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输配电技术面临的挑战和应对措施

电力系统有发电、输电和配电（亦称供电和用电）三大系统，输配电是电力系统中与分散的用户直接相连的部分。在我国电压等级W110kV的系统称为配电网，N35kV属于高压配电网，N1kV属于中压配电网，380/220V属于低压配电网。我国电力系统长期以来形成了“重发、轻供、不管用”的局面，与世界的发、输、配电投资平均为1.0：0.5：0.7的水平相比，我国的投资比例为1.0：0.23：0.2。长期的投资不平衡导致了主网架结构较为薄弱，配电网老化，区域电网间交换容量较小。

随着经济的发展和人民生活水平的日益提高，如何对配网进行更全面、更规范的管理，确保电网安全、可靠、优质、经济的运行，为当地社会经济发展和人民的生活提供优质服务，是供电部门一直在思考和探讨的问题。

首先我们需要介绍一下我们输配电领域的发展与改革面临的新的挑战：

随着新农村建设、城镇化进程的加快，第三产业尤其是商业和居民生活用电将会持续以超过10%的速度增长。2021年第三产业的增长超过13%，居民商业用电增长达16.2%。配电网的支撑能力明显薄弱，尤其是配电进户。

随着社会的进步和人民生活质量的提高以及1T业的发展，全社会对供电质量和供电可靠性的要求日益提高，即使是短时停电都难以承受。因此采取各种措施努力提高供电可靠性，保持高电能质量是配电网管理者面临的严峻任务。

自然灾害对电力系统造成的破坏越来越引起关注，发生的频率和程度加重，尤其在配电网产生的后果更为严重，受灾面积和供电人口数字巨大，这是一个全球性问题，需要从设计、建设和运行管理及材料科学等方面深入研究。

节约资源能源已成为世界范围内的共同行动。配电网损耗在电网损耗中占有较大比例，努力降低配电网损，在建设节约型社会中具有重要意义和作用。

分布式电源(DR)的采用对于规划未来的配电系统会产生一定程度的影响。随着可再生能源发电、热电联产的发展和微型燃机的利用，如何利用新技术帮助分布式电源在降低用电成本和提高系统可靠性的条件下加入现有的配电系统已经成为重要的研究课题。

然而我们输配电在技术方面也同时存在以下问题：①配电网线损率较高；②故障切换时间较长，可能带来设备损坏或经济损失；③三相负荷不均衡；④用户计量装置老化、误差偏大等等。与此同时还面临着电能的管理、电能的效率、系统的保护和控制、电力系统的可靠性、环境保护等等压力。这很容易导致我们的配电跟不上居民生产生活需要，那么我们到底应该从哪些方面改善我们配电网的技术措施呢？解决以上问题主要措施有：

采用柔性输配电技术(D-Facts)，为了提高电能质量和供电可靠性，应用现代电力电子和控制技术，为用户提供具有特定要求质量的电能称为“用户定制电力(CustomPower)技术”，也可称为“柔性输配电技术D-Facts(DistributionflexibleACtransmissionsystem)。一般的电能质量问题大多可通过控制无功解决，通常无功补偿分为负荷补偿和电压支持。负荷补偿主要包括提高功率因数，调整电压、平衡有功、消除谐波等方面。早期主要采用并联电容器和无源滤波器解决该问题。近年来普遍采用静止式动态无功补偿装置

(StaticVarCompensator，SVC)，用以解决电压波动、负序、及消除谐波等问题。由于现代电力电子技术的快速发展，以该技术为核心的各种新补偿技术得以迅速发展。

采用无扰动配电技术，无扰动配电技术可以实时监控电网的运行变化，通过对电力系统的电流、电压、频率、相角的监控，当故障出现时，选择合适的时机进行合闸操作，使得切换前后系统母线的电压变化冲击的影响减到最小。在6kV以上电压等级中的备自投切换采用无扰动稳定控制装置，实现馈线之间，馈线和母联之间的快速切换；400V电压等级中的备自投也采用无扰动稳定控制装置，实现多开关之间的同期切换，100ms内实现切换完成，确保母线电压不下降，低电压保护不启动，交流接触器不脱扣，同时防止事故切换中两个电源并列合环，能够实现工艺流程连续性和稳定性，实现系统无扰动供电。对于系统中出现的晃动或者母线欠压、保护动作等故障时，保证了母线段供电不中断或者母线不失压，能够减少低压脱扣，同时能极大地降低成组电机的自启动电流。以TPM-300型无扰动稳定控制装置为例，在6Kv/10kV配电系统中，通常采用单母线或者单母线分段形式。

采用罩相变压器配电技术，10kV单相变压器配电技术主要体现出4个基本特征：①由配电房（或开闭站）以10kV线路馈电到居民楼（或商业）用户门宅处;②采用单相变压器挂杆，以低压线路（220V）配电进户，尽量缩短进户线，接户线长度不超过20m；③合理选