中國儲能網(wǎng)訊：當(dāng)前，配電網(wǎng)正逐步由單純接受、分配電能的電力網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)變?yōu)樵淳W(wǎng)荷儲融合互動、與上級電網(wǎng)靈活耦合的電力網(wǎng)絡(luò)，這對配電網(wǎng)的感知和調(diào)控技術(shù)提出了更高要求。
2019年起，國網(wǎng)陜西省電力有限公司聯(lián)合西安交通大學(xué)、西安理工大學(xué)、華為技術(shù)有限公司組建產(chǎn)學(xué)研用攻關(guān)團(tuán)隊，在智能終端信息采集與數(shù)據(jù)實(shí)時處理、分布式光儲充集群智能調(diào)控、配電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險感知與韌性提升等方面取得一系列技術(shù)突破，打造了基于信息物理融合的配電網(wǎng)智能感知與數(shù)字調(diào)控成果體系，提升了配電網(wǎng)的運(yùn)行效率、可靠性與對新能源電量的消納能力。
感知：云端與邊緣設(shè)備協(xié)同配合讓電網(wǎng)更“耳聰目明”
配電終端是配電網(wǎng)中的智能監(jiān)控與操作單元，主要負(fù)責(zé)實(shí)時監(jiān)測配電設(shè)備狀態(tài)、采集運(yùn)行數(shù)據(jù)、執(zhí)行遠(yuǎn)程控制指令，保障配電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。傳統(tǒng)配電終端功能相對有限，信息傳遞速度和安全性有待提升。為了讓配電網(wǎng)“看得清、管得透、更安全”，攻關(guān)團(tuán)隊研發(fā)了云端與邊緣設(shè)備協(xié)同配合的配電終端信息采集技術(shù)。
配電終端執(zhí)行新的數(shù)據(jù)采集任務(wù)需要添加新功能。以往，給成千上萬個配電終端添加新功能需要相關(guān)人員現(xiàn)場操作，效率較低。2020年，攻關(guān)團(tuán)隊提出基于云編排的邊緣計算應(yīng)用柔性開發(fā)技術(shù)，在云端用低代碼模塊靈活搭建新應(yīng)用后，一鍵遠(yuǎn)程下發(fā)給各地的配電終端，快速完成配電終端功能升級，實(shí)現(xiàn)軟件與硬件的解耦。
2021年，攻關(guān)團(tuán)隊研發(fā)了新型配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能云平臺，利用異構(gòu)環(huán)境下流批系統(tǒng)高效調(diào)度模型計算能力，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)負(fù)荷控制、違規(guī)用電識別、故障智能研判等功能。該平臺接入配電終端等邊緣設(shè)備超過50萬臺，接入末端感知設(shè)備超過1000萬臺，實(shí)時感知能力達(dá)分鐘級。
配電網(wǎng)的感知能力與通信技術(shù)密切相關(guān)。在臺區(qū)內(nèi)部，攻關(guān)團(tuán)隊構(gòu)建以IP化高速電力線載波通信為主的新型通信體系，結(jié)合射頻網(wǎng)絡(luò)，打造高可靠、強(qiáng)抗擾、低時延的雙?；旌辖M網(wǎng)系統(tǒng)，使臺區(qū)內(nèi)通信帶寬提升一倍，實(shí)現(xiàn)海量配電終端高效接入，單次采集成功率平均提升至99%。
調(diào)控：低壓分布式光儲充單元裝上智能“調(diào)節(jié)閥”
近年來，大規(guī)模分布式光伏等新型主體接入配電網(wǎng)，不僅帶來了電量消納壓力，也影響著電能質(zhì)量和電網(wǎng)安全。
配電變壓器會因光伏發(fā)電高峰時段電量倒送而過載，猶如一條原本單向通行的道路突然涌入了大量反向車流，出現(xiàn)安全隱患。2024年8月，攻關(guān)團(tuán)隊首創(chuàng)配電網(wǎng)光儲充集群協(xié)同調(diào)控的多階段魯棒優(yōu)化方法，通過精準(zhǔn)設(shè)置關(guān)口交換功率極限約束值，防范配電變壓器反向過載，并可利用優(yōu)化算法在極端場景下依然保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
在此基礎(chǔ)上，2024年年底，攻關(guān)團(tuán)隊研制出低壓光儲充柔性自適應(yīng)調(diào)控裝置，實(shí)現(xiàn)即插即用、精準(zhǔn)調(diào)節(jié)功率。該裝置如同一個智能“調(diào)節(jié)閥”，可根據(jù)電網(wǎng)狀態(tài)自動調(diào)節(jié)光伏發(fā)電功率、儲能設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)與充電樁充電功率。依托新型配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)智能云平臺，攻關(guān)團(tuán)隊還研發(fā)了低壓戶用新能源接入智能管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實(shí)時感知與集中調(diào)控海量分散單元，實(shí)現(xiàn)戶用光伏“可觀、可測、可調(diào)、可控”，將局部電壓越限風(fēng)險降低超70%，有效提升配電網(wǎng)的承載力和安全運(yùn)行水平。
新型配電網(wǎng)分布式光儲充集群智能調(diào)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；蛪悍植际焦鈨Τ鋯卧闹悄苷{(diào)控與秒級響應(yīng)，應(yīng)用后使陜西電網(wǎng)配電變壓器反向過載率大幅降低，電壓合格率提升0.6個百分點(diǎn)。
應(yīng)用：覆蓋陜西電網(wǎng)14萬個配電臺區(qū)，效果顯著
配電網(wǎng)低壓末端猶如神經(jīng)末梢，數(shù)量多、分布廣，一旦出現(xiàn)故障，準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)的難度較大，影響供電可靠性。今年，攻關(guān)團(tuán)隊創(chuàng)新融合機(jī)理模型與大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，研發(fā)了“機(jī)理—數(shù)據(jù)”雙驅(qū)動運(yùn)行風(fēng)險感知與故障預(yù)警技術(shù)。該技術(shù)如同給配電網(wǎng)裝上了智能顯微鏡，可將單相接地故障定位準(zhǔn)確率提升至90%，還能幫助相關(guān)人員精準(zhǔn)研判配電設(shè)備老化趨勢，早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)警潛在風(fēng)險。
為應(yīng)對極端天氣等突發(fā)情況對電網(wǎng)造成的沖擊，攻關(guān)團(tuán)隊提出配電網(wǎng)韌性調(diào)度方法，構(gòu)建基于靈活形態(tài)微網(wǎng)群的調(diào)度策略。該方法就像給配電網(wǎng)建立了自適應(yīng)免疫系統(tǒng)，在故障發(fā)生時能快速重組資源、優(yōu)化路徑，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)快速自愈。該技術(shù)應(yīng)用以來，陜西全域平均停電時長從每年11.26小時降至每年3.32小時，供電可靠性和電網(wǎng)韌性顯著提升。
技術(shù)的價值在于應(yīng)用。基于信息物理融合的新型配電網(wǎng)智能感知與數(shù)字調(diào)控成果體系已在陜西電網(wǎng)應(yīng)用，覆蓋陜西電網(wǎng)14萬余個配電臺區(qū)、涉及1600萬戶客戶，在配電設(shè)備狀態(tài)感知、分級負(fù)荷在線監(jiān)測、違規(guī)用電在線辨識、停復(fù)電實(shí)時研判、線損在線計算和分布式光儲充科學(xué)調(diào)控等方面發(fā)揮重要作用。相關(guān)成果還推廣至安徽、新疆電網(wǎng)。
今年8月份，“基于信息物理融合的新型配電網(wǎng)智能感知與數(shù)字調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)”項目獲陜西省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎。
