化;大力發(fā)展信息平臺，通過建立可靠、經(jīng)濟、實用的通信方式等手段來實現(xiàn)智能配電網(wǎng)的管理的信息化。
　　
　　2智能配電網(wǎng)AVC的目標
　　
　　傳統(tǒng)AVC是為了保證電壓質(zhì)量、涉及靜態(tài)電壓調(diào)節(jié)、平衡無功功率和電壓之間的關系、減少變壓器及電容(抗)補償器等設備的動作次數(shù)從而降低工作人員勞動強度及提高電網(wǎng)運行的安全水平，在此基礎上并結合智能配電網(wǎng)的特征，智能配電網(wǎng)AVC的目標概括如下：
　　
　　1、兼容傳統(tǒng)AVC;
　　
　　2、自適應;
　　
　　不受任何通道或電網(wǎng)故障等影響，分布式計算得到的結果適應于任何變化的運行方式需要的功能[10]。
　　
　　3、自愈;
　　
　　智能配電網(wǎng)AVC依靠建立在就地計算補償構成的閉環(huán)控制系統(tǒng)進行自愈，該系統(tǒng)首先能夠進行電壓的自動優(yōu)化調(diào)整，其次在配網(wǎng)電壓出現(xiàn)異常和故障時能自行診斷、隔離和zui終恢復，達到減少電壓崩潰，zui終達到避免目前大量存在的因電壓問題導致的停電的目的;再者，智能配網(wǎng)AVC應該能夠有效抵御攻擊，幫助電網(wǎng)提高防災能力。
　　
　　4、動態(tài)電壓調(diào)節(jié)，動態(tài)無功優(yōu)化;
　　
　　5、優(yōu)化模型考慮諧波電壓;
　　
　　6、無功就地補償，形成經(jīng)濟壓差無功補償布局;
　　
　　7、考慮分布式電源的投切，保證電能質(zhì)量;
　　
　　8、進一步減少工作人員勞動強度和設備折舊，保障人員和設備安全;
　　
　　9、資源和設備的使用;
　　
　　10、和用戶友好互動，提高社會用電效率。
　　
　　3智能配電網(wǎng)AVC的主要技術
　　
　　要實現(xiàn)以上目標，智能配電網(wǎng)的AVC需要以下技術的輔助和使用：
　　
　　自愈關鍵技術[4]
　　
　　自愈是智能配電網(wǎng)區(qū)別于傳統(tǒng)配電網(wǎng)的重要特征，同時也是智能配電網(wǎng)AVC的關鍵目標，文獻[4]中提出的智能配網(wǎng)自愈技術可以為智能配網(wǎng)AVC借鑒使用的關鍵技術有:饋線自動化技術、配網(wǎng)閉環(huán)運行故障隔離技術等。
　　
　　1)饋線自動化技術[13]
　　
　　目前的饋線自動化技術依賴主站遠方遙控采集與監(jiān)控數(shù)據(jù)，實施無功補償調(diào)壓，故障定位、隔離及自動恢復供電，可將自愈的速度提高至“幾秒級”。
　　
　　2)配網(wǎng)閉環(huán)運行故障隔離技術
　　
　　配網(wǎng)AVC閉環(huán)運行且分段開關采用斷路器，并配備差動保護，則可在線路出現(xiàn)故障時快速(200ms內(nèi))切除故障，而使非故障線路的供電基本不受影響。
　　
　　*的通訊和數(shù)據(jù)處理技術
　　
　　智能配電網(wǎng)是一個高度開放的網(wǎng)絡系統(tǒng)，需要通過建立*的通訊系統(tǒng)來實現(xiàn)系統(tǒng)每一部分都能雙向通訊。
　　
　　AVC系統(tǒng)應當對SCADA等平臺一體化設計，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫連接。而目前配電SCADA系統(tǒng)由于起步晚、配電網(wǎng)設備多、用戶多、改動多、故障頻率高等原因尚不完善。配電SCADA系統(tǒng)作為配電網(wǎng)自動化的基礎，需要加快研究和開發(fā)進度。
　　
　　傳統(tǒng)AVC數(shù)據(jù)容量較小，隨著智能配網(wǎng)建設的深入，必然要求智能配電網(wǎng)AVC考慮和存儲海量數(shù)據(jù)[11]。利用數(shù)據(jù)全息無損壓縮技術壓縮這些海量數(shù)據(jù)，快速回放數(shù)據(jù)，同時節(jié)約硬盤空間，大大提高系統(tǒng)整體速度;*的分布式數(shù)據(jù)庫技術能夠充分利用硬件配置，實現(xiàn)高性能的數(shù)據(jù)計算;此外智能配電網(wǎng)AVC自身攜帶的某些工具軟件，高度集成接口、趨勢、報表、計算、通知、報警、冗余等服務在數(shù)據(jù)庫內(nèi)，使得AVC系統(tǒng)更簡潔。不僅如此，系統(tǒng)還應做到：將異常數(shù)據(jù)自動推送出來，使得用戶可以將更多的精力放在應用的易用性和實用性上，提高自動化水平;借助海量數(shù)據(jù)的迅捷吞吐和長時間的數(shù)據(jù)在線存儲，完整、和無損的再現(xiàn)任何一個時間段的故障回放，同時支持任意關聯(lián)點的多線程、多相關性“切片類”回放;將可視化組態(tài)工具嵌入數(shù)據(jù)庫，與數(shù)據(jù)捆綁，方式更加靈活，歷史狀態(tài)回放更加方便;服務器不對請求的壓縮數(shù)據(jù)解壓，避免系統(tǒng)速度變慢;數(shù)據(jù)在壓縮狀態(tài)下傳輸，極大減少對網(wǎng)絡帶寬的占用;在客戶端解壓壓縮數(shù)據(jù)，充分有效利用網(wǎng)絡中計算資源系統(tǒng)可容納更多用戶同時訪問，加快互動化。
　　
　　靈活的網(wǎng)絡拓撲[1]
　　
　　靈活的可重構的配電網(wǎng)絡拓撲需具備如下功能：便于配電網(wǎng)自動化水平的提高;系統(tǒng)在經(jīng)歷電壓崩潰等故障時，把故障影響范圍局限在zui小范圍，并可迅速通過AVC等系統(tǒng)下發(fā)指令恢復對其他部分的供電。
　　
　　無功潮流及無功功率的預報
　　
　　隨著我國智能配電網(wǎng)建設的迅速深入開展，配電網(wǎng)的運行方式將會有較大變化。各控制區(qū)域間相互影響，傳統(tǒng)AVC對這些影響的分析不夠精細，為避免各相鄰子區(qū)域間相互影響，在控制目標中加入聯(lián)絡線無功潮流的控制手段，進行無功潮流的計算。此外，依據(jù)配電網(wǎng)中的歷史數(shù)據(jù)結合當前系統(tǒng)無功的狀態(tài)，預計未來一段時間內(nèi)配電網(wǎng)無功功率的變化趨勢，準確的無功預報可以經(jīng)濟合理的安排變壓器檔位、電容(抗)補償器等設備的動作和投切容量，保持配電網(wǎng)運行的安全穩(wěn)定性，減少不必要的無功備用容量，有效提高經(jīng)濟效益和社會效益。
　　
　　計及諧波電壓
　　
　　隨著配電網(wǎng)中非線性元件的大量使用，諧波污染愈加嚴重，嚴重影響電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行，在無功優(yōu)化模型中考慮諧波電壓的影響能減少諧波污染，有效提高電能質(zhì)量。
　　
　　動態(tài)無功優(yōu)化
　　
　　智能配網(wǎng)AVC不僅要取得計算模型效率和全局*間的協(xié)調(diào)，還應處理好電壓波動帶來的影響。當前靜態(tài)無功優(yōu)化利用當前時刻的優(yōu)化結果指導下個時刻的設備動作不能滿足電網(wǎng)的動態(tài)特性，動態(tài)無功優(yōu)化的結果將更科學，更。
　　
　　*的系統(tǒng)監(jiān)控方法
　　
　　智能配電網(wǎng)AVC需要實時監(jiān)視和分析系統(tǒng)目前狀態(tài)[3]：既包括識別故障早期征兆的預測，也包括對已經(jīng)發(fā)生的擾動做出響應，需要在系統(tǒng)中安放大量的監(jiān)視傳感器并把它們連接到通訊網(wǎng)絡。狀態(tài)監(jiān)測是AVC系統(tǒng)能夠實現(xiàn)資源重組、優(yōu)化的重要保障。
　　
　　互動化技術
　　
　　實時的科學可視化技術不僅能展現(xiàn)配電網(wǎng)無功有關的數(shù)據(jù)，關鍵是能深入挖掘運行數(shù)據(jù)的含義，將應用分析出來的結果加以提煉，并進行重點展示，便于用戶提取確切相關的信息。智能配電網(wǎng)AVC系統(tǒng)在人機交互界面[2]應該能夠精細顯示實時工況和事項，并能根據(jù)用戶要求自己選擇顯示工況和事項、事件回放、更新速度等信息。
　　
　　4、結束語
　　
　　智能配電網(wǎng)的建設正在有條不紊地進行，傳統(tǒng)配電網(wǎng)的AVC系統(tǒng)已不能解決智能配電網(wǎng)電壓控制和無功優(yōu)化的新問題，經(jīng)濟和技術的發(fā)展迫切需要新型智能配電網(wǎng)AVC的出現(xiàn)。本文分析了當前配電網(wǎng)電壓控制和無功優(yōu)化方面的不足，提出智能配電網(wǎng)的AVC的研究理念和技術。當前傳統(tǒng)AVC廣泛應用在各省、地、縣，效益明顯，我們應該大力加強對智能配電網(wǎng)AVC的研究和發(fā)展。