配電網(wǎng)“拉手”微能源網(wǎng) 這里的配電網(wǎng)很智能

近日，由國網(wǎng)江蘇省電力有限公司自主研發(fā)的低壓分布式光伏縣域級超短期預測模塊在江蘇省分布式光伏可觀(guān)可測系統上線(xiàn)運行，使分布式光伏出力預測精度達到小時(shí)級，為市縣兩級調度人員及時(shí)調整機組出力、優(yōu)化電網(wǎng)運行方式提供依據，支撐分布式光伏電力就地靈活消納和主配微網(wǎng)高效協(xié)同運行。

近年來(lái)，配電網(wǎng)向有源化方向快速演進(jìn)，同時(shí)負荷愈發(fā)多元，對配電網(wǎng)管理提出更高要求。國網(wǎng)江蘇電力以數智化為抓手，開(kāi)展研究探索和創(chuàng )新攻關(guān)，加快推進(jìn)現代智慧配電網(wǎng)建設，提升供電可靠性。2023年，江蘇配電網(wǎng)供電可靠率達99.9847%，戶(hù)均停電時(shí)間同比減少37.4%。

智能終端加模塊

精準定位臺區異常

3月27日22時(shí)28分，南通通州區供電公司供電服務(wù)營(yíng)配運維二班員工耿浚麒收到一條預警信息，顯示10千伏鋒晴線(xiàn)秦家埭小區三期4號變壓器發(fā)生故障。他和同事立即前往現場(chǎng)，不到2個(gè)小時(shí)就恢復了臺區供電。短信預警比客戶(hù)報修提前了20分鐘，為搶修爭取了更多時(shí)間。這得益于國網(wǎng)江蘇電力在全省推廣應用的配電網(wǎng)故障實(shí)時(shí)感知研判模塊。

此前，江蘇電網(wǎng)基于配電自動(dòng)化系統已實(shí)現對中壓線(xiàn)路故障的實(shí)時(shí)感知，但對配電變壓器低壓側故障仍然缺少主動(dòng)感知手段，需在客戶(hù)報修后才能處理，故障處置平均耗時(shí)30分鐘以上。為此，國網(wǎng)江蘇電力依托相關(guān)業(yè)務(wù)系統持續開(kāi)展配電網(wǎng)調控數智化模塊、應用等建設，提高配電網(wǎng)有效感知能力和精準控制能力。

2023年4月，國網(wǎng)江蘇電力依托實(shí)時(shí)量測中心開(kāi)發(fā)了配電網(wǎng)故障實(shí)時(shí)感知研判模塊，在不改造設備的前提下，實(shí)現了對自動(dòng)化開(kāi)關(guān)故障信息的實(shí)時(shí)掌握。

該模塊部署于供電服務(wù)指揮系統，可綜合研判融合終端等提供的各類(lèi)數據，在故障發(fā)生數秒內精準定位臺區故障點(diǎn)位，并于1分鐘內向搶修人員推送告警短信，助力快速處置故障。

針對分布式源荷儲快速發(fā)展的情況，國網(wǎng)江蘇電力將配電網(wǎng)主動(dòng)感知對象從電網(wǎng)層向能源生產(chǎn)和消費兩端延伸，進(jìn)一步加強智能傳感裝置應用，持續優(yōu)化中低壓配電網(wǎng)感知終端布點(diǎn)。

2023年7月，常州供電公司啟動(dòng)智慧低壓配電臺區建設，為常州新北區高鐵新城內177臺配電變壓器加裝智能配電變壓器終端，實(shí)現實(shí)時(shí)監測變壓器的電壓、電流等運行信息，及時(shí)感知并預警變壓器及低壓設備故障、電壓質(zhì)量不合格等異常情況。

智能配電變壓器終端支持客戶(hù)側光伏發(fā)電裝置、儲能裝置、充電樁等分布式電力資源和低壓側可調資源接入，臺區智慧運營(yíng)管理平臺還可以通過(guò)智能終端調控這些資源。

“截至目前，江蘇電網(wǎng)的智能配電變壓器終端覆蓋率已達59.3%，在國家電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)區位居前列。”國網(wǎng)江蘇電力配電網(wǎng)管理部智慧配網(wǎng)處副處長(cháng)吳寧說(shuō)。

數據匯在“一張圖”

配電網(wǎng)運行更“透明”

“為了實(shí)現‘任何部門(mén)對數據有應用需求，數字電網(wǎng)企業(yè)中臺均可滿(mǎn)足’，我們基于‘數據一個(gè)源、電網(wǎng)一張圖、業(yè)務(wù)一條線(xiàn)’，加快探索并優(yōu)化實(shí)施路徑。”國網(wǎng)江蘇電力數字化工作部主任許揚說(shuō)。

2023年7月，國網(wǎng)江蘇電力在公司系統率先建成多維多態(tài)“電網(wǎng)一張圖”平臺，實(shí)現分布式光伏、充電樁等設備信息建模，完成2451萬(wàn)千瓦分布式光伏、71萬(wàn)余個(gè)充電樁接入。

“基于‘電網(wǎng)一張圖’匯聚貫通數據，我們構建了數字電網(wǎng)計算推演引擎，將人工智能算法與傳統分析方法相結合，攻克拓撲異常、參數不準、量測缺失等難題，通過(guò)數據的連接、匯聚、建模精準刻畫(huà)實(shí)體電網(wǎng)，實(shí)現了省級配電網(wǎng)4.3萬(wàn)條線(xiàn)路、千萬(wàn)級節點(diǎn)的大規模實(shí)時(shí)在線(xiàn)計算及仿真推演。以‘數據+計算’模式為基礎，我們進(jìn)一步提升配電網(wǎng)透明化水平，推動(dòng)電網(wǎng)運行、設備管理、供電服務(wù)和企業(yè)經(jīng)營(yíng)全場(chǎng)景業(yè)務(wù)高效開(kāi)展。”許揚介紹。

數字化手段的加入，讓供電公司可以實(shí)時(shí)監測分布式電源的運行情況，進(jìn)行潮流分析，掌握電網(wǎng)的承載力情況。2023年5月，國網(wǎng)江蘇電力建成配電網(wǎng)承載力在線(xiàn)評估平臺。該平臺具備光伏接入現狀評估、接入規劃評估、光伏消納解決方案評估及最大承載力評估4項功能，實(shí)現江蘇全省4.3萬(wàn)條配電網(wǎng)線(xiàn)路的電壓偏差、設備過(guò)載、短路電流等6項光伏承載力指標量化分析。

利用該平臺對配電網(wǎng)承載力的精準評估，國網(wǎng)江蘇電力定位網(wǎng)架薄弱環(huán)節，指導配電網(wǎng)增容改造。平臺上線(xiàn)以來(lái)，該公司已更換和新建10千伏、20千伏線(xiàn)路11682.89千米，新增配電變壓器18874臺。

網(wǎng)關(guān)架起溝通橋梁

配電網(wǎng)“拉手”微能源網(wǎng)

“由當前負荷714千瓦調至614千瓦。”3月19日，南京供電公司配電調度指揮員通過(guò)南京電網(wǎng)配電主站，經(jīng)電力無(wú)線(xiàn)專(zhuān)網(wǎng)向江蘇電科院配電樓的微能源網(wǎng)網(wǎng)關(guān)發(fā)出遙調指令。數分鐘內，儲能裝置、直流充電樁及中央空調等可調資源自動(dòng)響應，將微電網(wǎng)負荷下調100千瓦。這類(lèi)網(wǎng)關(guān)裝置最先應用于南京江寧智慧配電網(wǎng)示范工程。

如果說(shuō)配電網(wǎng)本身補短板是“打地基”，那么配電網(wǎng)與微能源網(wǎng)協(xié)同互動(dòng)則是江蘇配電網(wǎng)的“再進(jìn)階”。隨著(zhù)分布式能源大規模發(fā)展，電力系統的不穩定性因素增加，配電網(wǎng)與微能源網(wǎng)協(xié)同發(fā)展在現代智慧配電網(wǎng)建設中越發(fā)重要。

微能源網(wǎng)一般包含光伏發(fā)電、儲能、用電負荷等多類(lèi)分布式可調資源，通常由用戶(hù)自主管理，當外部電網(wǎng)需要其配合時(shí)往往無(wú)法及時(shí)響應。

究竟應該請來(lái)一位什么樣的“管家”，才能架起配電網(wǎng)與微能源網(wǎng)之間溝通聯(lián)絡(luò )的橋梁?國網(wǎng)江蘇電力給出了答案。

江蘇電科院先后攻克了微能源網(wǎng)可調資源聚合、云邊協(xié)同控制和安全通信等關(guān)鍵技術(shù)，于2023年10月研發(fā)出微能源網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。該網(wǎng)關(guān)大小如同一個(gè)路由器，搭載了云邊協(xié)同控制算法模塊，可以在配電網(wǎng)和微能源網(wǎng)之間傳輸調度信號，使微能源網(wǎng)既可獨立運行，又能在電網(wǎng)有需求時(shí)迅速協(xié)調內部資源開(kāi)展響應。

加快主配微網(wǎng)協(xié)同運行的核心技術(shù)攻關(guān)，國網(wǎng)江蘇電力始終緊盯前沿領(lǐng)域，待技術(shù)成熟后推廣應用，推動(dòng)提升配電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性。目前，國網(wǎng)江蘇電力在南京、無(wú)錫、蘇州等地開(kāi)展了一系列新技術(shù)的探索研究和試點(diǎn)應用，在鎮江揚中打造分布式光伏就地就近消納示范區，采用網(wǎng)架重構、分布式儲能、柔性互聯(lián)、負荷調節等方式，實(shí)現網(wǎng)格級分布式光伏發(fā)電全量就地消納，挖掘客戶(hù)側實(shí)時(shí)調節能力3.21萬(wàn)千瓦;在淮安金湖打造新能源分層分級平衡示范區，通過(guò)110千伏移相器建設、新能源快速功率控制、電網(wǎng)側儲能智能充放電等措施，提升新能源分層分級平衡消納能力，摸排13.9萬(wàn)千瓦可調節潛力。