基于能源互聯網的智能配電網精益化管理體系研究

林 琳，劉 博，林祺蓉，劉紅霞，王俏俏

（國網山東省電力公司濟南供電公司，山東 濟南 250012）

基于能源互聯網的智能配電網精益化管理體系研究

林 琳，劉 博，林祺蓉，劉紅霞，王俏俏

（國網山東省電力公司濟南供電公司，山東 濟南 250012）

社會發展對電力可靠性的需求日漸增加，過去濟南地區配電網停電多、供電質量有待完善，客戶滿意度有待提升。通過分析原有配電網管理模式弊端，從配電網規劃、設計、建設、運行管理、主動搶修等各個流程采取措施，實現了配網全過程動態管控，變“被動配網”為“主動配網”，減少故障處理時間，降低電量損失，提升客戶滿意度，全面提升濟南地區配電網安全穩定運行水平和供電企業品牌社會影響力。

能源互聯網；智能配電網；清潔能源

0 引言

2009年以來，山東大力推進山東半島藍色經濟區、黃河三角洲高效生態經濟區、省會都市圈和魯南城市帶（簡稱“兩區一圈一帶”）發展戰略，成為助推全省經濟提質增效和持續健康發展的重要動力［1］。山東“兩區一圈一帶”區域戰略目標的提出為濟南市經濟社會發展開拓了廣闊的前景，同時對電力發展提出了剛性需求，需要加快建設世界一流水平的配電網，構成省會地區安全、經濟、穩定、清潔、可持續的能源供應體系。

社會的發展對電力可靠性的需求日漸增加，電力客戶對供電質量從 “有電可用”—“供電穩定”—“高質量供電”的需求不斷提升，既要保證客戶供電穩定、可靠，也要保障在發生故障時能及時、快速處理，恢復正常供電。

通過基于“能源互聯網”理論的配電網精益化管理體系構建，優化配電網的網架結構，搭建有利于分布式電源并網及管理的有效平臺，重構配電網應急搶修指揮體系，從而使配電網的多元負荷接待能力、供電能力和故障后快速恢復能力得到明顯提升，供電企業電力供應可靠性、優質服務能力得到進一步提升。

1 配電網管理現狀

配電網前期規劃缺少有效指導。目前配電網規劃主要依靠對未來城區及負荷的區域性預測，未能充分考慮目前電網存在的部分問題，如方式調整不靈活、存在局部線路重載造成輸電受阻等。

對分布式電源等運行管理缺乏有效手段。分布式電源作為新生事物，國內目前對其采用業擴工程管理兼用發電廠管理的混合型模式，無法同時滿足發電需求和電網安全運行需要。

配網停電時間長，與客戶缺少互動。一是故障停電時間長；二是因設備檢修、改造等正常工作導致的停電時間長，且部分線路存在重復停電情況；三是原有的配電網采用由上至下的管理模式，由電網側直接進行調控，客戶側單一接收執行命令，無法與電網側形成互動式交流。

配網調控搶修指揮流程運轉不暢。配電故障搶修缺乏一體化的生產搶修信息支撐，在互相銜接、互動推進方面存在管理上的壁壘，容易造成故障獲悉不及時、搶修流程運轉不流暢，難以形成協同聯動、搶修指揮的有機結合，平均故障搶修時間高達2 h，大大影響供電可靠性。

2 改進措施及效果

2.1 網架調整

對不滿足“N-1”要求的線路，充分利用現有設備資源進行網架調整，通過完善與其他線路的聯絡，向“N-1”網架過渡和發展。主干線設2～3個自動化分段開關，將線路分成3～4段，每段負荷盡量均衡。對負荷分布不均勻、分段點設置不夠、聯絡點設置不合理的環網線路進行優化。輕載線路在不降低可靠性的前提下，考慮與相鄰線路合并，提高設備利用率。采用層次分析法對配網安全性、可靠性、經濟性、適應性、協調性五大類共67項指標進行綜合分析，全面評估配電網運行水平和供電能力，對得分90分以下的重新規劃，濟南城市配電網評估系統如圖1所示。

圖1 濟南城市配電網評估系統

規劃時重點梳理配電網網架薄弱問題，通過合理安排配網智能化改造中設備安裝位置，完善網架結構，徹底解決運行方式調整不靈活、局部線路重載造成輸電受阻等問題。同步開展配電網規劃和農網、通信網、電網智能化等專項規劃，全面覆蓋存量與新增配電業務；堅持輸配電網、城鄉電網、一次二次、近期遠期之間相互銜接，協調發展。開展供電設施布局規劃，確保電網發展與地方規劃有效銜接，合理布局、提前預留站址和廊道資源；構建強簡有序、標準統一的網絡結構，提高故障自愈和信息交互能力，保障可靠供電。

2.2 配電自動化改造

將故障由人工處置改為系統自動處理，節約停電時間。建設并投運配電自動化系統，完善系統配置，實現配電網監視與故障處理。在發生配網停電故障后，由系統自動判定故障區段，遙控隔離故障。改變原有故障處理模式由人工排查、人工赴現場隔離故障導致故障停電時間長的缺陷，避免配網掉閘時全線尋障、接地時逐段試拉導致事故處理時間過長的問題。濟南配電自動化系統如圖2所示。

圖2 濟南配電自動化系統

加強配電網設備遠程集中管理。制定《信息接入管理規定》，強化接入流程管理，明確一次圖模導入方式、信息接入和調試傳動流程，通過信息交互接口，提升圖模維護簡便性和數據準確性。每天進行終端通信狀態批量統計分析，將通信中斷、蓄電池欠壓設備及時反饋配電運維管理部門。對通信頻繁中斷的設備，提供通信趨勢圖，輔助促進消缺工作，避免因通信中斷或蓄電池不足導致線路事故時實時信息無法上送、遙控失敗。通信狀態集中監視系統如圖3所示，蓄電池狀態監視如圖4所示。

圖3 通信狀態集中監視

圖4 蓄電池狀態監視

2.3 調控搶修一體化

建設配網搶修指揮平臺，進行“調控搶修一體化管理”。成立配網搶修指揮中心，與配網調控業務集中在一個作業平臺。原有配網搶修指揮業務與配網調控人員分屬不同部門，配網故障信息傳遞層級多、搶修業務溝通不暢。將配網搶修指揮業務從原區調分離，配網搶修指揮中心和配網調控中心統一納入地區調控中心管理，集中在同一作業區域，實施集約化辦公，實現指揮、搶修、調控一體化管理。故障發生時，配網調度員和搶修指揮中心人員共同進行故障研判，及時掌握故障線路、故障區段、停電用戶信息，提升搶修指揮的準確性，解決了原有管理模式中故障排查和搶修指揮的盲目性。

創新“一搶三優”原則，實現搶修工單一次性派發成功。“一搶三優”原則，即“優先考慮緊急程度、優先考慮搶修距離、優先考慮搶修能力，實現搶修工單一次性派發成功”。根據故障點位置，安排距離故障點最近的人員及車輛進行故障搶修，最大限度縮短到達現場的時間。開展現場作業標準化管理，制定標準化作業指導卡，有效杜絕操作錯項、漏項等造成的搶修時間延長，提升現場作業效率。

創新制作“搶修包”，減少搶修準備工作時間。搶修資源標準化管理，將搶修物資、搶修人員等資源納入標準化管理，做到搶修資源有據可查，搶修實力有據可依，為合理安排搶修隊伍、快速實施配網故障報修提供了資源保證。為避免搶修時發生因備品備件不充足造成故障搶修時間拖延，按照配網故障類型不同提前組織搶修所需工具材料做成“搶修包”。在配網搶修指揮分配工作任務后，按照工作任務直接取用，減少搶修準備工作時間。

搶修指揮流程化管理，實現可視化動態搶修。故障發生后，借助多媒體互動技術全景展現故障跳閘區間、故障線路信息及故障所影響的高低壓用戶數及停電設備數，判斷故障原因，實現對故障點定位。配網生產搶修指揮平臺構架如圖5所示。

通過集成視頻監控可視化和對搶修資源的調配與實時跟蹤，加強搶修過程的風險管控和優化搶修資源的合理調配，將相關視頻設備及PDA終端與搶修車輛、搶修人員綁定，現場人員實施反饋故障搶修狀況，指揮中心人員能夠實時指揮搶修任務，了解搶修現場狀況，全局調度，實現搶修指揮的科學閉環管理。

2.4 搭建新能源并網通道

支持分布式電源的大量接入是主動配電網的重要特征，主動配電網是將包括發電機、負載和儲能裝置在內的分布式資源進行組合控制的系統［2-4］；配電運行人員能夠應用靈活的網絡拓撲調整潮流的分布；分布式資源可以根據適當的監管政策以及用戶接入協議，向系統提供一定程度的輔助服務支撐。通過建設智能配電網管理系統，實現電源、電網、負荷三者間相互匹配、適應，提升電網及用戶供電可靠性。

2.5 實施效果

基于能源互聯網的智能配電網精益化管理體系充分發揮了配電自動化系統的自愈控制技術及配網搶修指揮平臺的主動式搶修能力，異常、故障處理時間縮短30%，配網故障排查時間由1.5 h降為90 s，故障處理和供電恢復時間由3.5 h降為1 h，因故障停電造成的電量損失由月均725 950 kWh降至95 820 kWh，下降了86.8%。依據2016年1月1日起在全省范圍內試行的居民生活用電峰谷分時電價政策，第3檔峰段電價為0.876 9元/kWh，按減少停電損失進行計算，月均經濟效益達55.2萬元，累計經濟效益達993.6萬元，取得了明顯的經濟效益和社會效益。

圖5 配網生產搶修指揮平臺

3 結語

以能源互聯網雙向信息流為理念，以分布式電源、主動搶修為手段，以減少對社會造成的影響為目的，依照管理需要科學規劃配電網網架結構，實施配電自動化設備的改造，重構配電網搶修體系，推進源網荷友好互動，從而實現配網全過程、全透明、可視化監控，為電網調控、設備運維和管理提供了有力支撐，實現了可靠、優質、高效的電力供應，為今后配電網的發展和管理進行了實踐性探索。

［1］胡金焱，劉險峰，李永平.“兩區、一圈、一帶”戰略深入實施及區域協調發展研究—基于山東省金融發展戰略視角［J］.金融發展研究，2015（6）：37-44.

［2］劉廣一，黃仁樂．主動配電網的運行控制技術 ［J］．供用電，2014，31（1）：30-32.

［3］范明天，張祖平，蘇傲雪，等．主動配電系統可行技術的研究［J］．中國電機工程學報，2013，33（22）：12-18．

［4］尤毅，劉東，于文鵬，等．主動配電網技術及其進展［J］．電力系統自動化，2012，36（18）：10-16.

Research on L ean M anagement S ystem of Intelligent Distribution Network Based on Energy Internet

LIN Lin，LIU Bo，LIN Qirong，LIU Hongxia，WANG Qiaoqiao
（State Grid Jinan Power Supply Company，Jinan 250012，China）

With the development of society，the demand for power reliability is increasing.In the past，there are many power outages in Jinan area，and the quality of power supply needs to be improved.Through the analysis of the originalmanagement mode of the distribution network problems，from the distribution network planning，design，construction，operation management，repair and other processes to take active measures to realize the dynamic control of the whole process of distribution，change“passive distribution”to“active network”，reducing downtime and power loss.This would improve customer satisfaction and enhance the safety and stable operation of the power supply and promote the enterprise brand level and social influence in Jinan area.

energy internet；intelligent distribution network；clean energy

TM73

：B

：1007－9904（2017）08－0045－04

2017-02-28

林 琳（1987），女，工程師，從事電網調度自動化系統運行管理工作；

劉 博（1987），男，工程師，從事電網調度運行管理工作；

林祺蓉（1972），女，高級工程師，從事電網調度運行管理工作；

劉紅霞（1985），女，工程師，從事電網調度自動化系統運行管理工作；

王俏俏（1984），女，高級工程師，從事電網調度自動化系統運行管理工作。