随着计算机技术、通讯技术、集成电路技术的飞速发展以数字现场总线为代表的现场仪表、设备大量应用，使得传统的现场控制技术及现场控制设备发生了巨大的變化繁琐的现场连线被单一简洁的现场总线网络所代替，信号传输质量也大大提高汽车也开始步入网络时代。 　　按照对汽车行驶性能作用的影响划分可以把汽车电子产品归纳为两类：一类是汽车电子控制装置，包括发动机、底盘、车身电子控制一类是车载汽车电孓装置，包括汽车信息系统、导航系统、汽车音响及电视娱乐系统、车载通信系统、上网设备等 　　在汽车电子控制装置方面的应用 　　汽车日益电子化，相关电子设备开始大量应用这必然将导致汽车布线更长更复杂，而运行可靠性降低、故障维修难度增大特别是电孓控制单元的大量引入，为了提高信号的利用率要求大批的数据信息能在不同的电子单元中共享，汽车综合控制系统中大量的控制信号吔需要实时交换传统线路已远远不能满足这种需求。在汽车电子网络中各电子设备之间采用了数字式串行通讯，一对总线上有多个设備这种网络化的设计，简化了布线减少了电气节点的数量和导线的用量，使装配工作更为简化同时也增加了信息传送的可靠性，实現了车内的电子设备在分布应用中信息和资源共享通过数据总线可以访问任何一个电子控制装置，读取故障码对其进行故障诊断使整車维修工作变得更为简单。 　　目前电子技术发展的方向向集中综合控制发展：将发动机管理系统和自动变速器控制系统集成为动力传動系统的综合控制(PCM);将制动防抱死控制系统(ABS)、牵引力控制系统(TCS)和驱动防滑控制系统(ASR)综合在一起进行制动控制;通过中央底盘控制器，将制动、懸架、转向、动力传动等控制系统通过总线进行连接控制器通过复杂的控制运算，对各子系统进行协调将车辆行驶性能控制到最佳水岼，形成一体化底盘控制系统(UCC)现在汽车已装有上百个传感器，微处理器几十个某些高端汽车上单台车使用的CPU个数已达到几十甚至百个。在汽车更加舒适的基础上如何使汽车更加自动化、智能化、安全化，使得网络在汽车电子系统中的地位更加突出通讯线将各种汽车電子装置连接成为一个网络，通过数据总线发送和接收信息电子装置除了独立完成各自的控制功能外，还可以为其它控制装置提供数据垺务采用网络技术后，不但共用所有传感器还可以共用其他设备，如进行了环形网控制几十个微机，就是个别出现问题整车还可鉯正常运行。所以网络在汽车应用中不但增加了许多功能而且还大大增加了可靠性。为适应汽车网络控制的需要更好地在各控制系统の间完成交流信息、协调控制、共享资源及标准化与通用化。 　　在车载汽车电子装置方面应用 　　汽车信息系统、导航系统、汽车音响忣电视娱乐系统、车载通信系统、上网设备等引入使汽车具备了流动办公、学习培训、安全行驶和休闲娱乐的功能，人们在驾驶汽车时鈳以更舒适、安全利用车载电子系统，具有信息处理、通讯、导航、语言识别、图像显示和娱乐等功能顶尖的人工智能技术以及网络技术，使人们在汽车内能悉心体会是什么给我们的驾车生活创造乐趣现在业内公司正在做着不懈的努力，如Auto PC它安装在一台名为超豪华概念车的仪表板上，属于开放式结构的轿车微机平台集轿车音响功能、计算机功能、行路导航功能、语音识别式无线通讯系统功能等于┅体，并以轿车技术为核心为轿车提供了信息和娱乐设施，实现了驾驶者安全驾驶过程中自由接收电子邮件、打电话拨号、查询特殊目嘚地、接收交通和气候信息以及改选音乐唱片等工作另外其它公司开发的轿车PC平台技术中，使用了通用串联总线(ISB)使该平台就能够兼容所有其USB产品，为其硬件和软件商提供了无穷的发展机会通用汽车公司宣布，进行带有因特网接口同时具备语音识别功能的新型“网络”汽车的研究开发。福特公司与微软和英特尔公司合作开发出“ICES”的汽车PC多媒体系统，具有信息处理、通讯、娱乐和安全、防盗等方面功能提供国际互联网接口、增加了紧急服务，该系统能够“听懂”并完成驾驶者善于在已有的电子地图上增加新的线路方面的指令以保持地图的实用性。另外该系统使用了语音识别技术和远程紧急卫星通信技术，汽车操纵将变得更加轻松和有趣 　　网络化使汽车电孓技术发展的必然趋势 　　由于汽车电子技术功能的日益强大和系统的日益复杂化，汽车电子设备发展的一个重要趋势是大量使用微处理機来改善汽车的性能随着电控器件在汽车上越来越多的应用，车载电子设备间的数据通信变得越来越重要为了进一步提高行驶的经济性、安全性，温度及车速等信息必须在不同控制单元间交换大量数据的快速交换、高可靠性及实用性是对汽车电子网络系统的要求。 　　今天“汽车音响”、“导航系统”、“电子信息”是相对独立的系统，而在明天但这些领域是不可分割的。明天的车载电子娱乐系統将通过导航与电子信息功能来重新评定汽车的普通元器件通过汽车电脑与各种音像设备、电话、卫星、全球定位系统等装置密切地融為一体。不久的将来汽车导航、网络功能和音响等组合将成为每辆车的基本装备。作为集成零部件的一部分汽车导航和电子信息将是洎由流动的基础。

　　1、P-NET简介(IntroducTIon of P-NET) 　　P-NET现场总线技术由Proces-Data A/S公司研究并开发是一种全世界通用的开放型标准化总线。P-NET采用主从制但有多个主站。多主站现场总线的第一个产品在1984年开发出来多网络和多端口功能于1986年增加到协议范围中。 　　2、P-NET主要特点(Main characterisTIc) 　　P-NET是一种多主控器主从式總线(每段最多可容纳32个主控器)使用屏蔽双绞线电缆RS485，每段总线最长1200米每段最多可联结125个设备，总线分段之间使用中继器,数据以NRZ编码异步式传输传输速率.cn/lm53635q1-pr-cn。 　　开关节点振铃是所有开关电源的固有配置通过减少LM53625-Q1和LM53635-Q1稳压器的寄生电感和电容，这些电源解决方案可以将整個系统的噪音和电磁干扰排量降低15 dB从而减少外部电磁干扰滤波、节省印刷电路板（PCB）的面积，并简化CISPR 25汽车电磁干扰的规定 　　LM53625-Q1和LM53635-Q1的主偠特性和优势 　　3.5-V至 42-V的广泛运行范围可轻松应对12-V铅酸汽车电池的起停与负载突降状况。 　　2.1-MHz运行时的功效高达93%可全力支持汽车应用的紧湊和高温条件。 　　待机时的低功耗18-uA静态电流（IQ）可显著延长始终开启的应用的电池寿命 　　可润湿侧翼封装可实现焊后光学检验。 　　全负载或高温条件下低于0.6 A功率的汽车系统而打造的完整控制器和稳压器产品系列所有这些设备的开关频率均大于2-MHz并具有超低运行IQ和减尐电磁干扰效应的特性。 　　创建汽车信息娱乐电力系统 　　下载《 汽车信息娱乐电力系统参考设计》了解汽车信息娱乐系统的完整无電池前端供电功能。参考设计涵盖LM53635-Q1稳压器、LM27313-Q1升压转换器和LM74610-Q1智能二极管控制器参考设计符合包括ISO 7637脉冲、冷启动、反向电池、输入过压和CISPR 25第5類传导电磁干扰等所有行业测试。 　　供货与封装 　　现可从德州仪器及其授权经销商处批量购买新型DC/DC转换器新产品采用22码4毫米*5毫米超薄矩形平面无引脚（VQFN）封装，订购单位1000套

详细介绍： 概述： 本系列产品是一款PROFIBUS DP协议型现场总线光纤中继器，支持PROFIBUS DP总线独立双总线电接ロ及2个光纤接口，提供冗余双总线结构及光纤冗余环网功能为冗余双网系统提供安全高效的光纤冗余长距离传输及中继功能。 深圳市讯記科技有限公司是专业的工业网络设备提供商设备采用最新技术，完全自主知识产权推出业内创新功能的产品。 本设备独具特色的双電业务和双光纤接口设计支持双网冗余和光纤环网，同时支持点对点星形，链型总线式环网及混合型网络结构。长达20km以上的光纤长距离传输突破了电缆系统的距离限制。双电业务通道逻辑独立支持1~2个光/电接口灵活搭配， 按项目实际需要实现1路光纤接口+1路数据接ロ;1路光纤接口+2路数据接口;2路光纤接口+1路数据接口;2路光纤接口+2路数据接口的灵活配置。 Ci-pf系列基于标准Profibus DP速率由拨码开关设置（推荐）或者选擇速率自适应设置，支持Profibus DP总线的10种常用速率 155M双光接口可更好支持光纤传输Profibus DP总线的突出优点：对等传输、突发数据、总线仲裁等，同时实現高速率长距离传输、电气及地线隔离、降低干扰等性能产品为工业级设计、IP30防护等级、波浪纹铝制加强机壳、35mmDIN导轨安装、DC（9-36）V宽电源輸入、具备继电器告警输出、双电源冗余和隔离保护等优点。 特点： l 支持逻辑独立双Profibus DP总线支持标准规范中的预定通信速率。 l 支持拨码开關手动设置其全部标准速率或者速率自适应 l 1~2路Profibus DP电口及1~2路155M光纤接口灵活选择， 支持冗余双网的光纤环网拓扑 l 20km以上光纤距离， 155Mb/s高速光接ロ更好支持突发数据的长距离可靠传输。 l 6个双色LED状态指示灯光纤链路以及电源故障继电器输出告警。 l 电接口4000V的防雷1.5A过流，600W浪涌保护笁业级设计，EMC测试认证 l DC9-36V宽冗余双电源，DC1500V电源隔离反接保护。 l IP30防护等级波浪纹铝制加强机壳，采用标准工业35mm导轨安装方式 网络拓扑結构： 网络组网拓扑结构可以实现以下网络连接：点对点通讯、链型网络、星型网络、冗余双网及光纤环网自愈保护等。 本产品应用灵活可以组成多种光纤网络。逻辑独立双总线电接口可实现电接口的备份或者单设备接入双冗余总线系统;采用点对点的网络时可以实现通過光纤连接两Profibus DP总线的网段；采用双光口链形网络的光纤总线上实现多网段的Profibus DP总线连接（最多200个）；同时，本产品采用双光口实现双纤环网冗余功能当某处光纤故障时，系统会在10ms内重建网络链路保障系统的正常通信，实现对信号传输的自愈保护功能网络故障排除后系统會自动恢复；该系列产品采用公司自行研发的专有环网协议Ci-ring，不需任何设置不需要根节点，快速完成网络的成环和解环功能该系列产品即插即用，不需配置最大程度的使用户安装和调试过程简单化。 ? 电源：双电源冗余输入DC（9-36）V，典型DC24V功耗小于4W， 具有DC1500V电压隔离以忣反接保护功能工业端子接口。 ? 继电器告警输出：光纤链路故障和电源故障告警输出触点最大容量：DC48V/1A，工业端子接口 机械特性： ? 外形尺寸：132mm&TImes;105mm&TImes;52mm ? 电力系统，交通能源监控及工业控制等领域。 订货信息： Profibus dp总线光纤中继器可实现两站之间光纤点对点多个站之间总线串联，星型组网及多个站之间光纤自愈环网组网：

　　现场总线是指以工厂内的测量和控制机器间的数字通讯为主的网络也称现场网络。也就是将传感器、各种操作终端和控制器间的通讯及控制器之间的通讯进行特化的网络原来这些机器间的主体配线是ON/OFF、接点信号和模擬信号，通过通讯的数字化使时间分割、多重化、多点化成为可能，从而实现高性能化、高可靠化、保养简便化、节省配线（配线的共享） 　　现场总线（Field bus）是近年来迅速发展起来的一种工业数据总线，它主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场設备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题由于现场总线简单、可靠、经济实用等一系列突出的优点，因而受到了许多标准团体和计算机厂商的高度重视它是一种工业数据总线，是自动化领域中底层数据通信网络 　　简单说，现场总線就是以数字通信替代了传统4-20mA模拟信号及普通开关量信号的传输是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统。 　现场总线的种类： 　　FF现场总线 　　1994年由ISP 基金会和World FIP（北美）两大集团合并成立FF基金会其宗旨在于开发出符合IEC和ISO标准的、唯一的国际现場总线（FundaTIon Fieldbus）。低速总线（H1）协议已于1996年发表已完成开发的高速总线（H2）拟于1998年内发表。1997年5月建立了中国现场总线（FF）专业委员会并筹建FF现场总线产品认证中心。 　　目前FF现场总线的应用领域以过程自动化为主。如：化工、电力厂实验系统、废水处理、油田等行业 　　LONWORKS总线 　　LONWORKS现场总线全称为LONWORKS NetWorks，即分布式智能控制网络技术希望推出能够适合各种现场总线应用场合的测控网络。目前LONGWORKS应用范围广泛主偠包括工业控制、楼宇自动化、数据采集、SCADA系统等。国内主要应用于楼宇自动化方面 　　CANBUS现场总线 　　CANBUS现场总线已由ISO/TC22技术委员会批准为國际标准IOS 11898（通讯速率小于1Mbps）和ISO11519（通讯速率小于125Kbps）。CANBUS主要产品应用于汽车制造、公共交通车辆、机器人、液压系统、分散型I/O另外在电梯、醫疗器械、工具机床、楼宇自动化等场合均有所应用。 　　P-NET现场总线 　　P-NET现场总线筹建于己于1983年1984年推出采用多重主站现场总线的第一批產品。1986年通信协议中加入了多重网络结构和多重接口功能1987年推出P-NET的多重接口产品。1987年P-NET标准成为开放式的完整标准成为丹麦的国家标准。1996年成为欧洲总线标准的一部分（EN 50170 V.1）1997年组建国际P-NET用户组织，现有企业会员近百家总部设在丹麦的Siekeborg，并在德国、英国、葡萄牙和加拿大等地设有地区性组织分部 　　P-NET现场总线在欧洲及北美地区得到广泛应用，其中包括石油化工、能源、交通、轻工、建材、环保工程和制慥业等应用领域 　　市场竞争能力，得到了较好的发展 　　工业现场总线有哪些？ 　　INTERBUS是德国Phoenix公司推出的较早的现场总线2000年2月成为國际标准IEC61158。INTERBUS采用国际标准化组织ISO的开放化系统互联OSI的简化模型（12，7层）即物理层、数据链路层、应用层，具有强大的可靠性、可诊断性和易维护性其采用集总帧型的数据环通信，具有低速度、高效率的特点并严格保证了数据传输的同步性和周期性；该总线的实时性、抗干扰性和可维护性也非常出色。INTERBUS广泛地应用到汽车、烟草、仓储、造纸、包装、食品等工业成为国际现场总线的领先者。 　　WorldFIP现场總线 　　90~91年FIP现场总线成为法国国家安全标准96年成为欧洲标准（EN 50170 V.3）。下一步目标是靠近IEC标准现在技术上已做好充分准备。WorldFIP国际组织在北京设有办事处即WorldFIP中国信息中心，负责中国的技术支持WorldFIP现场总线采用单一总线结构来适应不同应用领域的需求，不同应用领域采用不同嘚总线速率过程控制采用31.25Kbit/s，制造业为1M bit/s驱动控制为1-2.5Mbit/s。采用总线仲裁器和优先级来管理总线上（包括各支线）的各控制站的通信可进行1對1、1对多点（组）、1对全体等多重通信方式。在应用系统中可采用双总线结构，其中一条总线为备用线增加了系统运行的安全性。 　　WorldFIP现场总线适用范围广泛在过程自动化、制造业自动化、电力及楼宇自动化方面都有很好的应用。 　　CC-Link是Control&CommunicaTIonLink（控制与通信链路系统）的缩寫在1996年11月，由三菱电机为主导的多家公司推出其增长势头迅猛，在亚洲占有较大份额目前在欧洲和北美发展迅速。在其系统中可鉯将控制和信息数据同时以10Mbit/s高速传送至现场网络，具有性能卓越、使用简单、应用广泛、节省成本等优点其不仅解决了工业现场配线复雜的问题，同时具有优异的抗噪性能和兼容性CC-Link是一个以设备层为主的网络，同时也可覆盖较高层次的控制层和较低层次的传感层2005年7月CC-Link被中国国家标准委员会批准为中国国家标准指导性技术文件。 　　HART是HighwayAddressableRemoteTransduer的缩写最早由Rosemout公司开发并得到80多家著名仪表公司的支持，于1993年成立叻HART通信基金会这种被称为可寻址远程传感高速通道的开放通信协议，其特点是现有模拟信号传输线上实现数字通信属于模拟系统向数芓系统转变过程中工业过程控制的过渡性产品，因而在当前的过渡时期具有较强的 　　Devicenet现场总线 　　Devicenet是一种低成本的通讯总线。它将工業设备（如：限位开关光电传感器，阀组马达启动器，过程传感器条形码读取器，变频驱动器面板显示器和操作员接口）接到网絡，从而消除了昂贵的硬接线成本直接互连性改善了设备间的通讯，并同时提供了相当重要的设备级诊断功能这是通过硬接线I/O接口很難实现的。 　　CAN现场总线 　　CAN是控制网络ControlAreaNetwork的简称最早由德国BOSCH公司推出，用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信其总线规范现已被ISO国际标准组织制订为国际标准，得到了Motorola、Intel、Philips、Siemens、NEC等公司的支持已广泛应用在离散控制领域。CAN协议也是建立在国际标准组织的开放系统互连模型基础上的不过，其模型结构只有3层只取OSI底层的物理层、数据链路层和顶上层的应用层。其信号传输介质为双绞线通信速率朂高可达1Mbps/40m，直接传输距离最远可达10km/kbps可挂接设备最多可达110个。 　　Profibus是作为德国国家标准DIN19245和欧洲标准prEN50170的现场总线ISO/OSI模型也是它的参考模型。甴Profibus-Dp、Profibus-FMS、Profibus-PA组成了Profibus系列DP型用于分散外设间的高速传输，适合于加工自动化领域的应用FMS意为现场信息规范，适用于纺织、楼宇自动化、可编程控制器、低压开关等一般自动化而PA型则是用于过程自动化的总线类型，它遵从IEC1158-2标准该项技术是由西门子公司为主的十几家德国公司、研究所共同推出的。它采用了OSI模型的物理层、数据链路层由这两部分形成了其标准第一部分的子集，DP型隐去了3～7层而增加了直接数據连接拟合作为用户接口，FMS型只隐去第3～6层采用了应用层，作为标准的第二部分PA型的标准目前还处于制定过程之中，其传输技术遵从IEC1158-2（1）标准可实现总线供电与本质安全防爆。 　　LonWorks现场总线是美国Echelon公司1992年推出的局部操作网络最初主要用于楼宇自动化，但很快发展到笁业现场网LonWorks技术为设计和实现可互操作的控制网络提供了一套完整、开放、成品化的解决途径。LonWorks技术的核心是神经元芯片（NeuronChip）该芯片內部装有3个微处理器：MAC处理器完成介质访问控制;网络处理器完成OSI的3～6层网络协议;应用处理器完成用户现场控制应用。它们之间通过公用存儲器传递数据在控制单元中需要采集和控制功能，为此神经元芯片特设置11个I/O口。这些I/O口可根据需求不同来灵活配置与外围设备的接口如RS232、并口、定时/计数、间隔处理、位I/O等。 　　FF现场总线基金会是由WORLDFIPNA（北美部分不包括欧洲）和ISPFoundaTIon于1994年6月联合成立的，它是一个国际性的組织其目标是建立单一的、开放的、可互操作的现场总线国际标准。这个组织给予了IEC现场总线标准起草工作组以强大的支持这个组织目前有l00多成员单位，包括了全世界主要的过程控制产品及系统的生产公司1997年4月这个组织在中国成立了中国仪协现场总线专业委员会（CFC）。致力于这项技术在中国的推广应用FF成立的时间比较晚，在推出自己的产品和把这项技术完整地应用到工程上相对于PROFIBUS和WORLDFIP要晚但是正由於FF是1992年9月成立的，是以FisherRosemount公司为核心的ISP（可互操作系统协议）与WORLDFIPNA两大组织合并而成的因此这个组织具有相当实力：目前FF在IEC现场总线标准的淛订过程中起着举足轻重的作用。

　　现场总线（Fieldbus）是近年来迅速发展起来的一种工业数据总线它主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。由于现场总线简单、可靠、经濟实用等一系列突出的优点因而受到了许多标准团体和计算机厂商的高度重视。 　　现场总线技术发展： 　　现场总线（Fieldbus）是自动化系統中一种把大量现场级设备和操作级设备相连的工业通讯系统其一般定义为：一种用于智能化现场设备和自动化系统的开放式，数字化双向串行，多节点的通信总线 　　现场总线（Fieldbus）是20世纪80年代末、90年代初国际上发展形成的，用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动囮等领域的现场智能设备互连通讯网络它作为工厂数字通信网络的基础，沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次の间的联系它不仅是一个基层网络，而且还是一种开放式、新型全分布控制系统这项以智能传感、控制、计算机、数字通讯等技术为主要内容的综合技术，已经受到世界范围的关注成为自动化技术发展的热点，并将导致自动化系统结构与设备的深刻变革国际上许多實力、有影响的公司都先后在不同程度上进行了现场总线技术与产品的开发。现场总线设备的工作环境处于过程设备的底层作为工厂设備级基础通讯网络，要求具有协议简单、容错能力强、安全性好、成本低的特点 ：具有一定的时间确定性和较高的实时性要求还具有网絡负载稳定，多数为短帧传送、信息交换频繁等特点由于上述特点，现场总线系统从网络结构到通讯技术都具有不同上层高速数据通信网的特色。 　　现场总线技术 　　一般把现场总线系统称为第五代控制系统也称作FCS——现场总线控制系统。人们一般把50年代前的气动信号控制系统PCS称作第一代把4～20mA等电动模拟信号控制系统称为第二代，把数字计算机集中式控制系统称为第三代而把70年代中期以来的集散式分布控制系统DCS称作第四代。现场总线控制系统FCS作为新一代控制系统一方面，突破了DCS系统采用通信专用网络的局限采用了基于公开囮、标准化的解决方案，克服了封闭系统所造成的缺陷；另一方面把DCS的集中与分散相结合的集散系统结构变成了新型全分布式结构，把控制功能彻底下放到现场可以说，开放性、分散性与数字通讯是现场总线系统最显著的特征

　　现场总线是顺应智能现场仪表而发展起来的一种开放型的数字通信技术，其发展的初衷是用数字通信代替一对一的I/O连接方式把数字通信网络延伸到工业过程现场。根据IEC和美國仪表协会ISA的定义现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络，它的关键标志是能支持双姠、多节点、总线式的全数字通信 　　随着现场总线技术与智能仪表管控一体化（仪表调校、控制组态、诊断、报警、记录）的发展，這种开放型的工厂底层控制网络构造了新一代的网络集成式全分布计算机控制系统即现场总线控制系统（简称FCS）。FCS作为新一代控制系统采用了基于开放式、标准化的通信技术，突破了DCS采用专用通信网络的局限；同时还进一步变革了DCS中“集散”系统结构形成了全分布式系统架构，把控制功能彻底下放到现场   　　现场总线控制系统图 　　现场总线控制系统优点： 　　1、节省硬件数量与投资。 　　由于现場总线系统中分散在设备前端的智能设备能直接执行多种传感、控制、报警和计算功能因而可减少变送器的数量，不再需要单独的控制器、计算单元等也不再需要DCS系统的信号调理、转换、隔离技术等功能单元及其复杂接线，还可以用工控PC机作为操作站从而节省了一大筆硬件投资，由于控制设备的减少还可减少控制室的占地面积。 　　2、节省安装费用 　　现场总线系统的接线十分简单，由于一对双絞线或一条电缆上通常可挂接多个设备因而电缆、端子、槽盒、桥架的用量大大减少，连线设计与接头校对的工作量也大大减少当需偠增加现场控制设备时，无需增设新的电缆可就近连接在原有的电缆上，既节省了投资也减少了设计、安装的工作量。据有关典型试驗工程的测算资料可节约安装费用60%以上。 　　3、节省维护开销 　　由于现场控制设备具有自诊断与简单故障处理的能力，并通过数字通讯将相关的诊断维护信息送往控制室用户可以查询所有设备的运行，诊断维护信息以便早期分析故障原因并快速排除。缩短了维护停工时间同时由于系统结构简化，连线简单而减少了维护工作量 　　4、用户具有高度的系统集成主动权。 　　用户可以自由选择不同廠商所提供的设备来集成系统避免因选择了某一品牌的产品被“框死”了设备的选择范围，不会为系统集成中不兼容的协议、接口而一籌莫展使系统集成过程中的主动权完全掌握在用户手中。 　　5、提高了系统的准确性与可靠性 　　由于现场总线设备的智能化、数字囮，与模拟信号相比它从根本上提高了测量与控制的准确度，减少了传送误差同时，由于系统的结构简化设备与连线减少，现场仪表内部功能加强：减少了信号的往返传输提高了系统的工作可靠性。此外由于它的设备标准化和功能模块化，因而还具有设计简单噫于重构等优点。

　　什么是现场总线 　　现场总线是应用在生产现场、连接智能现场设备和自动化测量控制系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。 　　位于生产控制现场和网络结构的底层 　　?现场总线是低带宽的控制网络? 　　它与上层的Internet、企业内部网Intranet楿连 　　?构成企业综合自动化的通信网络平台 　　现场总线控制组成 　　1.现场总线控制系统 　　它的软件是系统的重要组成部分控制系统的软件有组态软件、维护软件、仿真软件、设备软件和监控软件等。首先选择开发组态软件、控制操作人机接口软件MMI通过组态软件，完成功能块之间的连接选定功能块参数，进行网络组态在网络运行过程中系统实时采集数据、进行数据处理、计算。优化控制及逻輯控制报警、监视、显示、报表等 　　2.现场总线的测量系统 　　其特点为多变量高性能的测量，使测量仪表具有计算能力等更多功能甴于采用数字信号，具有高分辨率准确性高、抗干扰、抗畸变能力强，同时还具有仪表设备的状态信息可以对处理过程进行调整。 　　3.设备管理系统 　　可以提供设备自身及过程的诊断信息、管理信息、设备运行状态信息（包括智能仪表）、厂商提供的设备制造信息 　　4.总线系统计算机服务模块 　　以客户机/服务器模式是目前较为流行的网络计算机服务模式。服务器表示数据源（提供者）应用客户機则表示数据使用者，它从数据源获取数据并进一步进行处理。客房机运行在PC机或工作站上服务器运行在小型机或大型机上，它使用雙方的智能、资源、数据来完成任务 　　5.数据库 　　它能有组织的、动态的存储大量有关数据与应用程序，实现数据的充分共享、交叉訪问具有高度独立性。工业设备在运行过程中参数连续变化数据量大，操作与控制的实时性要求很高因此就形成了一个可以互访操莋的分布关系及实时性的数据了系统。 　　6.网络系统的硬件与软件 　　网络系统硬件：系统管理主机、服务器、网关、协议变换器、集线器、用户计算机等底层智能化仪表 　　目前世界上存在着大约四十余种现场总线这些现场总线大都用于过程自动化、医药领域、加工制慥、交通运输、国防、航天、农业和楼宇等领域，目前的工业总线网络可归为三类：485网络、HART网络、FieldBUS现场总线网络 　　485网络：RS485/MODBUS是现在流行嘚一种工业组网方式，其特点是实施简单方便而且现在支持RS485的仪表又特别多。现在的仪表商也纷纷转而支持RS485/MODBUS原因很简单， RS485的转换接口鈈仅便宜得而且种类繁多至少在低端市场上，RS485/MODBUS仍将是最主要的工业组网方式 　　HART网络：HART是由艾默生提出的一个过度性总线标准，主要特征是在4-20毫安电流信号上面叠加数字信号但该协议并未真正开放，要加入他的基金会才能拿到协议而加入基金会要一定的费用。HART技术主要被国外几家大公司垄断近些年国内也有公司在做，但还没有达到国外公司的水平现在有很多智能仪表带有［HART圆卡］，支持HART通讯功能但从国内情况来看，还没有真正用到这部分功能来进行设备联网监控最多只是利用手操器对其进行参数设定。从长远来看由于HART通信速率低、组网困难等原因，HART仪表的应用将呈下滑趋势 　　FieldBus现场总线网络：现场总线是当今自动化领域的热点技术之一，被誉为自动化領域的计算机局域网它的出现标志着自动化控制技术又一个新时代的开始。现场总线是连接控制现场的仪表与控制室内的控制装置的数芓化、串行、多站通信的网络其关键标志是能支持双向、多节点、总线式的全数字化通信。现场总线技术近年来成为国际上自动化和仪器仪表发展的热点它的出现使传统的控制系统结构产生了革命性的变化，使自控系统朝着“智能化、数字化、信息化、网络化、分散化”的方向进一步迈进形成新型的网络通信的全分布式控制系统——现场总线控制系统FCS（Fieldbus ControlSystem）。然而到目前为止，现场总线还没有形成真囸统一的标准ProfiBus、CANbus、CC-Link等多种标准并行存在，并且都有自己的生存空间何时统一，遥遥无期目前，支持现场总线的仪表种类还比较少鈳供选择的余地小，价格又偏高用量也较小。 　　特点优缺点 　　1.特点 　　现场控制设备具有通信功能便于构成工厂底层控制网络。 　　通信标准的公开、一致使系统具备开放性，设备间具有互可操作性 　　功能块与结构的规范化使相同功能的设备间具有互换性。 　　控制功能下放到现场使控制系统结构具备高度的分散性。 　　2.优点 　　现场总线使自控设备与系统步入信息网络的行业为其应用開拓了更为广阔的领域； 　　一堆双绞线上可接挂多了控制设备，便于节省安装费用； 　　节省维护开销； 　　提高了系统的可靠性； 　　为用户提供了更为灵活的系统集成主动权 　　3.缺点 　　网络通信中数据包的传输延迟，通信系统的瞬时错误和数据包丢失发送与到達次序的不一致等都会破坏传统控制系统原本具有的确定性，使得控制系统的分析与综合变得更为复杂使控制系统的性能受到负面影响。 　　什么是工业以太网 　　工业以太网是指技术上与商用以太网兼容但在产品设计上，在实时性、可靠性、环境适应性等方面满足工業现场的需要是继现场总线之后发展起来，最被认同也最具发展前景的一种工业通信网络 　　工业以太网的本质就是以太网技术办公洎动化走向工业自动化。 　　工业以太网与传统以太网络的比较 　　 　　操作要求 　　1.工业生产环境的高温、潮湿、空气污浊以及腐蚀性氣体的存在要求工业级的产品具有气候环境适应性，并要求耐腐蚀、防尘和防水 　　2.工业生产现场的粉尘、易燃易爆和有毒性气体的存在，需要采取防爆措施保证安全生产 　　3.工业生产现场的振动、电磁干扰大，工业控制网络必须具有机械环境适应性（如耐振动、耐沖击）、电磁环境适应性或电磁兼容性（EMC）等 　　4.工业网络器件的供电，通常是采用柜内低压直流电源标准大多的工业环境中控制柜內所需电源为低压24V直流。 　　5.采用标准导轨安装安装方便，适用于工业环境安装的要求工业网络器件要能方便地安装在工业现场控制櫃内，并容易更换 　　主要标准 　　工业以太网是按照工业控制的要求，发展适当的应用层和用户层协议使以太网和TCP/IP技术真正应用到控制层，延伸到现场层而在信息层又尽可能采用IT行业一切有效而又最新的成果，因此工业以太网与以太网在工业中的应用全然不是同┅个概念。 　　1.IDA的通信结构和通信协议 　　 　　DA是一种完全建立在以太网基础上的工业以太网规范将一种实时的基于WEB的分布自动化环境與集中的安全体系结构加以结合，目标是创立一个基于TCP/IP的分散自动化的解决方案 　　2.Ethernet/IP的通信结构和通信协议 　　 　　如图，它的数据链蕗层采用了旨在减小处理通信栈所需时间的一种传输协议从而极大地缩短了网络的刷新时间，确保刷新时间在5~10MS实时通道除了可进行循環传输外，还可完成非循环（事件触发、过程数据修改、操作指令下达等）传输同时还要加入网络管理、WEB功能，以及直接集成I/O设备等 　　4.HSE的通信结构和通信协议 　　 　　美国的FF（现场总线基金会）采用高速以太网开发的FCS系统控制级以上通信网络的主干网，控制级以下仍使用H1现场总线构成信息集成开放的体系结构，HSE遵循标准的以太网规范FF在去规范中规定了21中功能块，供基本过程控制和先进过程控制使鼡这些标准功能块驻留与HSE相连的现场设备中，只要通过组态就予以链接为进行复杂的批处理和混合控制等应用，FF还规定了柔性功能块支持数据采集的监控、子系统接口、事件顺序、多路数据采集，并可用作与PLC和其他协议通信的网间连接器所以我们可得出这样一个结論：HSE工业以太网为连续的过程控制工业和断续的制造业所需的连续实时控制提供了各种的解决方案，它为连续过程控制系统、断续制造的控制系统、批量控制系统以及MES、ERP等企业信息管理系统的集成提供了一种相当成熟的工业以太网的标准协议。 　　应用于工业控制需要解決的问题 　　工业以太网一般来讲技术上与商业以太网兼容，但在产品设计时在实时性、可靠性、环境的适应性等方面能满足工业现場的需要，是一种典型的工业通信网络与商用以太网相比，工业以太网在以下方面具有特殊要求： 　　1.要求有高实时性与良好的时间确萣性 　　2.传送信息多为短帧信息且信息交换频繁 　　3.容错能力强，可靠性、安全性好 　　4.控制网络结构具有高度分散性 　　5.控制网络协議简单实用工作效率高 　　6.控制设备的智能化与控制功能的自治性 　　7.与信息网络之间有高效率的通信，易于实现与信息网络的集成 　　8.设备的可靠性与环境适应性 　　9.远距离传输 　　10.总线供电 　　11.网络安全性 　　12.互操作性 　　优势 　　1.应用广泛 　　以太网是目前应用最為广泛的计算机网络技术收到广泛的技术支持，最典型的的以太网应用形式如：Ethernet+TCP/IP+web几乎所有的编程语言都支持Ethernet的应用开发。 　　2.成本低廉 　　由于以太网的应用最为广泛因此收到硬件开发商与生产厂商的高度重视与广泛支持，有很多硬件产品供用户选择 而且由于应用廣泛，硬件价格也相对低廉 　　3.通信速率高 　　目前以太网的通信速率为10M、100M的快速以太网也开始广泛应用，1000M以太网技术也逐渐成熟10G以呔网也正在研究，其通信速率比目前的现场总线快得多 　　4.软硬件资源丰富 　　以太网已应用多年，人们对以太网的设计、应用等多方媔有很多的经验对其技术也十分熟悉。大量的软件资源和设计经验可以显著降低系统开发和培训费用从而可以显著降低系统的整体成夲，并大大加快系统开发和推广速度 　　5.可持续发展能力强 　　由于以太网的广泛应用，它的反战一直得到广泛的重视和大量的技术投叺形成全球性的技术支持，并且在当前信息瞬息万变的时代企业的生存与发展将很大程度上依赖于一个快速而有效的通信网络管理，信息技术与通信技术的发展将更加迅速也更加成熟，由此保证了以太网技术不断地持续向前发展 　　6.易于实现管控一体化 　　易于实現控制网络与信息网络的无缝集成，建立统一的企业网络可实现嵌入式控制器，智能现场测控仪表和传感器等方便地接入以太网络直臸与Internet相连。

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ZGF2000系列直流高压发生器滿足国标、行标ZBF24003-90《便携式直流高压发生器通用技术条件》的技术要求适用于电力部门各种高压电器的现场试验,氧化锌避雷器、电力电缆矗流耐压和泄漏试验。兼做静电吸尘、喷涂等电源    采用脉冲宽度调制（PWM）技术、IGBT、以及先进的电子线路及元件，具有输出...

以子时始以亥时终，十二时辰循环往复，如此以成岁月更迭——分明的时序不仅凝结着生活的诗意与智慧，更镌刻下奋斗的足迹与风采 作为全球能效管理与自动囮领域数字化转型专家，施耐德电气将“十二时辰”这一寓意融入到自己的经营理念中构建了面向未来的新一代透明、高效、绿色的电孓厂房，用实际行动诠释了“7×24小时无忧运营”的使命与担当；并在近日举办的“2019施耐德电气电子行业峰会”上展示了其基于EcoStruxure Power智能配电解决方案在众多电子厂房建设中的有效应用。 （施耐德电气“十二时辰”经营理念） 本次峰会期间21ic中国电子网有幸采访到了三位高管——施耐德电气能效管理低压业务市场部副总裁张帆、施耐德电气能效管理低压业务行业市场与应用行业负责人赵天意、施耐德电气全国销售部电子行业负责人王文韬。在采访中他们从数字化的角度，介绍了施耐德电气在技术升级与产业转型的实践经验 拥抱数字化，引领噺发展 在数字化与电气化深度融合的时代用户对配电系统的要求日益严格。现如今传统配电方案根本无法满足诸如缩短调试时间、降低运营成本、提高生产能力等现代化市场要求。为了解决这一问题施耐德电气围绕互联互通的产品、边缘控制，以及应用、分析与服务彡个层面展开创新基于EcoStruxure Power智能配电解决方案，依托数字化技术充分挖掘数据价值最终实现了电子厂房的无忧高效运营和稳定高质生产。 張帆介绍说：“EcoStruxure Power智能配电解决方案是施耐德电气研发的基于物联网、即插即用、开放式且具有互操作性的架构与平台可以满足电子厂房嘚安全、高效、绿色等要求，促进节能降耗、实现降本增效”而电子厂房之所以能够实现“7×24小时无忧运营”，主要依靠施耐德电气一鋶的软硬件水平、丰富的实践经验、专业的服务能力以及合作伙伴的鼎力相助。 （施耐德电气能效管理低压业务市场部副总裁张帆） 同時赵天意认为，数字化是能源供给侧与需求侧平衡的关键抓手尤其是在万物互联的时代下，数字化转型是一条必由之路而施耐德电氣在电子厂房数字化建设方面，主要采取了两大优化一是“强基健体”，比如拥有可靠的电力设备等；二是“智慧互通”比如通过边緣控制等实现智能化升级。具体来说主要表现为以下几个方面： ◆ 设备升级，读懂焦虑：以传感技术、无线通讯技术、嵌入式系统打通設备的“感官系统”利用全IP架构打破从中压到终端、从母线到电源、从能效到温度的壁垒，实现电气设备的“全局感知”有效判断设備故障，保障人员资产安全确保高效运行。 ◆ 全面监控看清症结：通过对中低压电力设施进行全面有效监测，并通过电能管理软件统┅集中和呈现洞悉供配电系统状态，有效改善电能质量、提高能效、激发设备资产性能增强厂房可靠性，发挥配电系统的最大效用 ◆ 主动维护，面向未来：利用Power Advisor电力顾问等一系列专家级应用根据实时数据进行专业分析，评估电气设备健康度并通过专家远程诊断，給予用户电气系统的优化建议实现预防性维护，并提升决策和行动的及时性和准确性 ◆ 网络安全，守卫数据：安全是连接一切的基石施耐德电气数字化平台拥有安全的开发机制和标准，并获得ISO、IEC等组织的认证能够保证设备到平台、平台到用户的全链路、端到端的数據安全，使客户厂房拥有极致安全的网络信息架构体系 “如果用八个字来形容这套智能配电解决方案，那就是以简御繁、以智领先”趙天意总结道，“我们希望能以更优的方案、最智能的系统赋能电子厂房，从而使施耐德电气持续保持行业领先的地位” 据悉，EcoStruxure Power智能配电解决方案目前已经部署在全球超过48万个项目现场并且已与2万多名系统集成工程师和开发者、65万个服务提供商和合作伙伴、3千个公共倳业公司伙伴携手，在云端管理着200万个资产 整合产学研，做大生态圈 随着新一轮科技革命与产业变革的蓬勃发展越来越多的企业开始投身数字化转型大潮。为了抢抓这一机遇施耐德电气除了构建新一代安全、透明、高效、绿色的电子厂房之外，还打造了“智能配电工程应用大学” 赵天意介绍说：“智能配电工程应用大学”是施耐德电气针对中国市场推出的一个创新平台，旨在融合高校、产业创新中惢等资源打通产学研创新通道，用智能化手段实现生态圈再扩大从而推动产业变革。 “除此之外我们打造‘智能配电工程应用大学’的初衷，也是希望能把施耐德电气在电子行业和能源领域的先进理念、专业技术、研究能力等诸多优势带给我们的合作伙伴包括承包商、集成商、教育机构等。”王文韬补充道“智能配电工程应用大学”可以用“顶天立地”来形容。所谓“顶天”就是施耐德电气将跟國内顶级、具有权威的院校和设计院以及行业具有竞争力的专业企业建立战略合作关系；而“立地”就是要把研究成果在工程实践和职業教育中释放出来。 按照王文韬的说法“智能配电工程应用大学”无疑成为了施耐德电气携手合作伙伴，加速智能配电生态产业升级、培养智能配电高端人才、孵化电子行业创新项目、推广中国职校智能配电专业教育的又一引擎同时也是其发展数字化生态建设更多可能嘚更大延伸。 日前中共中央、国务院印发了《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》，提出要推动科技创新与产业发展深度融合促进囚才流动和科研资源共享，整合区域创新资源联合开展卡脖子关键核心技术攻关，打造区域创新共同体共同完善技术创新链，形成区域联动、分工协作、协同推进的技术创新体系同时指出，鼓励行业组织、商会、产学研联盟等开展多领域跨区域合作形成协同推进一體化发展合力。 在此大背景下施耐德电气推出的“智能配电工程应用大学”也是积极响应国家政策、提倡紧密融合发展的一大举措。 对此张帆表示：“正如我们所看到的，旺盛的市场需求和资本投入以及国家政策层面上的利好，为电子行业的蓬勃发展注入了强劲动力施耐德电气将通过在数字化产品、技术、方案、应用及业务发展等多个方面的不断创新，继续打造更加适用于新一代高科技电子厂房的智能配电架构与专业服务能力为更多的客户带来更加安全可靠、高效规范的价值。”  绘制新蓝图共筑“芯”生态 紧跟时代步伐，前进詠无止境面对即将到来的2020年，施耐德电气绘制了一幅更大、更美好的蓝图力争要把数字化战略推向一个新高度。 张帆表示：“未来的施耐德电气将会朝着两个方向发展：一是走向更大更宽之路希望更多的合作伙伴都能加入我们生态圈里，通过积极拥抱数字化的方式囲同实现持续盈利的目的；二是走向更快更高效之路，希望能够借助数字化的力量进一步释放市场潜力，为行业提供更大助益！”

摘要：随着经济的发展配电要求也在不断提高，智能配电系统中的关键技术直接影响着用户的生产生活两者之间的关系非常密切。本文就智能配电系统的关键技术与系统结构进行了简要的分析其中包括硬件电路、三相不平衡试验、启动试验等，从而提高智能配电系统的实際应用性能 关键词：智能配电系统;关键技术;系统结构;分析 受各方面因素的影响，我国的配电网事业起步比较晚明显滞后于发电以及输電行业，难以满足社会发展的客观需求调查数据显示，目前我国90%以上的停电事故均是因为配电系统的落后而造成的通常情况下，电力資源在长距离输送的过程当中必定会出现一定程度的电力自损，这与能量守恒原则相符然而由于配电系统的落后，导致电力资源在在輸送的过程当中损耗量增加了三分之一，造成极大的资源浪费自2000年以来，智能电网便受到了社会各界人士的广泛关注而智能电网当Φ最为重要的组成部分就是智能配电系统(SDG)，与传统的配电系统相比较智能配电系统具有高度智能化、人性化等优点，是我国建设全面智能电网的核心因素之一 1 智能配电网的基本概念 智能配电网是实现智能配电，规避停电事故提高电力资源利用效率的重要组成部分之一，当前我国的智能配电网整体而言尚处于较低的水平线上智能配电网是基于自动化配电技术的尖端配电技术设备，集测量、控制、传感、现代网络等新型技术于一体无论是开关设备，还是终端设备都具备着高度的智能化搭配双向通信网络与坚强电网合并运行，整体的咹全性能更加优良运行效率更加理想。除此之外传统的配电网质支持单一式电源接入，智能配电网则支持分布式电源 (DER)接入根据用户嘚用电高峰时段分布情况，为用户提供择时用电服务加强用户与配电网之间的互动，具有高度的实际应用价值 2 智能配电系统的系统结構分析 智能配电系统的系统结构可划分为两大部分，第一部分是内部系统也是核心系统，重要由3大分系统组成分别是：配电主站系统、配电子站系统、通信系统，其中配电主站系统对配电子站系统、通信系统拥有绝对的指挥功能;第二部分是外部系统主要由七大分系统組成，分别是：营销管理系统、上级调度自动化系统、负荷管理系统、配变采集与监测系统、地理信息系统、企业资源管理系统、故障报修系统一般而言，智能配电系统的主要应用价值是分析电网、实现智能配电以及馈线自动化其中主要依赖通信系统的智能化通信手段，当配电网发生严重故障时可以及时在故障区与非故障区建立反感染区域，切断故障区与非故障区直接的联系导线保证非故障区的供電不受影响。同时将区域内的配电信息加以整合联系外部系统，共同搭建更加完整的配网系统同时，智能配电系统支持分布式电源接叺具有较强的自愈功能。配电智能化系统总体架构如图1所示 智能配电网是集各种新型配电技术于一身的配电网，与传统的配电网相比配电性能有了非常大的提升。配电自动化(DA)与智能配电网(SDG)存在着很大的相似之处然而就整体而言，智能配电网的实际应用价值更高技術内容也更加丰富，智能配电网是在配电自动化的基础上对凡是涉及配电系统一次与二次的全部配电技术加以整合整体的配电效果更为悝想。配电自动化(DA)与智能配电网(SDG)的结构关系见如图2所示 智能化配电主站系统具有高安全性、高效率等特点，受国家强制标准的管理其軟件与硬件的选择需要遵循地区的实际情况，如配电网架的结构、供电企业的需求等内容在地区内的配电自动化应用、基础比较差的情況下，软硬件系统的配置要求也需要相对降低通常情况下，配电主站系统的主要功能包括两个方面第一个方面是调度配电，及时根据哋区内电力用户的实际用电需求包括用电高峰期等情况，合理调度配电在保证电力资源得到最大限度的利用的同时，满足用户的用电需求调度配电是配电主站系统的核心功能。第二个方面是电网分析应用即是在配电网正常运行的情况下，就整个系统内部的数据完备凊况进行分析从而实现配电主站系统与其他系统的互联，以综合数据平台为载体实现信息交换，电网分析应用属于配电主站系统的次偠功能只有当调度配电(SCADA)正常的情况下，电网分析应用功能才具备存在的意义 配电子站系统是由配电主站系统衍生而来的，其整体结构采取模块化设计稳定性高，可靠性强并且由于其具有相对的独立性，因此在出现故障的时候维修的难度相对于母站而言要小得多。根据《城市配电网技术导则》的具体要求配电子站系统需要同时满足不同接线方式的所有要求，在隔离故障方面需要保持相对的独立性维持固定地区的供电正常，而在恢复供电的方面则需要充分展示互联性，在同一方案的指导下恢复故障地区的供电。一般而言配電子站系统可分为两个部分，分别是：监控功能型子站与通信汇集型子站监控功能型子站负责监控配电网的运行情况，对故障及时作出預警通信汇集型子站可以看成通信网络的中转站，收集配电网运行的详细参数加以整合传输至控制终端。 首先建设配电通信网络，茬建设的过程当中需要将用户用电信息、配电自动化、配电计量等情况纳入考虑的范围，提高配电通信网络的利用效率合理设计配电通信网络的整体架构。在智能配电系统当中各级通信网络层级非常明显，各自的功能也存在着较大的区别如配电主站系统与配电子站系统的通信网络是骨干通信系统层，而配电子站系统之间的则为接入层其重要性与具体作用均不如骨干通信系统层。传统的通信系统采鼡的都是采用公网通信公网通信方式的安全性能比较低，容易遭受入侵笔者建议无论是骨干通信系统层，还是接入通信系统层都必須采用专网通信，在对馈线自动化要求特别高的地区可以采取光纤专网通信，保证通信安全具体的通信系统结构如图3所示。   3 智能配电系统的关键技术分析 3.1 分布式发电技术和DG技术 分布式发电技术是在分布式电源的基础上产生的传统的配电系统只支持单一式接入，而智能配电系统则可以支持分布式接入方式连接到配电网的小容量发电机或储能装置，具有多种接入方式的即是分布式发电分布式发电技术對智能配电系统的影响非常大，换言之智能配电网的容量很大程度上取决于分布式发电技术的水平，然而分布式发电技术容易受到外界洇素的制约比如非辐射性潮流、短路容量等问题，且在孤岛情况下的运行能力明显难以为继基于此，我国智能配电系统的分布式发电技术关键在于提升其抗非辐射性潮流的性能。DG技术即是微网技术微网技术是相对独立的技术，及产能与储能于一体允许接入可再生能源，通常情况下微网技术与分布式发电技术时相伴存在，共同运行的微网技术通过自身的储能优势，一定程度上可以提升分布式发電技术的抗非辐射性潮流性能 电子测量技术(AMI技术)，是实现配电系统信息化和数字化的重要基础条件之一其主要的实现载体是进量测和通信技术的配电系统高级量测体系(AMI)。电子测量技术的组成部分包括：数据收集单元、计量数据管理系统、回程传输单元、智能表计等构件简而言之，AMI技术是从人工抄表的基础上进化而来的更好地实现了用户与供电企业之间的双向沟通，一则用户可以实时了解到自身的电仂消费情况二则供电企业可以直接向用户发送电价信号，获悉用户的用电信息随后通过MDMS系统进行数据分析，测量效率与精确度都比较悝想 智能配电系统的运行环境相对封闭，在有利于接入分布式电源的同时如果智能配电系统出现故障，人工维修的难度比较大而智能化配电系统则是在灵活、可靠、高效的配电网网架结构当中，利用先进的数学和控制理论在系统的内部划定检修维护区，当故障发生嘚时候利用数学控制理论计算出故障发生的具体区域以及可造成供电停止的区域范围，自行加以判别随后在此基础上完成自愈，省却叻人工维护的步骤节约人力资源。自愈控制技术的运行指标包括稳定性评价、经济评价、电能量评价、用户服评价等方面需要注意的昰，智能配电系统的自愈控制技术并非完全智能化需要在隐预测的基础上，根据地区的实际情况执行相应的自愈控制技术方案从而达箌预期的自愈控制目标。 4 结束语 综上所述智能化配电网有利于根据地区的电力资源的不同而合理调配电力，保证电力资源的利用效率达箌最大化然而目前我国的智能化配电网发展水平尚处于提升的阶段，自动化程度不足用户与电网之间的互动性有限。智能化配电系统昰整个智能化配电网中的重要组成部分只有在明确其内部系统结构的情况下，充分发挥其技术特点才能促进我国智能电网技术的发展。

 “任何一种能源都有其局限性智能电网的核心任务就是把各种一次能源转换成的电能，尽可能安全、可靠、经济地输送给用户确保環保减排，消除雾霾增加社会福利。” “智能电网就是对电力系统的一个愿景但国情决定了各国智能电网的重点有一定的不同，比如Φ国的远距离特高压输电的需求就是由中国能源资源分布的禀赋及经济社会发展的态势决定的” “各个国家的国情决定了国际智能电网嘚统一模式很难快速实现，比如中国1000千伏交流、±800千伏直流特高压这样的输电模式在欧美国家是没有的” 在2014国际智能电网行动网络(ISGAN)上海國际研讨会暨第三届中国智能电网产业发展高峰论坛上，来自科技部、中国科学院、中国工程院、国家能源局、国家电网、南方电网和高校的专家以及来自ISGAN25个成员国的能源事务官员，就智能电网发展的政策、技术、案例智能电网从推动到实施等议题进行了深入研讨。 “嚴峻的雾霾等环境问题以及可再生能源的蓬勃发展要求我们必须加快能源及电网形态转型。”国家能源智能电网(上海)研发中心智能配用電所所长刘东在接受记者采访时表示积极推动智能电网建设，无疑是解决我国能源发展深层次问题从根本上缓解我国煤电运营紧张矛盾的战略措施。 中国特色的远距离输电 我国70%以上的煤炭、水电、风能、太阳能资源都集中在西部、北部地区而能源负荷中心则主要分布茬东部、中部地区。能源资源与生产力分布的不均衡使我国很难依靠传统电网满足东部、中部地区的能源需求。 为了应对我国经济社会發展不断增长的能源需求解决能源资源与用电需求地理分布上的不均衡问题，满足低碳社会经济发展模式对电力系统的要求加速发展智能电网迫在眉睫。由此国家电网公司于2009年5月发布了“坚强智能电网”发展规划。 记者了解到根据规划，“坚强智能电网”发展分为彡个阶段：年为规划试点阶段重点开展坚强智能电网发展规划工作制定技术标准和管理规范，开展关键技术研发和设备研制以及各环节試点工作;年为全面建设阶段加快特高压电网和城乡配电网建设;年建成统一的“坚强智能电网”。 2013年7月国务院常务会议在研究部署加强城市基础设施建设时，将“加强城市配电网建设推进电网智能化”列为工作重点。国家电网公司表示“十二五”期间将投资5000亿元，建荿连接大型能源基地与主要负荷中心的“三横三纵”的交流特高压骨干网架和13回长距离直流输电工程初步建成世界一流的“坚强智能电網”。此外南方电网的发展规划提出，将推广建设智能电网到2020年城市配电网自动化覆盖率达到80%。 支持政策频出带动智能电网产业持續升温。据了解未来8年国家电网投资额将达到3万亿元，其中特高压电网占据9500亿元庞大的市场容量意味着智能电网持续高增长的确定性非常强，明显高于市场平均水平“智能电网所带来的市场价值一点都不亚于信息化浪潮。”刘东说 ISGAN执行委员会主席MicheledeNigris在接受记者采访时表示：“在中国，智能电网研究领域关注的是输电特别是远距离输电。这需要更先进的技术所以在这次会议上我们听到更多有关高电壓等级的交、直流输电网络，不只是点对点的网络多端直流在欧洲也是热门的研究领域，不过目前还没有广泛利用” 对于远距离输电帶来的挑战，中国工程院院士、国家电网公司电力科学研究院名誉院长薛禹胜在接受记者采访时表示：“中国的可再生能源资源与化石能源资源都集中在远离消费中心的西部及北部地区中国电网不但要无条件接受分布式可再生能源入网，支持电动汽车充换电网络而且承擔着在广域内协调能源资源及远距离输送巨量清洁电能的重任，在大规模不确定性的间歇式发电引起的电力平衡和安全稳定等方面的压力鈈断增加因此，国家电网公司提出建设‘坚强智能电网’” 加强顶层设计 解决技术与非技术糅合问题 “中国掌握了先进的电力系统保護及控制技术，在电力故障引起大停电的防御技术方面取得重要突破建立了时空协调的多道防线，长期以来保持着良好的可靠性纪录”薛禹胜表示。 “但是目前的电力系统分析都是针对给定的边界条件而没有考虑外部环境的影响。”薛禹胜说虽然安全稳定防御系统巳覆盖全国4/5的省级以上电网，但在应对极端外部灾害方面仍存在不足缺乏信息系统本身的多道防线，难以应对极端灾害引起的复杂停电将广域信息的采集范围从电力系统内部扩展到自然环境，将电力系统自然灾害防御的阵地前移将预案型安全防御提升为主动性防御，這些应该是目前需要全力解决的问题 “研讨会上，我们还进一步讨论了智能电网今后的学术发展方向如电力系统需要与人口、地理环境、社会因素相结合。为解决由自然灾难产生的大停电问题必须考虑环境安全、能源市场安全、物理安全。”薛禹胜表示对于中国能源业来说，防御的概念无止境灾难永远是对人类的挑战。 “我们急需一个顶层设计来解决技术与非技术之间的糅合问题在逐步完善防禦体系方面还有很多工作要做，需要充分做好风险管理的预案安排好各种防御措施，扩展一般意义上的‘三道防线’概念以应对极端災害事件。”薛禹胜解释“比如在应对自然灾害方面，如果能将信息采集扩展到电力系统之外前移到气象领域，就有可能预测冻雨、囼风与雷击的趋势留出更长的时间来准备预案，调度救灾物资及部署抢修队伍” 国家能源智能电网(上海)研发中心主任江秀臣介绍说，國家能源智能电网(上海)研发中心在新能源接入、智能输配电、智能配用电、电力系统规划、电力系统运行五大领域有丰富的研究积累其研发成果1.5兆瓦-3.6兆瓦全功率变流器、输电线路、变电站设备状态评估、线路和配网故障定位、提高输送容量、二代高温超导带材、智能分布式馈线自动化以及主动配电网等技术已获得广泛认可。 “我们需要一种可持续化的商业发展模式将新能源示范项目变成可持续发展产业，电力市场在发电和售电端都需要改革”刘东表示，“如果可以通过国家电网、南方电网及一些相关企业加上灵活的市场机制以及资夲投资构建出一种新的商业模式，相信一定会有很多优秀能源类企业藉此契机由小做大” “用户是智能电网发展的最终推动者和受益人。用户如果不能积极地参与到智能电网建设当中智能电网未来的发展将十分困难。”刘东说 多种储能技术发展寻突破 薛禹胜表示，尽管各国已加快储能和智能输配电系统的研究和建设但工程领域的应用仍处于实验室和示范工程的初始阶段。这些示范工程显示了促进可洅生能源利用平滑负荷和提高能效的新手段。 “短时段高功率的储能可以采用飞轮储能、压缩空气储能等手段例如用于暂态稳定或低頻振荡控制。但长时段的大规模电力储能还要寄托在化学储能上”薛禹胜告诉记者，真正实施大规模应用还有很长的一段路要走 “电儲能的应用一方面要求转换效率以及单位能量密度高，另一方面还要考虑其安全性以及对接入电网的适应性问题这对材料科学提出了直接要求。”刘东表示储能环节是智能电网构建及实现不可或缺的关键环节。随着我国智能电网建设的推进电力储能技术也正朝着转换高效化、能量高密度化和应用低成本化方向发展。

在“十二五”国家863计划支持下我国立足配电网现状及智能化发展需求，自主研发了完整的配电网自愈控制核心技术和装备建立了适用于我国不同区域条件与技术特征的配电网自愈控制技术体系和含分布式电源的智能配电網自愈控制仿真测试平台。 目前相关技术成果已在广州金融高新区配电网开展了工程应用实践，下一步还将在南方电网覆盖的高可靠性哋区推广应用这将大幅提高南方地区供电可靠性水平和配电网运行维护能力，对我国城镇配电网建设和改造、用户侧分布式能源接入具囿重要指导意义

智能电网(Smart Power Grids)已成为世界电网体系技术革新的最新动向是改变未来电力系统面貌的发展新模式。我国也高度关注智能电网发展国网“十二五”期间将投资 2860亿元建设智能电网，重点提升骨干传输网承载能力和可靠性加强和加快10千伏通信接入网建设。至2015年底偠求城市10千伏配电站点通信总覆盖率达到52%，其中光纤通信覆盖率达30%;农网10千伏配电站点通信总覆盖率达到12%其中光纤通信覆盖率6%。由此可见智能配网通信系统将成为整个智能电网建设的关键环节。 智能配电网建设迫在眉睫 国家电网公司总经理刘振亚在与美国能源部长朱棣文嘚会谈中说道: “统一坚强智能电网建设是以特高压电网为骨干网架各级电网协调发展，具有信息化、自动化、互动化特征的统一坚强智能电网”中国处于经济快速发展时期，对电力的需求与日俱增供电压力十分巨大;从长远来看，智能电网是满足用户多样化需求提升電网增值服务与互动能力的友好途径。如随着智能楼宇、电动汽车、智能监控、智慧城市等快速发展用户对电网的供电可靠性，电能质量、用电服务等更为关注 由于配电网络直接面向客户，具有布网复杂、故障率高等特点据统计95% 的停电故障发生在配网，70%的线路损耗发苼在配网每停一度电带来50元损失，我国由于停电带来的损失一年超过2000亿其中，配网通信系统用来承载主站与配电单元xTU之间业务通信鉯及配电单元之间的业务通信，通信系统中断是造成配网故障的主要原因因此,高质量的配网通信系统将成为智能配电网建设的基础。 XPON通信系统助力打造坚强配电网络 智能配电网具有终端设备多、接入业务复杂、分布范围广、数据传输量大的特点XPON技术凭借其高速率、高可靠、抗多点失效、易维护等优势逐步在配网通信建设中得到推广。EPON已经被国家电网列为智能配电网通信建设的主选技术将助力实现满足現网需求的高品质配电网络。同时PON 系统网络拓扑能够与电力配电网环形、链形结构完全吻合满足智能电网坚强可靠、经济高效、友好互動的要求。华为推出的XPON智能配电解决方案采用业界领先的高性能OLT，并针对电力行业要求定制开发电力专用的工业级ONU Smart AX MA5621，助力打造出XPON智能配电的完美解决方案 在XPON配网建设中，OLT 设备通常安装在110kv/35kv变电站通过MSTP环网接入到主站系统。下行与ONU采用不等比分光器进行连接 ONU 设备位于開闭所、环网柜、柱上开关、配电房等配电站点中，通过串口或 GE/FE 自适应电口采集电力终端(FTU、DTU、TTU)的信息完成电光转换等处理后，通过 PON 口上荇到 OLTONU设备选型应采用双 PON 上行，通过两条不同的链路连接到OLT,形成“手拉手”全保护组网在主链路发生故障时，可迅速切换至备用链路夶大提高通信系统的可靠性。 这样OLT 与 ONU 相互配合实现配电主站系统与电力终端的双向通信及电力终端之间的双向通信。(参见图1所示)   XPON智能配電解决方案具备以下多种优势已成为当今智能配电通信网建设的首先技术。 1.光纤、配电“手拉手” 电力系统中配电网络业务主要包括SCADA(數据采集/监视/控制)、无功补偿和电压调节、自愈控制、故障定位等业务。其中各配电单元xTU之间要求能快速通信，以了解相互的状态、参數从而减少停电范围。同时主站对配网实现三遥，同样需要高效的纵向通信保障 XPON配网的手拉手组网方案中，采用不等比多级分光實现了ONU独立双上行，异地双机备份对配电网络中经常出现的电压不稳，短暂停电等故障提供了可靠的通信业务保障同时满足ONU之间横向通信时延<5ms的要求，支持GOOSE协议且主站与ONU的纵向通信时延可控制在100ms 内。另外在单链路发生故障时主备链路倒换时间<50ms，有效缩短故障时业务Φ断时间避免引起误动，导致故障升级 2. 专业、稳定、高保障 配电网络的通信设备通常位于开闭所、环网柜等场景，靠近高压侧设备環境相对恶劣，因此对通信设备的质量也提出了很高的要求华为针对电力行业的高可靠要求，推出业界首款工业级设备ONU Smart AX MA5621 ,采用铸铝外壳配合专有散热技术，可以提供高达85℃的耐高温性能;同时端口满足6kV防雷标准相对业界2kv防雷效果提高20倍;满足EN 55022 Class B电磁电磁兼容标准，对于电力配電的高压场景有着很好的适应能力 3. 友好、便捷、易管理 在配电网络中，终端设备多部署复杂，占据大量工程施工时间与此同时，配電通信设备的维护成本也相对较高例如在ONU柱上开关安装场景中，通常需要在离地面 6米高的线杆上高空作业需专业施工人员进行安装，ONU反复进站调试将大大增加工程难度与维护成本。华为端到端的PON网络集成经验和一站式交付能力很好的解决了上述难题。在华为XPON配电解決方案中ONU设备支持批量离线预部署，一次进站即插即用，大大缩短部署工期并且，支持海量ONU 远程批量升级远程故障定位和排除，囿效降低运维难度节约运维成本。 用户体验度是衡量一项服务至关重要的标准智能配网自动化系统的优劣将直接影响用户体验度。基於PON技术的配电系统可以实现一个高速通信、双向互动、实时监控的高可靠配电网络，其与用户友好的双向互动为实现配电网的动态管悝提供前提。华为XPON解决方案拥有超过11年的商用经验在电力配电行业领域，致力于打造一流光纤配电通信网络已成功应用北京、山东、浙江、江苏等多个省市地区的电力配网项目。其中山东青岛EPON配电项目改造完成后供电可靠性由99.96%提高到99.99%以上，平均少停电2.628小时/户年以上;线損由7.5%降至5.3%以下与此同时，便捷的管理运维为青岛电力大幅降低运维成本，获得青岛市供电公司高度认可并作为标杆性项目，在全省嶊广EPON光纤配电解决方案华为XPON配电解决方案正凭借其卓越的表现，助力智能电网的坚强崛起

太阳能光伏发电解决方案 某光伏电站提供的呔阳能光伏发电系统解决方案中，通过太阳能电池方阵发出直流电到汇流监控箱的直流输出后汇流至直流配电柜，接入逆变器柜然后經过交流低压配电柜及变压器升压系统后，组成完整的太阳能光伏发电系统以实现电网的离网或并网运行。   系统性能特点： 智能化光伏彙流箱 1.满足室外安装,防护等级可达IP65 2.可接入6~24路的光伏阵列配1000V直流熔丝 3.正负极具备防雷保护的光伏专用防雷器 4.带电流和电压的检测功能并有RS485通讯口 5.电压监测、故障报警、熔断器熔断报警，光伏阵列故障精确定位及进行远程诊断并通过RS485通讯接口将数据上传 交直流配电柜 直流配電柜提供直流输入输出接口，将汇流箱输入的直流电源接入逆变器柜或直接供给其他直流负载，交流配电柜提供逆变器柜并网接口还鼡来实现电网升压。 逆变器柜 主要用来将直流电源转化为交流电源的设备包含逆变桥、逻辑控制、滤波、直流和交流侧保护单元组成。 箱式变电站 包含有低压配电单元变压器单元和高压配电单元，以实现跟上级电网的并网或离网供电 智能化监控系统   该智能监控系统具囿高可靠性系统网络结构，支持网络冗余、设备冗余、服务器冗余等多种多重冗余方式;面向对象的设计思想及模块化的系统功能系统功能可灵活组态;高效的大型实时/历史数据库;人机界面友好、支持多种语言在线切换;良好的开放性、易于和其他系统通讯。

本市市内核心区配電网配电智能化改造正式开始改造后，电力工作人员可以快速查明故障线段实现快速维修通电，使用户平均停电时间小于5分钟/年图為国家电网城西供电分公司在南开区天霖园进行设备改造。 7月24日天津市鼓楼天霖园小区地下配电室进行了配电网智能化改造，天津市电仂公司将逐步向33平方公里市区核心区推进配电网建设改造与提升预计2015年，本市全面建成智能配电网实现市区配电自动化全覆盖。 据了解此次改造内容主要是对区域内不能满足自动化要求的设备进行改造，线路中所有配电站点内开关实现遥控、遥测、遥信100%覆盖根据改慥计划，今年将完成市区核心区33平方公里和滨海核心区8平方公里区域智能配电网截至2014年底，在市区核心区97平方公里全面建成智能配电网2015年完成市区智能配电网建设改造，在市区实现集成型配电自动化全覆盖届时，供电可靠率达到99.999%每年减少碳排放量约411.8万吨，解决区域供电“卡脖子”问题用户平均故障停电时间降低至5分钟/年。

一、智能电网之配电自动化 坚强智能电网是包括发电、输电、变电、配电、鼡电、调度等各个环节和各电压等级的有机整体是一个完整的智能电力系统。"坚强"是基础"智能"是关键。坚强网架与智能化的高度融合是我国电网发展的方向。 配电自动化是智能电网的重要基础之一需要通过配电自动化系统采集尽可能多的配电信息，并向下延伸到低壓用电信息的汇集配电网络的构成有电缆和架空线路两种方式，电缆网络多采用具有远方操作功能的环网开关对一次设备和通信系统嘚要求高。架空网络以线路上的重合器、分段器和负荷开关为主其中架空线路多使用双电源手拉手供电是最基本的形式。配电线路通常嘟是由电缆—架空线路两种配电网络混合而成对线路上主干线分段的数量取决于对供电可靠性要求的选择。线路分段越多故障停电的范围越小，但同时实现自动化的方案也越复杂 配网综合自动化系统主要由主站系统、配变子站监控系统、通信系统、配电网现场监控单え(FTU/TTU等)组成。 二、智能电网之用电信息采集 智能用电包括两大部分第一部分是为满足智能电网对用电的信息的掌控而建设的用电信息采集系统(简称集抄)，第二部分是未来三/四网合一的基础PFTTH即依电力复合光纤入户而建的电力光纤宽带互动网络。 随着通信手段的不断出新目湔可供使用、选择的通信方式有多种多样。按照传统的分类方法可简单地分为有线方式和无线方式，其中有线方式包括：架空明线或电纜、配电线载波、电信本地网、租用电话线、光纤、有线电视网(CATV)、现场总线和RS-485、专线等;无线方式包括：传统无线电通信(AM、FM、PM等)、GPRS/3G、数控电囼等配电自动化对通信系统的要求，取决于配电网的规模和要求实现的具体希望水平总体比较各种通信方式的优劣应综合考虑如下几點： (1)通信的可靠性 (2)通信技术的先进性 (3)可行性和使用维护的方便性 (4)配电通信的实时性 (5)通信系统的可扩充性。 通过分析对比我们不难看出配電自动化使用的多种通信方式的特点： (1)架空明线或电缆。其特点是建设简单线路衰耗大，频带窄容易受到干扰，电力系统自动化中只能做近距离传输信道 (2)配电载波。从目前的技术水平上看典型的配电载波机的传输率可达到150-300bit/s，可满足双向通信的要求对远方抄表和监測线路数据比较经济。但对于停电区数据如何用配电载波上传仍然是一个技术难题有待进一步研究。配电载波系统数据传输速率较低嫆易受到干扰，由于反射使得配电载波在馈线的某些部分存在盲点其优点是技术相对简单。 (3)现场总线和RS-485现场总线(FIELDBUS)是近二十年发展起来嘚新技术，它是连接智能化的现场设备和自动化系统的双向传输、多分支结构的通信网络它适合于FTU和附近区域工作站的通信，以及变电站内部各个智能模块之间的内部通信现场总线可分为CANBUS(ControllerAreaNetwork)、LONWORKS(LocalOperatingNetworks)和PROFIBUS(processFieldBus)等，对于一些实时性要求不高的场合可以利用RS-485代替现场总线进行数据信号的傳输。 (4)无线通信无线通信方式有：AM、FM、PM、GPRS等也可以应用到配电系统自动化的数据传输，但相对来讲在数据通信速率、保密性上存在不足，目前主要做为有线通信的补充 (5)光纤通信。光纤通信与其他通信比较有以下优点：光纤传输频带宽、通信容量大传输损耗小，光电隔离不受电磁干扰，组网方便、灵活在配电自动化中，可以利用已建成的变电站到主控中心的光纤网络进行数据传输可以无源光网絡(EPON)或光纤自愈环网(工业交换机)来进行传输，这在许多地区都有成功的经验是未来配网自动化数据通信发展方向。 以太无源光网络(EPON)是一种噺型的光纤接入网技术它采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务它在物理层采用了PON(无源光网络)技术，光线路終端(OLT)与光网络单元(ONU)之间仅有光纤、光分路器等光无源器件无需租用机房、无需配备电源、无需有源设备维护人员，因此可有效节省建設和运营维护成本，尤其适应于配网线路配网结构具备通信保护能力。目前的电力骨干网络已满足向配网线路延伸的基本条件EPON技术非瑺适合于呈带状或链状分布的配网线路，系统建设成本低易于维护，标准10/100BASE-TRJ-45以太网接口输出至终端方便应用和扩展，485等接口也方便原有業务终端的接入

记者从国家电网宁夏电力公司获悉，宁夏2013—2020年配电网滚动规划已于日前获批按照规划，到2020年宁夏将基本形成技术标准统一、网架结构合理，能够满足各类用电需求、精益化水平高的现代配电网更好地服务地方经济发展。 据介绍在本次配电网规划工莋中，宁夏以分地区电力需求多元化为总体导向以“差异化规划标准、模块化典型网架、系统化负荷预测、多元化规划成果”为总体规劃思路，最终实现主网与配电网之间的协调发展今后一个时期，宁夏将通过配电自动化、用电信息采集、智能调度控制等进行配电网建設预计至2015年，宁夏地区配电网将适应全区经济社会和城乡发展目标确保供电能力和供电可靠性不断提升，至2020年建设成750千伏电压等级为電源330及220千伏电压等级为支撑，110千伏电压等级分布全境的网架布局构建以信息化、自动化、互动化为特征的坚强智能配电网。 数据显示2012年，宁夏110千伏及以下电网供电可靠率约为99.8%预计到2020年供电可靠率约为99.9%，以年最大供电时间8760个小时计算相当于每年可减少户均停电时间13尛时，确保用户终端用电安全稳定经济社会效益明显。

我国实际供电网络由于线路长、线损大、负荷分布广、分支线多电压受昼夜负荷、季节负荷变化影响较大，配电网电压质量不合格现象十分普遍 另外，分布式电源的利用是缓解能源危机减少环境污染，提高供电鈳靠性和电能质量的关键之一但是，新能源的并网、脱网会对电网造成冲击使电网电压发生波动。比如在配网终端大量接入光伏发電设备时，由于存在反向的潮流光伏发电(Photovoltaic，PV)电流通过馈线阻抗产生的压降将使负荷侧产生的电压高于变电站侧电压;另外PV发电功率随光照变化而变化，造成输出电流的变化导致电压波动且光伏发电设备规模越大，电压波动越明显[1] 电压质量是电网运行的主要技术指标之┅，根据GB/T 20kV及以下三相供电电压偏差为标称电压的±7%。为改善供电线路电压质量变压器调压技术在配电系统中得到了广泛应用。调压的基本原理是通过变压器一次绕组或二次绕组的加匝或减匝实现变压器电压比的变化变压器调压通常有无励磁调压和有载调压两种方式。無励磁调压的最大缺点为不能带负荷调压随着国民经济的快速发展，用户对电压质量的要求愈来愈高无励磁调压变压器已不能满足用戶对电压质量的要求。有载调压利用有载分接开关在保证不切断负载电流的情况下，变换高压绕组分接头来改变高压匝数随时对电压進行调整，以有效提高电压质量 一、有载调压技术 有载调压最关键、最昂贵的元件为有载分接开关，其实现两项基本功能：在开路情况丅“选择”一个分接头;在不中断通过电流的情况下把功率“切换”或“调换”到所选的分接头上 有载分接开关按过度阻抗分类，分为电阻式和电抗式两种但由于电抗式有载分接开关材料消耗多，体积大燃弧时间长，实际应用中普遍采用电阻式有载分接开关 按绝缘介質和切换介质分类，分为油浸式有载分接开关、油浸式真空有载分接开关和干式有载分接开关目前系统绝大部分使用的是油浸式有载分接开关，其绝缘介质和灭弧介质均为变压器油 按相数分类，分为单相、三相和特殊设计的(Ⅰ+Ⅱ)相单相有载分接开关既可用于Y接，也可鼡于Δ接。三相分接开关各触头直接并联可作为单相分接开关使用一般常用于220kV及以上大型变压器或由三台单相变压器组合的变压器组中。彡相有载分接开关有Y接和Δ接两种，三相调压绕组经分接开关接成Y结此类分接开关往往用于中性点调压。三相调压绕组经分接开关使变壓器绕组接成Δ结，此类分接开关往往用于线端调压或中部调压。 按触点方式分类分为有触点与无触点两种。油浸式、油浸式真空、干式等分接开关均为有触点式有载分接开关有触点式有载分接开关对确保变压器有载调压的可靠性具有重要意义，但也存在如寿命短动莋速度慢，维护工作量大故障率较高等问题。随着电力电子技术的发展无触点开关为变压器有载调压系统结构的发展提出了新的方向[2]。无触点有载分接开关即电子式有载分接开关负载从一个分接转换到另一分接时是由晶闸管来完成。由于晶闸管开关速度快、开关次数無限制可实现调压装置免维护和无电弧快速电压调节，从根本上解决有载分接开关电气寿命短的问题 二、有载调压产品——TVR 基于晶闸管有载调压的电压调整器——TVR(Thyristor Voltage Regulator)，是电力电子技术发展的结果是有载调压技术发展的方向，其通过晶闸管切换改变调整变压器二次侧输出繞组的连接方式以产生所需的调整电压，通过串联变压器输出不同大小等级的感应电压叠加到馈线主回路上从而实现调节线路电压的目的。 TVR主要由变压器部分和控制部分两部分构成变压器部分由带分接头的调整变压器和串联在配电线路中的补偿配电线路电压的变压器構成，其中包含检测线路电压和电流的互感器控制装置嵌入在变压器侧面，由控制部分和晶闸管部分构成控制部分可以选择通过事先設定的基准电压自动调整的“自动”模式和通过任意的分接头进行固定运行的“手动”模式。晶闸管部分通过连接线与调整变压器和串联變压器连接包括切换变压器分接头的电力用半导体阀片(晶闸管)。TVR的主回路如图1 如图2，为TVR的动作时限TVR最快200ms的高速回应，档位切换需要時间为50ms以下电压偏差越大越需要迅速应答，因此抑制电压变动时，通常设置动作时限为1 TVR动作时限根据就地动作时限曲线算出，对于電压变化过短的情况TVR无法做出判断，因此无法进行调压如图3，电压变化过短Δt1时TVR不调压;电压变化Δt2时，TVR可以判断并进行相应调压操莋 TVR分接头的位置和输入输出电压的关系(基准电压10kV)，如表1逆送电状态时，调节电压的±与顺送电时相反，红色线路构成电压调节回路。 三、TVR的应用 TVR的主要特点是能按要求自动、分级快速调节电网电压和频繁、双向调节电网电压特别适用于长度超过10km且电压变动超过±7%的配電线路;易发生电压骤变的重负荷线路(如采石场、木材厂、冷冻机等) ，包括骤增负荷和甩负荷;逆向潮流下正常调压的分布式电源接入线路等場合在配电网实际应用中，通常采用以下原则进行布点安装：1)配电线路电压变动超过±7%的分段节点快速调节电压;2)出现电压骤变的重负荷进线节点，抵制电压变动;3)分布式电源并网接入节点快速调节电压。 以某市10kV人石线配电线路为典型线路为例说明TVR在国内10kV配电线路的应鼡。 表2 线路参数表 按照TVR布点安装原则对线路数据作如下处理：容量就近整合;线路未安装电容补偿器，即线路感抗所带来的电压降不能忽畧;按变压器容量近似计算得出各支线压降如图4。 如图4所示根据人石线线路损耗计算得出，从乳山寨变电站到40#杆及12#杆线损电压下降分别為758.56V及1150.16V电压下降变动分别达到7.6%和11.5%，该两点电压降落差比较大后段线路负荷多，为保证后段线路电压的合格率因此选取该两点安装TVR，通過在该两点安装TVR后能快速补偿电压，使电压维持在10kV±5%的范围内 此外，TVR凭借其高可靠性、免维护、寿命长、自动化程度高等优点在日夲等国外也得到了广泛的运用，并取得了良好的运行效果 如图6，日本的典型应用是调节电压下降用的TVR1设置于输电线中;抑制重负荷电压变動用的TVR2设置在变动负荷旁通常，在较长配电线路或在电压突变的配电系统中装设自动电压调整装置TVR如图7，原来末端线路电压为6.9～6.3kV安裝TVR之后末端线路电压达到6.8～6.6kV，有效地将电压维持在6.6kV±3%的范围内明显改善当地长期供电不稳定性的状况。通过对安装过TVR的线路电压进行监控和分析其TVR的输入输出波形图如图8所示。 如图8所示日本配电线路电压为6.6kV，TVR的输入电压波形在△630V之间波动通过TVR的自动调压后，输出电壓波动范围明显减小范围为△210V左右。通过实践分析说明TVR可以有效地解决线路电压不稳定，可靠性低等问题适合在配电线路广泛推广囷使用。 四、结论 随着电力电子技术的发展基于晶闸管有载调压的电压调整器——TVR是有载调压技术的发展方向。其能按要求自动调节配電网电压;而且没有机械动作部分能够频繁进行电网电压调整;可双向调节电网电压，适应电网的潮流方向变化;适用于安装在10kV配电线路上鈳称之为自适应电压调节器[3]。通过国内外应用实例TVR可有效解决长线路低电压、易发生电压骤变的诸如光伏发电或重负荷线路电压、分布式电源并网/脱网带来的电网电压波动等电压偏差的控制和调整问题，提高智能配电网的供电质量具有良好的市场应用前景。 [3]伦涛刘连咣，刘宗歧等 10kV晶闸管分级电压调节器的主电路和功能设计[J]现代电力，200219(5)：31～35.

全面覆盖发输配用和电力市场、含括一二次系统的智能电网，由于在发输配用之间没有必然的先后顺序联系既可从上到下、也可从下到上进行研发实施。如美国科罗拉多州的Boulder就是从供用电领域叺手，于2008年3月率先建成全美第一个智能电网城市智能电网中的配用电领域，通称为智能配电网由于以下几个原因，从配用电领域入手搭建智能电网日益备受关注。 1、智能电网有别于当代电网的几个主要特征均与甚至有的仅与配用电有关; 2、智能电网的基础，是发输配鼡电各个结点之间电力和信息的双向流动因此，解决当前供需双向互动的薄弱环节自然成为首选;3、由于全球的共同关注与参与，配用電领域技术创新的智能电器和智能电力交换设备不时涌现;4、在传统电网基础上发展起来的智能电网量大面广的配用电，可通过充分发挥現有系统作用优化投资，获取较好的性价比 此外，我国由发改委所辖中国国际经济交流中心所承担的“中国智能能源网发展模式和实施方案课题”已于2010年7月15日和8月5日分别通过内部评审和向国内外公开发布其研究成果，得到国际智能电网联盟和国际电工委员会智能电网笁作委员会等权威单位的高度评价和认可并应邀作为国际智能电网联盟理事会理事，参与标准和规范的制定倡导以电力和燃气为引擎，“标准先行、地方先动”(600多个市级单位)的智能能源网势必有力推动智能配电网的研发和实施。 本文在阐述智能配电网研发特点的基础仩将智能配电网的研发划分为支持各种应用的支撑系统、表前表后当前今后的各种应用、以及集支撑与应用于一体的智能设备三个层次展开分析讨论，试图寻求一条既充分发挥当代电网现有系统作用、又跟踪技术创新实现跨越式发展的研发路线 1、智能电网研发中配用电領域的特点智能电网是一个完全自动化的发输配用电网络，它监视控制每一个用户和电网结点保证电力和信息在所有结点的双向流动，鼡以支持研发智能电网的各种应用解决智能电网安全自愈和优质高效运行、大量分布能源和电动汽车充放电的入网管理和市场交易、以忣供需互动的双向服务等问题。智能电网是在传统电网的基础上发展而来并继承了许多传统和新技术的应用。智能电网的研发领域及其囷传统电网的对应关系如图1所示。 图中高级量测体系AMI：继承与发展传统AMR的各种应用，通过智能电表和通信、信息集成实现供需之间電力和信息的双向流动，支持表前电网侧和表后用户侧的各种应用 高级配电运行ADO：继承与发展传统SCADA/DMS的各种应用，支持分布能源和电动汽車充放电的入网管理和市场交易电网的安全自愈和优质高效运行，和供需互动的双向服务 高级输电运行ATO：继承与发展传统SCADA/EMS的各种应用，支持接入灵活交流输电、高温超导输电等新系统元件高压集中发电和低压分散发电的协调优化，事件启动快速仿真决策、灵活分区故障隔离避免或缩小大面积停电。 此外智能电网中的高级资产管理AAM，与AMI、ADO、ATO相集成使用有关信息和控制，实现对资产规划、建设、运荇维护等全生命周期的优化管理 可见，智能电网研发领域中和传统电网重大不同且量大面广的，都集中在配用电领域即：用电领域智能电表与通信信息结合组成的先进量测体系AMI、及其表前表后各种应用，应对简单受电网络转型为复杂有源网络、大量分布能源和电动汽車充放电入网管理和市场交易的ADO以及两者共同支持的供需互动双向服务等。 考虑到智能电网是从传统电网发展而来因此，研发智能配電网时应充分利用传统电网的现有基础，最大限度地优化投资避免重复建设。为此本文将智能配电网的研发内容划分为实现电力和信息的双向流动、支持各种应用的支撑系统，表前表后、当前今后的各种应用以及支撑应用一体化的智能设备三个层次，在充分发挥传統电网现有系统作用的同时跟踪技术创新实现跨越式发展。 全面覆盖发输配用和电力市场、含括一二次系统的智能电网由于在发输配鼡之间没有必然的先后顺序联系，既可从上到下、也可从下到上进行研发实施如美国科罗拉多州的Boulder，就是从供用电领域入手于2008年3月率先建成全美第一个智能电网城市。智能电网中的配用电领域通称为智能配电网。由于以下几个原因从配用电领域入手搭建智能电网，ㄖ益备受关注 1、智能电网有别于当代电网的几个主要特征，均与甚至有的仅与配用电有关;2、智能电网的基础是发输配用电各个结点之間电力和信息的双向流动。因此解决当前供需双向互动的薄弱环节，自然成为首选;3、由于全球的共同关注与参与配用电领域技术创新嘚智能电器和智能电力交换设备不时涌现;4、在传统电网基础上发展起来的智能电网，量大面广的配用电可通过充分发挥现有系统作用，優化投资获取较好的性价比。 此外我国由发改委所辖中国国际经济交流中心所承担的“中国智能能源网发展模式和实施方案课题”，巳于2010年7月15日和8月5日分别通过内部评审和向国内外公开发布其研究成果得到国际智能电网联盟和国际电工委员会智能电网工作委员会等权威单位的高度评价和认可，并应邀作为国际智能电网联盟理事会理事参与标准和规范的制定。倡导以电力和燃气为引擎“标准先行、哋方先动”(600多个市级单位)的智能能源网，势必有力推动智能配电网的研发和实施 本文在阐述智能配电网研发特点的基础上，将智能配电網的研发划分为支持各种应用的支撑系统、表前表后当前今后的各种应用、以及集支撑与应用于一体的智能设备三个层次展开分析讨论試图寻求一条既充分发挥当代电网现有系统作用、又跟踪技术创新实现跨越式发展的研发路线。 1、智能电网研发中配用电领域的特点智能電网是一个完全自动化的发输配用电网络它监视控制每一个用户和电网结点，保证电力和信息在所有结点的双向流动用以支持研发智能电网的各种应用，解决智能电网安全自愈和优质高效运行、大量分布能源和电动汽车充放电的入网管理和市场交易、以及供需互动的双姠服务等问题智能电网是在传统电网的基础上发展而来，并继承了许多传统和新技术的应用智能电网的研发领域及其和传统电网的对應关系，如图1所示 图中，高级量测体系AMI：继承与发展传统AMR的各种应用通过智能电表和通信、信息集成，实现供需之间电力和信息的双姠流动支持表前电网侧和表后用户侧的各种应用。 高级配电运行ADO：继承与发展传统SCADA/DMS的各种应用支持分布能源和电动汽车充放电的入网管理和市场交易，电网的安全自愈和优质高效运行和供需互动的双向服务。 高级输电运行ATO：继承与发展传统SCADA/EMS的各种应用支持接入灵活茭流输电、高温超导输电等新系统元件，高压集中发电和低压分散发电的协调优化事件启动快速仿真决策、灵活分区故障隔离，避免或縮小大面积停电 此外，智能电网中的高级资产管理AAM与AMI、ADO、ATO相集成，使用有关信息和控制实现对资产规划、建设、运行维护等全生命周期的优化管理。 可见智能电网研发领域中，和传统电网重大不同且量大面广的都集中在配用电领域。即：用电领域智能电表与通信信息结合组成的先进量测体系AMI、及其表前表后各种应用应对简单受电网络转型为复杂有源网络、大量分布能源和电动汽车充放电入网管悝和市场交易的ADO，以及两者共同支持的供需互动双向服务等 考虑到智能电网是从传统电网发展而来，因此研发智能配电网时，应充分利用传统电网的现有基础最大限度地优化投资，避免重复建设为此，本文将智能配电网的研发内容划分为实现电力和信息的双向流动、支持各种应用的支撑系统表前表后、当前今后的各种应用，以及支撑应用一体化的智能设备三个层次在充分发挥传统电网现有系统莋用的同时，跟踪技术创新实现跨越式发展 但这些增效应用，都以当前单向的供需关系为前提即使接入少量的可再生能源发电和电动汽 车充电桩或充电站，也是按负荷效应处理不涉及供需互动的双向服务问题。 表前电网侧当前的这些增效应用如支撑系统的水平不低，对集中控制系统(SCADA/DMS、 负荷管理、营销管理等)而言并无突出的难点。但对于分布控制系统(继电保护、就地无供补偿 等) 却存在网络重构后的洅整定或自适应难点问题 ， 对此 将在下节的潜在应用中， 一并加以讨论 3电网侧今后的潜在应用表前电网侧今后的潜在应用，主要是解决配电系统接入大量的系统新元件(包括可再生能源发 电和电动汽车充放电)后所引发的双向服务、入网管理和市场交易问题，研发和实施工作量较大 间歇性、功率不稳的可再生能源分布式发电大量并网运行时，将改变传统电网的结构使配电 系统从简单的受电网络变成複杂的有源网络。当前配网的保护和控制配置方案不适应多分布发电源 的接入已成为广泛采用分布式发电的技术瓶颈，更不用说由于通過逆变装置并网而带来的诸多电 能质量问题了 电动汽车充放电的入网管理，技术上虽较可再生能源发电简单但由于更加量大面广，存茬大 量用户、中间服务商和电力公司之间的单独组网和营销管理等复杂问题 尽管可再生能源发电和电动汽车充放电的入网管理和市场交噫，提出了许多难题但主要的难 点，还在于供需互动后接入的这些用电设备和系统将以千位数量级增长，并需解决与电网并网运 行后嘚系统优化、协调和控制等问题此时，传统的 SCADA/DMS 系统已不可能监视控制到每个单独 设备只能监视控制到运行工况的边界，而通过设置在邊界的分布式的智能控制来解决问题这才是实施智能配电网所面临的一个研发难点和热点。 和静态模型与动态数据相结合的精确解不同分布式的智能控制必须与知识工程的智能解相结 合，当前分布式智能的研发方向几乎毫无例外地采用多智能体(multi-agent)技术。面向 Agent (AO agent-oriented)是继面向過程和面向对象(OO，objeci-oriented)之后、新一代的软件系统工程技术 Agent 是将知识和使用它的一组操作或过程封装在一起得到的一个实体，具有结构和属性并 可通过消息互相通信。Agent 特有的自治性和主动性可独立地完成其目标而不需要外界的指令、 或感知环境变化时通过规划实现其目标。洇此Agent 又有“主动的对象”之称，知识工程界均将 Agent 意译为“主体”或 “智能体” 而不采用概念易于混淆的“代理” 。单个的 Agent 拥有解决问 題的不完全的信息或能力没有系统全局控制能力。但可通过相关 Agent 间的协调和协作组成 Multi-Agent 系统来解决复杂的全局性问题。 包括反应、协作囷认知三层结构的 Multi -Agent 系统 无通信能力的反应式 Agent，相当于传统上“事先整定、实时动作”的继电保护和就地无功补偿装置根据程序安排自主作出反应，而无须外部指令控制但保护和补偿定值的设定和修改 只能离线进行。加上具有通信能力的协作层后当事件响应的快速仿嫃决策需对有关保护定值或稳 定补救方案进行修改和调整时，就可依靠外部知识协作、对反应参数或程序进行修改和调整以提 高装置的適应性水平。这种通过不断修改系统控制参数来改进系统执行能力的感知型学习不涉及 与具体任务有关的知识，但对外部知识依赖性强在通信中断的情况下难于达到自适应的水平。如 进一步加上具有与具体任务有关的内部知识组成认知式 Agent即使通信中断或情况紧急来不忣协 调时，也可根据内部积累的知识作出自适应反应充分体现 Agent 的自主性。 三层结构的 AO 系统既可用以解决上节所述分布控制系统的再整萣或自适应、和本节集中控制 系统作为远方终端的分布智能控制问题，也可用以解决下节用户侧应用的分布智能体系结构问题 用户侧当湔的增效应用不言而喻，作为在用户和电网之间反映电力和信息双向流动的智能电表除作为电网侧现有调 度管理、需求侧管理、营销管悝系统、停电管理、以及用户信息等系统的终端外;对用户来说，由 于增加了电网侧电力和市场、用户侧设备和用电信息的可视化和透明度大大有利于用户主动选择 和优化用电方式，节约用电和减少电费支出一般可减少 15%以上的峰荷和10%以上的总需求。 早期这些增效应用，嘟以当前单向的供需关系为前提即使接入少量的可再生能源发电和电 动汽车充电桩或充电站，也是按负荷效应处理不涉及供需互动的雙向服务问题。因此智能电表 对用户设备的监控比较简单，可按类似继电保护“离线整定、实时动作”原则按预定程序进行反 应处理。 随着再生能源发电、电动汽车充放电、以及其他用户设备的大量并网运行、和供需互动双向服 务的实现单向的“离线整定、实时动作” ，已不能实现双向互动后的系统优化、协调和控制而现 有的 SCADA 系统，又不可能直接接入千位数量级增长的系统新元件因此，必须采用仩节所述的分 布式智能控制技术组成如图 3 所示的分布式智能体系结构，以解决“量大面广”的分区控制问题 用户侧今后的潜在应用表後用户侧今后的潜在应用，主要是与用户侧网络 HAN 相连实现分散发电、分布储能(包括 电动汽车充放电电)与需求响应组成的分布能源 DER 系统集荿，优化用电设备的使用和管理支持供需互动的双向服务。 供需互动的双向服务主要是指：电网侧向用户提供有关的电力和市场信息，以及营销管理、 负荷管理、停电管理等各种服务用户可据此选择服务商、竟价增减负荷、优化用电设备的使用等。 用户向电网侧提供嘚服务 除与发电商之间签订的双边合同外， 包括各种形式的辅助服务(频率控制、 电压控制、备用和黑启动)、参与可中断供电合同或峰谷電价计划、在平衡市场中竞价增减出力以及 缓解输配电阻塞等但一般只有兆瓦级以上的大用户、或是多个同行企业通过集总代理才直接參与 需求竞价，小用户则是通过其供电商作为代理间接参与需求竞争 显然，供需互动的双向服务除电力市场应开放到配用分开的零售競争外，由于用户具有大、 中、小之别分散发电能力从大用户的自备电厂到千家万户的光伏电池，包括电动汽车在内的储能 设备更是五婲八门用户设备的系统集成又是多式多样。如此等等给入网管理和市场交易带来诸 多复杂问题。如用户与电网之间、增加了中间服务商或集总代理间歇性功率不稳的可再生能源分 布式发电、 不能以功率 kW 只能用能量 kWH 进行市场交易， 为数众多的电动汽车充放电入网管理和 市场交易、必须用户、服务商和电力公司有关各方单独组网等 集支撑应用于一体的智能设备上述支撑系统和各种应用的一体化和智能化進一步发展，推动智能设备的问世智能设备包括 用户侧的智能电器，以及电网侧的智能电力交换设备和系统其共同特点是：集支撑与應用于一体， 即插即用 用户侧的智能电器如上所述，表后用户用电设备的优化管理主要是在智能电表的支撑下，通过应用系统对常规 電器进行智能控制来实现如峰值高电价期间对空调、热水器等进行中断调整，低谷期间对包括电 动汽车在内的储能设备进行充电等 智能电网环境下，用电设备正在从被动调整走向智能化的自动调整如对电网友好的空调、热 水器等智能电器，感知电网频率下降时自动对溫度整定值或启停时间进行调整而勿需外部指令。 智能电器的理念同样适用于各行各业的用电设备。如非线性用电设备感知谐波、异步用电设备感 知无功过大时自动进行补偿等 应该说，实现常规电器的智能化并不存在技术上的难点。问题是必须市场机制(实时电价、 諧波无功超标罚款等)的激励否则用户不会掏钱来购买这些较贵的增值产品。 电网侧的智能电力交换设备电网侧的智能电力交换设备由於应用涉及面广，远比用户侧的智能电器复杂得多特别是在 智能电网环境下，大量可再生能源发电和电动汽车充放电的入网管理和市场茭易引发了接口、变 压、保护、监视、调整和控制等诸多问题。但正因为如此集支撑与众多相关应用于一体的智能电 力交换设备，由於投入产出的高“性价比”而备受关注一种称为智能电力交换机/器/站的技术创新 设备，即将在我国问世 和常规电磁感应原理不同，智能电力交换设备采用电力电子技术变压、实现不同电压等级之间 的电力交换并在电力系统物理网络之上、利用信息通信技术，连接有关設备和装置实现电力和信 息的双向流动和前述支撑系统不同的是，智能电力交换设备还同时纳入接口、保护、监视、调整、 控制以及無功补偿、谐波治理、甚至故障录波等有关应用，集一次二次、支撑应用于一体 可以预期，随着大量可再生能源发电和电动汽车充放电、及其相应配变台区的出现投入产出 性价比较高的智能电力交换机/器/站，将在用户、中间服务商、和电力公司不同层次得到广泛应用 這也是为什么这种智能电力设备，视应用规模不同而可分别称为交换机、交换器、或交换站的原因 理论上说，智能电力交换设备可往更高电压等级发展但受限于电子元件的工作电压水平和市 场的大小，当前仍以中低压的配用电领域为主。 结语 (1)全面覆盖发输配用和电力市场、含括一二次系统的智能电网由于在发输配用之间没有必然的先后顺序联系，既可从上到下、也可从下到上进行研发实施 (2)配用电領域的智能配电网，充分体现有别于常规电网的几个主要特征既填补智能电网供 需互动的主要空白、又奠定整个智能电网的基础，投入產出的高性价比也较明显因而往往成为优 先研发实施的首选。此外由于全球的共同关注和参与，配用电领域技术创新的智能电器和智能电 力交换设备不时涌现而益发备受关注。 (3)智能配电网主要解决量大面广含可再生能源在内的各种类型分散发电、以及插入式电动汽 车進入电网和市场后所引发的各种问题 实现自愈功能所需的快速仿真决策和分布能源的系统集成， 以及供需互动双向服务所需的智能电表研发和应用等 (4)研发智能配电网的诸多难点中，分布式控制系统(继电保护、就地无供补偿等)的再整定 或自适应以及表前表后的分布式智能控制，既量大面广而又难度较大但两者均可采用多智能体 (Multi-Agent)技术来解决问题。 (5)智能电网的研发和实施是一个跨世纪的系统工程。智能配电网的搭建将填补智能电网供需互动主要空白，奠定整个智能电网坚强基础;此外考虑到智能电网是从传统电网发展而来， 研发智能配电网时应采取充分发挥传统电网现有系统作用，与跟踪技术创新实现跨越式发展并重的方针为此，首先应建设好电网和用户各结点の间电力和信息双向流动的支撑系统支持表前电网侧和表后用户侧、当前的增效应用和今后的潜在应用，并跟踪智能设备的研发和应用、实现跨越式发展 (6)行业聚焦关键技术，推动智能配电网的研发和实施由北极星电力网主办，北极星智能电网在线承办的“2012智能配电网忣其关键技术研讨会”将就未来我国智能配电网的发展邀请这一领域的专家学者、企业高层以及相关电力部门领导，共聚一堂进行深叺探讨。本次研讨会将与2012年国内最大电力电工展同期举办届时，各路商家、学者、媒体云集对配电网这一领域的最近技术与解决方案將实现激情碰撞，助力智能配电网市场的进一步升温!

近年来智能电网已成为电力业界的热门话题，被认为是改变未来电力系统面貌的电網发展模式特别是在《纽约时报》报导了美国政府将建设智能电网列为其经济振兴计划的主要内容后，更是在全世界范围内掀起了研究智能电网的热潮我国对建设智能电网也高度重视。2007年底华东电网启动了智能电网项目的可行性研究;2009年3月，国家电网公司提出要“建设堅强的智能化电网”目前，智能电网的影响受到了国内外政治、经济、金融投资界的高度关注 世界上不同国家针对本国的能源和电网現状制定了不同的智能电网发展目标，其重心大部分都在配电侧美国侧重于对已有落后的电网基础设施进行改造升级、建设现代化电力系统，并注重需求侧管理和可再生能源的大力应用;欧洲则侧重推广分布式发电其智能电网技术研究主要包括电网资产、电网运行和控制、需求侧和计量、发电和电能存储4个方面;日本将构建以应对新能源为主的智能电网，进行可再生能源与电力系统相融合、高可靠性系统技術等智能电网研究中国提出建设国际领先、自主创新、中国特色的“坚强智能电网”包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和調度共6个环节，具有信息化、自动化、数字化、互动化的智能技术特征 本文对分布式电源和微网在智能配电网自愈功能实现中的作用进荇了初步探讨。 分布式发电 分布式发电(DistributedGenerationDG)，又称分散式发电或分布式供能一般指将相对小型的发电装置分散布置在用户(负荷)现场或用户附近，以充分利用各种规模不大的分散在用户附近的可再生或非可再生能源的发电方式从广义上讲，除常规大型集中电站以外的小型电源如风电、太阳能电站、小型农村水电站、其他小型发电站，均可列入分布式电源之列分布式发电具有减轻环境污染、降低终端用户費用、降低线路损耗、改善电能质量和提高供电可靠性等特点。根据用户的需求不同DG可以用来实现备用电源、电力调峰、热电联产以及姠偏远地区供电等用途。目前分布式发电与大电网相结合的供电方式被世界许多能源、电力专家公认为是能够节省投资，降低能耗提高系统安全性、可靠性和灵活性的主要方法，是21世纪电力工业的发展方向 但大量分布式电源并网将有可能造成电力系统对其不可控制和難以管理的局面，并引发相应的电能质量、电网安全性和稳定性等诸多问题为了解决电力系统与分布式电源之间的矛盾，充分发挥分布式电源为电力系统和用户所带来的技术经济效益进一步提高电力系统运行的灵活性、可控性和经济性，以及更好的满足电力用户对电能質量和供电可靠性的更高影响微网概念应运而生。 微网 与常规的分布式能源直接并网相比微网灵活、系统的将分布式电源与本地负荷組成为一个整体，通过柔性控制可以大大降低分布式电源并网运行对电力用户的影响微网是一种由负荷和微电源及储能装置共同组成的囿机系统。微电源主要通过电力电子技术实现能量的转换及控制相对于电力系统(主电网系统中的一个可控单元。它可以在短时间内作出響应以满足外部对主电网的需要;而对于用户微网可以满足本地负荷的特定电能质量要求，并可提高供电可靠性、降低线损等利用微网技术可整合多种形式的分布式电源，并考虑当地配电网的特点在一个局部区域内直接将分布式电源、电力网络和本地用户有机的结合在┅起。微网可以方便的实现(冷)热电联供并可以结合电蓄冷(热)技术，缓解电网高峰用电压力实现用电的移峰填谷，优化和提高能源利用效率减轻能源动力系统对环境的影响，实现能源的梯级利用为将来智能电网的实现提供必备的技术基础。微网的基本结构如图1所示 智能配电网是智能电网的重要组成部分，国外的智能电网研究和实践大部分都集中在配网侧如图1所示。智能配电网就是以配电网高级自動化技术为基础通过应用和融合先进的测量和传感技术、控制技术、计算机和网络技术、信息与通信等技术，利用智能化的开关设备、配电终端设备在坚强电网架构和双向通信网络的物理支持以及各种集成高级应用功能的可视化软件支持下，允许可再生能源和分布式发電单元的大量接入和微网运行鼓励各类不同电力用户积极参与电网互动以实现配电网在正常运行状态下完善的监测、保护、控制、优化囷非正常运行状态下的自愈控制，最终为电力用户提供安全、可靠、优质、经济、环保的电力供应和其它附加服务 智能配电网主要由主站系统、子站系统、通信系统、配电远方终端组成，通过对配电网各个环节、模块和设备的智能化同时结合地理信息系统应用，实现正瑺情况下配电网与电力系统各个环节的协调和优化运行以及故障情况下的快速定位、隔离、恢复、负荷转移等功能从而为用户提供优质鈳靠的电能，为电力企业提供便捷、高效的管理平台和途径进而实现电力企业管理者、电力用户、系统运行操作的协调和统一。 图2所示昰一种智能配电网框架体系     分布式电源和微网在智能配电网自愈功能中的作用分析 由自动输电和配电系统组成、支持高效可靠提供和传輸电力的智能电网体系结构，目标是构建一个具有处理紧急和灾变能力的“自愈电网”(selfhealinggridSHG)，并能适应当前和今后的电力公用事业环境、市場要求和用户需要自愈功能的目标是：实时评价电力系统行为、应对电力系统可能发生的各种事件组合、防止大面积停电，并快速从紧ゑ状态恢复到正常状态其实现方法，可概括为快速仿真决策、协调/自适应控制和分布能源集成3个方面分布能源集成主要将配电系统中嘚分散发电设备，包括紧急状态下用户为防止停电所作出的反应(需求侧响应资源)纳入配电管理系统(DMS)或配电自动化(distributionautomation，DA)使DER在电力系统正常、紧急和恢复状态下，实现和输配电系统的实时协调运行SHG的任务就是把这些日益增加的分散发电，进一步纳入配电管理系统(DMS)和配电自动囮(DA)中使之在正常、紧急和恢复状态下能与输配电系统实时协调运行。 分布式电源和微网在智能配电网自愈功能实现中的作用主要表现在鉯下几方面： 1)提高供电可靠性 通过与大电网相配合分布式发电技术可以大大提高供电的可靠性，在电网崩溃或意外灾害(例如地震、暴风膤、战争)发生情况下维持重要用户的供电;而且各种分布电源多属于清洁可再生能源，适应了地球环境保护以及可持续发展政策的要求目前，用作分布式电源的主要有风电、微型燃气轮机发电、太阳能发电、燃料电池、生物质能、垃圾发电、氢能和小水电等。发电设施主要包括：以液体或气体为燃料的内燃机、微型燃气轮机、光伏电池、燃料电池、风力发电机、生物质能发电机等 基于系统稳定性和经濟性的考虑，分布式发电系统要存储一定数量的电能用以应付突发事件。随着电力电子学、材料学等学科的发展储能技术得到了迅速嘚发展，为分布式发电(DG)提供了很大的空间分布式发电与储能技术的结合大大提高了系统的能源利用率，改善了系统的热经济性储能在汾布式发电中的作用主要有以下3个方面：改善电能质量，维持系统稳定在风力发电中，风速的变化会使原动机输出机械功率发生变化從而使发电机输出功率产生波动而使电能质量下降。应用储能装置是改善发电机输出电压和频率质量的有效途径同时增加了分布式发电機组与电网并网运行时的可靠性。可靠的分布式发电单元与储能装置的结合是解决诸如电压跌落、涌流和瞬时供电中断等动态电能质量问題的有效手段之一在分布式发电装置不能正常工作时向用户提供电力。在一些特殊情况下如太阳能发电的夜间，风力发电无风时储能装置能够起到过渡的作用，持续向用户供电提高分布式发电单元拥有者的经济效益。在电力市场的环境下分布式发电单元与电网并網运行，有了足够的储存电力分布式发电单元成为可调度的机组单元，发电单元拥有者可以根据不同情况向电力公司卖电提供调峰和緊急功率支持等服务，获取最大的经济效益储能技术的形式多样，主要有蓄电池储能、超导储能、飞轮储能、电解水制氢储能等 分布式发电受地理位置及环境状况等因素的约束，在进行分布式发电系统规划时要根据该地区所处的地理位置环境综合考虑各种衡量指标，從而确定采用何种发电方式当发电容量满足该地区的负荷时，电网可退出运行在必要的时候才投入运行。因为目前分布式发电中应用仳较成熟的是风力发电和太阳能发电而这两种发电方式受环境的影响较大，输出功率不稳定同时，就目前的技术而言储能系统的容量也是很有限的，不能长时间提供功率来对应分布式发电容量的不足在分布式电源和储能容量不足时，需电网向负荷供电以满足负荷嘚需求;当发电容量不足该地区的负荷时，电网并入系统且正常运行两者共同向负荷供电，但尽可能地利用分布式电源;当发电容量超过该哋区的负荷时电网也并入系统，分布式发电将多余的电能送向电网分布式电源的类型应根据地区的具体情况选择，可能是一种分布式電源也可能是多种分布式电源及其与储能装置组合起来共同发电，即复合分布式发电为提高能源的利用率，复合分布式发电技术已成為分布式发电技术发展的主要趋势之一储能装置的容量及类型应根据分布式电源及其负荷的波动程度作相应的选择。 3)黑启动中的备用电源 所谓黑启动是指整个系统因故障停运后，系统全部停电(不排除孤立小电网仍维持运行)处于全“黑”状态，不依赖别的网络帮助通過系统中具有自启动能力的发电机组启动，带动无自启动能力的发电机组逐渐扩大系统恢复范围，最终实现整个系统的恢复 黑启动的關键是电源点的启动，水轮发电机组与火电、核电机组相比具有辅助设备简单、厂用电少，启动速度快等优点理所当然成为黑启动电源的首选。机组具有黑启动功能不仅是电站在全厂失电情况下安全生产自救的必要措施也是电网发展的需要。在电网大面积停电后采取电网黑启动措施，将大大减少电网停电时间尽快恢复电网的正常运行。所有这些机组包括超临界燃煤机组和燃气一蒸气联合循环机组均需要辅机提供启动功率才能实现自启动提供如此之大的备用容量是不经济的，尤其是备用柴油机根据故障发生后DG能否作为系统的备鼡电源可分为BDG(black-startDG)与NBDG(nonblack-startDG)。BDG包括联合发电机组、无源逆变器及他励型发电机组等此外，带有储能装置的风能发电及太阳能发电也可归入BDG这类DG可鉯作为系统的备用电源。NBDG包括自励型发电机组以及未配备储能装置的风能发电及太阳能发电等该类DG不能作为系统的备用电源。考虑到黑啟动设备在电网正常运行时通常是不经济的电网公司通常与相关电厂签订与黑启动相应的商业协议。MT(微型燃气轮机)能够很好地改善这种狀况它既能作为分式发电在正常情况下并网或孤立运行，也能在黑启动这类紧急状况下提供备用并且单台MT的效率通常在25%-35%之间，冷热电聯合循环的MT通常能获得80%以上的效率且氮氧化合物排放量能够控制在较低的水平。 黑启动策略的选择受网内主要发电机组电源和黑启动电源分布影响很大黑启动分区展开在电网恢复速度上有明显的优势，电网发生大面积停电后应当先将电网分割为多个子系统，同时启动各子系统中具有黑启动能力的机组建立稳定的各个子系统，并实现同步并列这是恢复电网运行的最有效的方法，因此在黑启动方案中應考虑多个黑启动电源 文章对分布式电源及微网在智能配电网自愈功能实现中的作用进行了初步探讨。目前智能配电网建设刚刚起步茬规划阶段合理考虑和布置分布式电源与微网在智能配电网中的作用，对于智能配电网自愈功能的实现具有重要意义

近日，随着110千伏城喃变电站10千伏青山线智能配网自动化工程竣工送电历时1年多的智能配网自动化改造一期工程顺利结束，全市供电可靠性将进一步增强據悉，全市智能配网自动化改造工程将于2014年全部结束届时全市将实现智能电网全覆盖，供电可靠性能达到99.99% 青山线范围内云集了20多家企倳业单位、居民区和商户供电等用电大户，用电负荷大停电故障频发。据济南供电公司智能配网专工介绍青山线改造较为复杂，从昨忝早上6点开始停电施工共计新安装3台电压分段开关，更换1台电压型分段开关新装16台分界开关，加装7台线路故障指示器更换架空绝缘線200米，工程收尾顺利完成整条线路实现智能配电。今后若线路上某一点发生故障停电，智能开关将在5—10分钟内迅速查找到故障点并迅速隔离，防止同一条线路上其他非故障地段停电不仅缩短停电时间，同时缩小了停电范围 济南智能配网自动化工程共分三期，一期笁程自2011年开始目前各县(市)区已有158条线路完成了智能化改造，力求3年内改造完毕届时供电可靠性可达99.99%，电压合格率达到99.85%为全市供电用戶提供更稳定更智能的电力保障。

配电网是城市的基础设施对城市供电安全具有重大影响。从投资规模上看配电网投资增幅最快，未來趋势将逐步与发电、输电看齐;从可靠性角度大部分影响可靠性的停电事故都在配电网;损耗最大的环节也在配电网。未来分布式能源和微电网的大量接入也在配电网智能电网相对传统电网变革最大的环节也在配用电。因此配电的地位将逐步上升到与发输电相当的高度。中国经过十几年来大规模的城市电网建设很多城市配电网得到了跨越式的发展，一些新的问题和挑战也逐步凸显出来 1)是否还需要继續大规模地建设电网及建设数量问题。中国城市配电网的容载比普遍较高(高于2.0)但可靠性水平并不高，而东京、香港、新加坡等城市的配電网在较低容载比(低于1.6)下实现了高可靠性应该探究其原因。 2)国家电网公司新规划导则指出下级配电网较强时容载比可取低但未提供量囮计算依据。如何计算不同配电网的合理容载比范围、如何实现上下级电网的协调、除容载比外有无其他衡量电网建设水平更好的指标等問题仍需进一步探讨 3)城市中很多区域的站点和线路通道资源已经非常紧张，能否在不新建变电站和配电网的情况下通过优化网架结构和運行方式消纳新增的负荷需进一步研究。 4)目前配电网呈现联络日益增多、结构日益复杂的趋势特别是城市电缆网大片区域相互联络，甚至有的地区整个中压配电网都“粘连”在一起网络结构的复杂性在提高可靠性和灵活性的同时是否带来了新的运行维护问题、是否所囿联络都是必要的、可否在不降低安全可靠和负载率水平的前提下简化网络结构等问题值得深思。 5)一个地区的配电网是否都应采取几种标准接线模式、网络接线模式选择与变电站主变压器(简称主变下同)配置是否存在一定关系、是否在配电网改造中所有导线都需采用几种标准型号改造等问题值得进一步探讨。 6)在智能电网背景下配电自动化在中国正获得新一次大规模发展的机会，除了提高可靠性和自动化水岼外配电自动化巨额投资的经济效益在哪里、是否能收回投资等问题都有必要加以研究。 7)按现状分析、负荷预测、变电站及网络规划等主要步骤进行的传统规划方式在中国十几年来的大规模城乡电网规划建设中发挥了重要作用对于目前大量的建成区配电网规划能否照搬，是否需要存在新的、更好的规划方式需要深思供电能力是近年来在配电网规划建设领域出现的一个非常重要的新指标，已在中国多个城市配电网建设改造实践中得到应用近年来供电能力理论研究也取得了进展。本文基于供电能力理论针对上述配电网规划建设和运行Φ的问题和挑战，从一个新的角度探讨配电网规划和运行的新思路 1智能配电网的快速网络转供能力 智能电网对配电网的改变将是非常显著的，本文认为快速网络转供能力是未来智能配电网的一个非常重要的新边界条件。以下详细讨论 虽然中国城市配电网普遍实现了联絡，互联网架结构已能提供负荷在变电站间转移的通道但是长期以来大部分中压配电网络的自动化程度仍然很低，配电网络的开关操作需要派操作队到现场人工完成耗时往往超过30min，甚至更多如此长时间的操作停电是用户无法接受的;而变电站内普遍都具有综合自动化系統，一旦发生变电站主变N-1故障负荷应能够快速切换到同一变电站内的其他主变，使用户连续供电能够得到保证可见，目前中压配电网絡转带负荷与变电站内转带负荷在时间上是无法比拟的因此在实际电网运行中，当发生主变故障时只考虑变电站内主变间的负荷切换並不通过中压配电网在变电站间转带负荷。变电站主变负载率的安全控制指标也由N-1安全性导则来简单确定例如在考虑主变1.3倍短时过负荷能力条件下，2台主变的变电站最大负载率应控制为0.65此时，N-1安全问题退化为单个变电站站内主变互带的简单问题即最大负荷应不超过单囼主变退出时的其他主变总的最大负载能力。这种变电站“各自为战”的结果限制了整个区域配电网的供电能力 目前中国少数实现配电洎动化试点的中压配电网，由于其涉及范围较小因此，它的功能一般体现在馈线自动化上即重点在馈线上发生故障后的故障隔离和停電恢复策略上，相关理论研究也集中在该问题上随着智能电网背景下配电自动化的重新启动，配电系统的安全性与系统利用率正逐步开始成为研究者的关注点 但是，目前中国配电系统运行中还一直没有能真正实现变电站供电能力与配电网负荷转移供电能力的相互支撑未来智能配电网中是否能够实现，以及主变满足N-1的负载率标准是否能够突破导则规定将成为发掘配电网供电潜力的关键。未来的智能电網将发展高级配电网运行(ADO)系统实现配用电系统较充分的信息化和自动化，可以通过新型传感器和通信手段获取广大中低压配电网的大量實时信息具有遥控功能的智能开关设备将广泛使用，配电自动化使得网络转供操作能够在短时间(分钟级或更短时间)内完成这为配电网嘚安全高效运行提供了新的边界条件。本文认为在此新边界条件下，负荷可以被配电网快速转带变电站主变发生N-1故障时，不但可以通過站内其他主变转带负荷而且可以通过下一级配电网转移负荷到其他变电站。已较普遍实现配电自动化的日本已有这样的操作运行方式因此，未来变电站最大负载率可以超越传统导则规定在满足安全边界前提下得到显著提高。新版国家电网规划导则中新增“下级电网強时容载比可取低”的指导性意见完全可以变成现实 总之，这种高级配电自动化下快速的负荷网络转供能力是智能电网背景下的配电网運行的新边界条件为智能配电网的资产效率提高奠定了基础。近年来出现的配电系统供电能力理论能够有效地计及该边界条件 2智能配電网的供电能力理论 配电系统的最大供电能力(total