配電網(wǎng)全過程網(wǎng)格化管理實踐

許國凱，徐展，吳忠

（國網(wǎng)浙江省電力公司衢州供電公司，浙江衢州324000）

配電網(wǎng)全過程網(wǎng)格化管理實踐

許國凱，徐展，吳忠

（國網(wǎng)浙江省電力公司衢州供電公司，浙江衢州324000）

通過在配電網(wǎng)管理中引入網(wǎng)格化管理理念，將衢州配電網(wǎng)合理劃分為12個片區(qū)、167個網(wǎng)格。采用人工和自動統(tǒng)計的手段，將PMS、營銷系統(tǒng)等基礎數(shù)據(jù)一一對應到片區(qū)和網(wǎng)格，建立起完備的片區(qū)、網(wǎng)格臺帳。通過匯集PMS、SCADA、在線監(jiān)測系統(tǒng)、公變終端、用電信息采集系統(tǒng)、智能總保系統(tǒng)等數(shù)據(jù)，對各網(wǎng)格裝備指標、運行指標進行具體分析。對每個網(wǎng)格網(wǎng)架結構進行合理化梳理，直觀刻畫了各網(wǎng)格的現(xiàn)狀和改造需求，并以網(wǎng)格為單位提出了改造項目建議，為后續(xù)配電網(wǎng)精益化管理提供了有益的決策依據(jù)。

配電網(wǎng)；網(wǎng)格化；規(guī)劃；運行；改造

網(wǎng)格化管理是根據(jù)屬地管理、地理布局、現(xiàn)狀管理等原則，將管轄地域劃分成若干網(wǎng)格狀的單元，并對每一網(wǎng)格實施動態(tài)、全方位管理。這是一種數(shù)字化管理模式，具有精細、準確、規(guī)范的優(yōu)點，在市政管理等領域有較好的應用。目前衢州供電公司（以下簡稱衢州公司）已初步具備實現(xiàn)配電網(wǎng)網(wǎng)格化管理的基礎，并在網(wǎng)格劃分、指標分析、規(guī)劃建設等方面進行了有益嘗試。

1 中低壓配電網(wǎng)網(wǎng)格化管理的必要性

1.1 網(wǎng)格化定義

配電網(wǎng)網(wǎng)格化是指按網(wǎng)架現(xiàn)狀、負荷分布、地理分界等實際情況，將復雜的配電網(wǎng)劃分為多個相對獨立的網(wǎng)格，并采用若干組標準接線對每一個網(wǎng)格直接、獨立供電。

1.2 網(wǎng)格化管理

（1）有助于提高供電可靠性。由于采用分區(qū)供電，當供電區(qū)域出現(xiàn)問題時，工作人員能夠快速定位故障位置并及時對電力事故進行處理。一般情況下，配電網(wǎng)網(wǎng)格采用的是雙回路供電，當一個區(qū)域停電檢修時，工作人員只需在電源入口處做好安全措施，就不會發(fā)生電力安全事故，能夠滿足電力安全規(guī)范和高效檢修的需要。

（2）有助于提高調度靈活性。由于每個網(wǎng)格均采用雙環(huán)網(wǎng)或單環(huán)網(wǎng)供電，且杜絕了跨網(wǎng)格供電，結構清晰可靠。因此調度安排檢修時，無需過多考慮負荷倒送途徑，可立即確定臨時運行方式、安排倒送負荷。

（3）有助于提高精益化管理水平。對配電網(wǎng)進行逐一網(wǎng)格化分析，對其他配電網(wǎng)精益化管理大有裨益：如可直觀獲知某一區(qū)塊配電網(wǎng)裝備和運行指標現(xiàn)狀，有助于投資決策；又如在發(fā)生停電時，可立即查明哪一塊地理區(qū)域受到影響。

2 中低壓配電網(wǎng)網(wǎng)格基礎數(shù)據(jù)

2.1 配電網(wǎng)網(wǎng)格化劃分原則

合理、清晰地劃分配電網(wǎng)網(wǎng)格，是開展網(wǎng)格化管理的基礎，有利于現(xiàn)狀分析和后續(xù)的建設運行，為此需要遵守以下原則：

（1）網(wǎng)格一般以道路、水網(wǎng)、山脈、行政邊界等為分界，同時結合市政規(guī)劃，一般同一類型用電負荷歸為一個網(wǎng)格。

（2）網(wǎng)格劃分需根據(jù)區(qū)塊遠景年負荷預測合理切分大小。

（3）網(wǎng)格劃分地理范圍要考慮中壓線路供電半徑的合理性。

（4）一般城區(qū)考慮雙環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)供一個網(wǎng)格，農村考慮一個變電站或一個鄉(xiāng)鎮(zhèn)為一個網(wǎng)格。

根據(jù)上述原則，衢州公司將市轄區(qū)配電網(wǎng)劃分為12個片區(qū)、167個網(wǎng)格。其中，片區(qū)劃分見圖1，典型片區(qū)如西區(qū)片區(qū)網(wǎng)格分布見圖2。

圖1 衢州配電網(wǎng)片區(qū)劃分

2.2 確定設備所屬網(wǎng)格

確定各網(wǎng)格地理劃分后，為完成網(wǎng)格裝備、運行指標分析，需確定各類設備所屬網(wǎng)格。由于目前各信息系統(tǒng)沒有片區(qū)、網(wǎng)格的概念，因此需要研究合理的方法確定設備網(wǎng)格，具體內容如圖3所示，包括：

圖2 西區(qū)片區(qū)網(wǎng)格劃分

（1）中壓線路（包括主線和支線）：由于各網(wǎng)格的目標網(wǎng)架均為清晰的雙環(huán)網(wǎng)或單環(huán)網(wǎng)供電，網(wǎng)格對應線路需逐條人工梳理。

（2）公用變壓器：完全根據(jù)地理劃分確定具體公用變壓器（以下簡稱公變）對應的網(wǎng)格，可采用GIS（地理信息系統(tǒng)）的多邊形框選功能選擇某一網(wǎng)格設備并導出公變清單。

（3）低壓動力和居民用戶：確定網(wǎng)格下屬的中壓線路、臺區(qū)后，還需要收集相應的低壓數(shù)據(jù)，主要是具體臺區(qū)低壓用戶數(shù)等。此項數(shù)據(jù)主要是根據(jù)營配貫通平臺內的生產系統(tǒng)公變與營銷系統(tǒng)低壓臺區(qū)對應關系，確定營銷系統(tǒng)低壓臺區(qū)所屬網(wǎng)格。

圖3 設備網(wǎng)格劃分關系

2.3 根據(jù)網(wǎng)格匯集臺帳信息和運行數(shù)據(jù)

2.3.1 臺帳信息

中壓主線、支線、配電變壓器（以下簡稱配變）等設備的基本臺帳數(shù)據(jù)均可從PMS（生產管理系統(tǒng)）中直接導出，但由于各種限制，還有部分數(shù)據(jù)需人工匯總，包括：中壓線路的供電半徑，多分段線路各分段的導線型號、線徑等數(shù)據(jù)；配電變壓器所屬配電房的總容量等數(shù)據(jù)；低壓臺區(qū)接地方式，分路低壓出線供電半徑，分段情況和戶聯(lián)線等數(shù)據(jù)。

2.3.2 運行數(shù)據(jù)

經過多年建設，浙江省電力公司已建成一套覆蓋高、中、低壓的在線監(jiān)測系統(tǒng)，可以很好地監(jiān)測配電網(wǎng)網(wǎng)絡和設備的運行狀況，及時發(fā)現(xiàn)異常或故障，網(wǎng)格化分析所需運行數(shù)據(jù)主要涉及6套信息系統(tǒng)，詳見表1。

表1 運行數(shù)據(jù)來源

（1）中壓線路停電情況。統(tǒng)計中壓線路主線和支線的故障停電、計劃停電情況，衢州公司自2015年開始，每周匯總各運行單位主線和支線停電清單，同時安排專人根據(jù)公變系統(tǒng)、在線監(jiān)測系統(tǒng)對清單準確性進行校核，確保數(shù)據(jù)準確。

（2）故障工單下派情況。95598系統(tǒng)下派的搶修工單數(shù)也是反映一個網(wǎng)格供電可靠性和供電質量的重要指標，但由于目前搶修系統(tǒng)暫無關聯(lián)設備的信息，更沒有片區(qū)、臺區(qū)的信息，因此只能要求搶修人員在回復工單時填入搶修工單所屬臺區(qū)名稱，以此為據(jù)分片區(qū)、網(wǎng)格統(tǒng)計工單下派情況。

（3）線路負載情況。從SCADA系統(tǒng)中獲取線路負載情況，包括最大負載等。

（4）公變負載情況。公變負債率可從智能配變監(jiān)控系統(tǒng)中導出，考慮到配變由于經常安排增容、布點工程，變動較快，因此將上一年7—8月最高負荷除以當前容量得到配變的最高負載率。

（5）臺區(qū)低電壓情況。臺區(qū)低電壓情況可以通過智能配變監(jiān)控系統(tǒng)導出，以臺區(qū)低電壓預警發(fā)生次數(shù)評價臺區(qū)低電壓的嚴重程度。

（6）用戶低電壓情況。用戶低電壓情況通過裝設于用戶表計側的采集裝置采集，每日7∶00—8∶00及19∶00—20∶00采集典型用戶的電壓數(shù)據(jù)，低于198 V時即生成預警信息。

（7）低壓線路運行情況。主要通過低壓智能總保檢測到的閉鎖、頻繁跳閘、頻繁剩余電流告警3種異常評價農村TT接線臺區(qū)低壓運行情況。

3 中低壓配電網(wǎng)網(wǎng)格化現(xiàn)狀分析

在完成網(wǎng)格劃分、臺帳信息梳理、運行數(shù)據(jù)匯總后，通過合理的指標體系評價各網(wǎng)格裝備水平和運行情況。同時可以直接在網(wǎng)格圖上通過顏色、數(shù)據(jù)等直觀體現(xiàn)分析結論。以下舉例分析幾項典型裝備及其運行指標。

3.1 裝備指標分析

（1）中壓架空線路絕緣化率。

經分析，目前衢州公司中壓架空線路絕緣化率指標南北部農網(wǎng)較低，城郊稍高，老城區(qū)、開發(fā)區(qū)絕緣化率較高，詳見表2。

表2 中壓架空線路絕緣化率分布

（2）戶均容量。

戶均容量為每一臺區(qū)公變總容量除以相應低壓用戶數(shù)。目前衢州公司戶均容量為2.68 kVA，具體分布與中壓架空線路絕緣化率類似（詳見表3），但值得注意的是東拓片區(qū)由于目前還未完全開發(fā)，處于征地狀態(tài)，因此戶均容量暫時較低。

表3 戶均容量分布

（3）低壓絕緣化率。

全市低壓絕緣化率為62.4%，各片區(qū)均在50%以上（詳見表4）。相比之下，南北部農網(wǎng)低壓絕緣化率較低，城區(qū)及郊區(qū)絕緣化率較高。

表4 低壓絕緣化率分布

3.2 運行指標分析

（1）線路停電情況。

有多種指標能反映一個網(wǎng)格的停電情況，選取出現(xiàn)2次及以上故障停電來說明一個網(wǎng)格中壓網(wǎng)絡堅強與否。衢州公司南北部農網(wǎng)出現(xiàn)2次及以上故障的線路較多，其他幾個片區(qū)也有1—3條，詳見表5。

表5 各網(wǎng)格頻繁停電線路分布

（2）故障報修情況。

故障工單率是2016年配電精益化指標中權重最大的指標之一，其定義是故障工單數(shù)除以低壓用戶數(shù)。衢州公司此項指標分布與裝備水平指標、其他運行指標相反，故障報修主要集中在城區(qū)及郊區(qū)，詳見表6。

表6 每萬戶工單數(shù)分布

（3）配變重過載情況。

衢州公司在2015年7—8月出現(xiàn)過重過載預警的配變，占比較高的片區(qū)為北部、南部農網(wǎng)及衢江新城，詳見表7。

表7 配變重過載分布

3.3 指標特點分析

衢州供電公司目前指標特點是南北部農網(wǎng)裝備水平較為落后，市區(qū)、郊區(qū)相對較高，導致南北部農網(wǎng)中低壓設備故障率也相對較高。但故障報修率反而是城區(qū)遠高于農村地區(qū)，主要原因有：由于城區(qū)人口密集，發(fā)生故障影響人數(shù)較多；城區(qū)居民對用電質量要求高；城區(qū)很多表后故障也撥打95598進行報修。

4 中低壓配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃建設

在完成各網(wǎng)格裝備及運行指標分析后，需制定各網(wǎng)格目標網(wǎng)架規(guī)劃，與以往的規(guī)劃工作相比，需要特別注意以下幾方面：

4.1 清晰目標網(wǎng)架

目前，衢州配電網(wǎng)存在聯(lián)絡復雜、運行難度高的問題，一方面是由于在以往的設計工作中，往往認為聯(lián)絡越多越好，另一方面是在建設過程中受限于實施難度，很多時候簡單搭接在方便接入的環(huán)網(wǎng)站上。由此，導致運方調整困難很大，部分線路聯(lián)絡雖多，但卻難以有效轉供負荷，在安全運行上存在極大隱患。為此，在分網(wǎng)格制定目標網(wǎng)架規(guī)劃時，明確了以下原則：

（1）同一個網(wǎng)格供電中壓線路，城區(qū)一般為雙環(huán)網(wǎng)，郊區(qū)為異站聯(lián)絡單環(huán)網(wǎng)，農村可采用同站聯(lián)絡單環(huán)網(wǎng)。供應一個網(wǎng)格的線路，不得供應其他網(wǎng)格負荷。

（2）不必要的聯(lián)絡，特別是和其他網(wǎng)格主供線路間聯(lián)絡需逐步拆除。

（3）在實現(xiàn)目標網(wǎng)架的過程中，視網(wǎng)架、負荷發(fā)展等實際情況合理確定過渡方案。

根據(jù)上述原則，衢州公司已完成所有網(wǎng)格目標網(wǎng)架規(guī)劃和過渡方案的制定，典型網(wǎng)絡調整方案如圖4、圖5所示。

圖4 某網(wǎng)格網(wǎng)架現(xiàn)狀拓撲

圖5 某網(wǎng)目標網(wǎng)架拓撲

4.2 提升網(wǎng)格裝備指標

根據(jù)國網(wǎng)公司相關技術要求，配電網(wǎng)需要在若干裝備指標方面逐步提升，而浙江省電力公司在三年行動計劃中還提出了具體的要求，包括了絕緣化率、平均供電半徑、平均分段數(shù)、線路重載率、聯(lián)絡率、配變重超載率、居民戶均容量、低壓線路裝備水平等指標。

根據(jù)上述要求，結合各網(wǎng)格指標現(xiàn)狀，制定后續(xù)指標提升規(guī)劃目標，可以很清晰方便地統(tǒng)計分網(wǎng)格、整體網(wǎng)架的指標現(xiàn)狀和提升目標，便于決策。表8為高新片區(qū)GX-18網(wǎng)格現(xiàn)狀和目標網(wǎng)架指標對比。

表8 某網(wǎng)格指標現(xiàn)狀與目標對比表

4.3 以網(wǎng)格為單位確定項目，合理安排建設時序

在配電網(wǎng)項目立項過程中存在高低壓項目脫節(jié)、打捆項目包規(guī)模過大的問題，帶來了重復停電、項目延遲送電、管控難度大、效益不高等弊端。

在完成各網(wǎng)格目標網(wǎng)架制定后，以網(wǎng)格為單位確定改造計劃，原則上是一個網(wǎng)格一次性建設到位。可清晰了解每個網(wǎng)格投資規(guī)模、指標提升情況，極大提升投資效益，同時避免頻繁停電、項目不配套等項目管理難題。

在安排各網(wǎng)格建設時序時，應考慮配合市政規(guī)劃的需要，以網(wǎng)格裝備和運行指標為依據(jù)對建設緊迫性進行排序，同時考慮新能源接入和增供擴銷的需求。

5 結語

國網(wǎng)衢州公司完成了全市配電網(wǎng)片區(qū)、網(wǎng)格的合理劃分和規(guī)劃，同時完成了全部中低壓設備和片區(qū)、網(wǎng)格的對應。在此基礎上匯集了基礎臺帳數(shù)據(jù)和運行數(shù)據(jù)，完成了各網(wǎng)格裝備指標和運行指標分析，通過圖形化的方式直觀展示了衢州分片區(qū)、分網(wǎng)格指標現(xiàn)狀。對各網(wǎng)格網(wǎng)架進行了重新梳理，制定了結構清晰的目標網(wǎng)架規(guī)劃，同時以指標分析結果為依據(jù)對項目建議進行了合理排序，為衢州配電網(wǎng)改造有序實施、裝備水平和運行水平整體提升做出有益嘗試。

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（本文編輯：方明霞）

Practice on Whole Process Grid Management of Distribution Network

XU Guokai，XU Zhan，WU Zhong
（State Grid Quzhou Power Supply Company，Quzhou Zhejiang 324000，China）

By introduction of grid management of distribution networks，Quzhou distribution networks are divided into 12 areas and 167 grids.Through manual and automatic statistics，data of PMS，marketing system are mapped into the areas and grids to establish complete accounts.By collection of data of PMS，SCADA，online monitoring system，public transformer terminal，power consumption information acquisition system，intelligent overall security system，equipment index and operation index in each grid are analyzed.This paper reasonably sorts out the framework of every grid and intuitively describes status and transformation demand of the grids；besides，it presents the transformation project based on the grid as a unit to provide beneficial decision-making basis for lean management of distribution networks.

distribution network；grid；planning；operation；transformation

10.19585/j.zjdl.201706009

1007-1881（2017）06-0039-05

TM727

B

2017-03-15

許國凱（1978），男，高級技師，從事配電網(wǎng)管理工作。