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(yù)測模塊在江蘇省分布式光伏可觀可測系統(tǒng)上線運(yùn)行，使分布式光伏出力預(yù)測精度達(dá)到小時級，為市縣兩級調(diào)度人員及時調(diào)整機(jī)組出力、優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行方式提供依據(jù)，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(yùn)行。

近年來，配電網(wǎng)向有源化方向快速演進(jìn)，同時負(fù)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(shù)智化為抓手，開展研究探索和創(chuàng)新攻關(guān)，加快推進(jìn)現(xiàn)代智慧配電網(wǎng)建設(shè)，提升供電可靠性。2023年，江蘇配電網(wǎng)供電可靠率達(dá)99.9847%，戶均停電時間同比減少37.4%。

智能終端加模塊

精準(zhǔn)定位臺區(qū)異常

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

此前，江蘇電網(wǎng)基于配電自動化系統(tǒng)已實現(xiàn)對中壓線路故障的實時感知，但對配電變壓器低壓側(cè)故障仍然缺少主動感知手段，需在客戶報修后才能處理，故障處置平均耗時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(tǒng)持續(xù)開展配電網(wǎng)調(diào)控數(shù)智化模塊、應(yīng)用等建設(shè)，提高配電網(wǎng)有效感知能力和精準(zhǔn)控制能力。

2023年4月，國網(wǎng)江蘇電力依托實時量測中心開發(fā)了配電網(wǎng)故障實時感知研判模塊，在不改造設(shè)備的前提下，實現(xiàn)了對自動化開關(guān)故障信息的實時掌握。

該模塊部署于供電服務(wù)指揮系統(tǒng)，可綜合研判融合終端等提供的各類數(shù)據(jù)，在故障發(fā)生數(shù)秒內(nèi)精準(zhǔn)定位臺區(qū)故障點位，并于1分鐘內(nèi)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)主動感知對象從電網(wǎng)層向能源生產(chǎn)和消費(fèi)兩端延伸，進(jìn)一步加強(qiáng)智能傳感裝置應(yīng)用，持續(xù)優(yōu)化中低壓配電網(wǎng)感知終端布點。

2023年7月，常州供電公司啟動智慧低壓配電臺區(qū)建設(shè)，為常州新北區(qū)高鐵新城內(nèi)177臺配電變壓器加裝智能配電變壓器終端，實現(xiàn)實時監(jiān)測變壓器的電壓、電流等運(yùn)行信息，及時感知并預(yù)警變壓器及低壓設(shè)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側(cè)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(cè)可調(diào)資源接入，臺區(qū)智慧運(yùn)營管理平臺還可以通過智能終端調(diào)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(dá)59.3%，在國家電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)位居前列。”國網(wǎng)江蘇電力配電網(wǎng)管理部智慧配網(wǎng)處副處長吳寧說。

數(shù)據(jù)匯在“一張圖”

配電網(wǎng)運(yùn)行更“透明”

“為了實現(xiàn)‘任何部門對數(shù)據(jù)有應(yīng)用需求，數(shù)字電網(wǎng)企業(yè)中臺均可滿足’，我們基于‘數(shù)據(jù)一個源、電網(wǎng)一張圖、業(yè)務(wù)一條線’，加快探索并優(yōu)化實施路徑。”國網(wǎng)江蘇電力數(shù)字化工作部主任許揚(yáng)說。

2023年7月，國網(wǎng)江蘇電力在公司系統(tǒng)率先建成多維多態(tài)“電網(wǎng)一張圖”平臺，實現(xiàn)分布式光伏、充電樁等設(shè)備信息建模，完成2451萬千瓦分布式光伏、71萬余個充電樁接入。

“基于‘電網(wǎng)一張圖’匯聚貫通數(shù)據(jù)，我們構(gòu)建了數(shù)字電網(wǎng)計算推演引擎，將人工智能算法與傳統(tǒng)分析方法相結(jié)合，攻克拓?fù)洚惓?、參?shù)不準(zhǔn)、量測缺失等難題，通過數(shù)據(jù)的連接、匯聚、建模精準(zhǔn)刻畫實體電網(wǎng)，實現(xiàn)了省級配電網(wǎng)4.3萬條線路、千萬級節(jié)點的大規(guī)模實時在線計算及仿真推演。以‘數(shù)據(jù)+計算’模式為基礎(chǔ)，我們進(jìn)一步提升配電網(wǎng)透明化水平，推動電網(wǎng)運(yùn)行、設(shè)備管理、供電服務(wù)和企業(yè)經(jīng)營全場景業(yè)務(wù)高效開展。”許揚(yáng)介紹。

數(shù)字化手段的加入，讓供電公司可以實時監(jiān)測分布式電源的運(yùn)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)承載力在線評估平臺。該平臺具備光伏接入現(xiàn)狀評估、接入規(guī)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，實現(xiàn)江蘇全省4.3萬條配電網(wǎng)線路的電壓偏差、設(shè)備過載、短路電流等6項光伏承載力指標(biāo)量化分析。

利用該平臺對配電網(wǎng)承載力的精準(zhǔn)評估，國網(wǎng)江蘇電力定位網(wǎng)架薄弱環(huán)節(jié)，指導(dǎo)配電網(wǎng)增容改造。平臺上線以來，該公司已更換和新建10千伏、20千伏線路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(dāng)前負(fù)荷714千瓦調(diào)至614千瓦。”3月19日，南京供電公司配電調(diào)度指揮員通過南京電網(wǎng)配電主站，經(jīng)電力無線專網(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(diào)指令。數(shù)分鐘內(nèi)，儲能裝置、直流充電樁及中央空調(diào)等可調(diào)資源自動響應(yīng)，將微電網(wǎng)負(fù)荷下調(diào)100千瓦。這類網(wǎng)關(guān)裝置最先應(yīng)用于南京江寧智慧配電網(wǎng)示范工程。

如果說配電網(wǎng)本身補(bǔ)短板是“打地基”，那么配電網(wǎng)與微能源網(wǎng)協(xié)同互動則是江蘇配電網(wǎng)的“再進(jìn)階”。隨著分布式能源大規(guī)模發(fā)展，電力系統(tǒng)的不穩(wěn)定性因素增加，配電網(wǎng)與微能源網(wǎng)協(xié)同發(fā)展在現(xiàn)代智慧配電網(wǎng)建設(shè)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(fù)荷等多類分布式可調(diào)資源，通常由用戶自主管理，當(dāng)外部電網(wǎng)需要其配合時往往無法及時響應(yīng)。

究竟應(yīng)該請來一位什么樣的“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(diào)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(diào)度信號，使微能源網(wǎng)既可獨(dú)立運(yùn)行，又能在電網(wǎng)有需求時迅速協(xié)調(diào)內(nèi)部資源開展響應(yīng)。

加快主配微網(wǎng)協(xié)同運(yùn)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(yīng)用，推動提升配電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。目前，國網(wǎng)江蘇電力在南京、無錫、蘇州等地開展了一系列新技術(shù)的探索研究和試點應(yīng)用，在鎮(zhèn)江揚(yáng)中打造分布式光伏就地就近消納示范區(qū)，采用網(wǎng)架重構(gòu)、分布式儲能、柔性互聯(lián)、負(fù)荷調(diào)節(jié)等方式，實現(xiàn)網(wǎng)格級分布式光伏發(fā)電全量就地消納，挖掘客戶側(cè)實時調(diào)節(jié)能力3.21萬千瓦;在淮安金湖打造新能源分層分級平衡示范區(qū)，通過110千伏移相器建設(shè)、新能源快速功率控制、電網(wǎng)側(cè)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13.9萬千瓦可調(diào)節(jié)潛力。