電力企業構建智能電網強化運行管控策略的分析

■內蒙古電力（集團）有限責任公司巴彥淖爾電業局 張瑞平 杜錦昉

巴彥淖爾電網目前有火電、水電、風電、光伏等多種電力能源輸入，伴隨著能源清潔低碳轉型，節能減排、可持續發展已成為電力行業實現轉型發展的核心驅動力，巴彥淖爾電業局為推動企業轉型升級，建設堅強、安全、優質、經濟、綠色、高效電網，綜合考慮電力分配負荷密度、供電路徑、保護的配合，牢牢把握大量新能源的接入和互聯網高速發展對電網帶來的影響，圍繞“平安巴電、數字巴電”戰略工程目標，不斷提高電網控制的智能化水平，增強電網的綜合能源服務水平。

巴彥淖爾電網運行現狀

巴彥淖爾地區已形成河套—德嶺山—春坤山，河套—祥泰—千里山，德嶺山—巴中“一橫一縱一分支”的500 kV主網架結構。“十三五”期間，隨著500 kV坤德二線、德河二線投用，根據電網結構、運行方式和電源、負荷分布特點，巴彥淖爾電網解環分區運行，形成以德嶺山、河套—祥泰、梅力更500 kV變電站為依托的三個結構完善的220 kV供電區，通過500 kV、220 kV、110 kV、35 kV、10 kV、6 kV、0.4 kV 7個電壓等級向全市供電，同時向北對蒙古國銅礦開展跨國供電業務。

當前“碳達峰、碳中和”加速向新能源轉型，同時也帶來了發電、儲能以及用電的新挑戰。從發電來看，從集中式向分布式演進，發電系統更靠近用戶，由過去的純用電用戶，發展為具備自發電的能力，這樣就產生了更多的雙向能源節點，地區電網目前已有分散式家庭發電791戶，總容量47.77 MW，并呈上升趨勢，每月均有新用戶接入，電力網具備了網絡特征。儲能方面，以新能源為主體的發電，均需具備儲能的緩沖池，這使得供電網絡更加復雜。為實現低成本、零碳排放的新能源大規模儲能，亟待通過智能調度，最大限度利用綠電。而隨著智慧城市建設，電動汽車充電樁、住宅、建筑、工廠等能源管理系統逐步應用，構建智慧的能源電網勢在必行。

企業推進構建智能電網強化運行管控的策略實施

夯實電網風險管控，保障電網安全運行

結合地方經濟社會發展，科學研判負荷增長趨勢，“十三五”期間巴彥淖爾電網年均負荷增速為3.0%，預計“十四五”期間巴彥淖爾電網年均負荷增速達到5.8%。

超前布局電網規劃，推動智能電網建設與智慧城市規劃融合共進。根據輸變電設備停電檢修計劃，全面梳理電網運行風險，精準分析電網薄弱環節，動態開展消缺技改、大修項目儲備，依托“十四五”電網發展規劃，城區以提高可靠性為主，合理安排新建聯絡、絕緣化改造、配電自動化等工程；農村地區以提高農牧民用電質量為主，有序推進“卡脖子”、優化中低壓供電半徑等工程；新能源送出受阻的區域，河套供電區積極推進風電匯聚站的升壓運行，德嶺山供電區增加運行主變，最大限度促進新能源消納。通過“消除安全隱患”“提高可靠性”和“提高新能源消納”等8個類別專項改造工程，加快網架結構完善、重載線路治理，提升電網風險抵御能力。

動態開展電網運行風險評估、定級，及時發布電網運行風險預警，對各級電網運行風險進行管控，在電網運行方式安排中，按照“全面評估、先降后控”的風險控制原則，強化電網運行安全風險管控，強化輸變電工程施工安全風險管控，強化生產作業現場安全風險管控。保障電網風險可控、在控，保證電網安全穩定運行。

強化電網智能控制，構建智慧能源電網

在確保電網安全穩定運行的前提下，企業從抓好主網穩定管理、加強電網運行管理、擴展多元化延伸服務3個方面入手，不斷加強電網智能管控和提升需求側用電體驗。

一是梳理母線、同桿線路故障分析結論，結合生產檢修，將《穩定導則》的新要求有效落實到具體工作，采取“逢停必算，一停一案”的原則，主動做好安全穩定控制系統的計算分析，完成各種方式的安全校核，不斷夯實電網穩定管理與運行控制。

二是推進綜合停電精益化管理，按照“六優先、九結合”的原則，統籌安排電網計劃檢修，積極應用移動變電站轉帶重要負荷，預安排停電時間大幅降低，并加強配網帶電作業“三全能力”建設，2020年完成配網帶電作業1752次，同比增長65.9%，配電用戶重復停電比例同比下降30.55%。

三是扎實開展低電壓治理工作，通過調節系統電壓、加裝無功補償裝置等措施，解決低壓線路77條、低壓臺區42個、低壓用戶5856戶，不斷提高用戶用電質量。

四是推行線路狀態調度和網絡下令，拓展程序化操作應用，強化斷面潮流運行管控，提升電網調控運行應急能力。

五是積極推進無人機、帶電檢測、機器人、在線監測等智能運檢技術應用，拓展設備數據收集途徑，實現電網設備分析預警和全景可視，提高電網風險感知能力。

六是將互聯網作為平臺打造多元化延伸服務，構建“互聯網+客戶”的服務模式，即通過微信公眾平臺、95598客服電話、蒙電E家App等網絡渠道開展咨詢服務、網絡營銷和用能服務，方便廣大用戶直接在網上辦理相關業務。

七是優化網上服務類型和服務內容，通過掃碼辦電、一鍵預約、客戶經理制等特色功能，不斷提升用戶的用電體驗，通過城鎮網格化服務，實現線上線下業務的無縫銜接。

八是不斷提升綜合能源服務水平，迄今為止，由企業參與建設的充電樁就超過了15個，并力求在不久的將來打造密度大、輻射范圍廣的綠色充電服務網絡，更好的方便城市居民綠色出行，構筑巴彥淖爾市智慧充電網體系。

隱患排查設備改造，提高設備管理質效

深入開展技術監督預警工作，落實34項全過程技術監督精益化管理實施細則，對輸、變、配等10個專業進行技術督查。有序推進繼電保護定值、安全自動裝置、五防閉鎖裝置、開關柜凝露等7項設備隱患排查治理工作，完成5829臺（組）輸變電設備狀態檢修預評價工作，發現異常狀態設備7臺（組），電網設備狀態檢修成效顯著。開展二次裝置操作系統專項治理，完成22套Windows操作系統和44套VxWorks操作系統二次裝置改造，設備運行水平明顯提高。

為徹底解決地區網內3座變電站4臺變壓器繞組抗短路能力不足問題，統籌考慮經濟技術指標，按照輕重緩急分層實施的原則，遵照徹底更換、返廠加固改造、加裝限流電抗器及監視運行等方式結合實施，保證一次設備運行安全，全力提升設備精益管理。同時，為解決強迫油循環變壓器冷卻面積小，變壓器空載損耗所產生的熱量散出受阻，油流速而導致油流帶電引起主變內部放電等變壓器運行風險，對地區電網采用強迫油循環的11座變電站16臺變壓器進行冷卻系統改造，重新設計冷卻系統控制箱，油路中去掉潛油泵從而根除了強油循環的弊端，保障變壓器安全可靠運行，提高設備管理質效。

完善電網智能化建設，強化電網自愈效能

近年來，地區電網規模不斷升級發展，110 kV及以下配電網智能化建設和應用水平大幅提高，備用電源自投裝置在巴彥淖爾電網中得到廣泛應用。從最初的短路電流超標的5座城區主要供電變電站分段備自投的應用，到彌補具備雙電源進線無分段開關的變電站110 kV進線備自投的使用，再到解決由于不滿足保護整定規程要求，長期解環運行存在六級電網風險的三角負荷環遠方備自投的推廣，以及常規變電站自適應備自投，容載比高的廠站變壓器備自投的不斷完善，備用電源自投裝置對提升地區電網自愈能力的發揮著積極作用。

隨著配電自動化系統的建設，地區配電網通過集中調控方式實現配網饋線自動化。當配電線路發生故障時，系統根據從配電主站和配電終端等獲取的故障相關信息進行故障判斷與定位、隔離和非故障區域恢復供電，自愈配電網。充分發揮配電網的主動預防、自我恢復能力，快速而準確地隔離故障區域，助力分布式發電、儲能與微網的并網與優化運行。

不停電倒負荷技術推廣，提升配網供電能力

隨著地區城農網改造力度和配網行動計劃的深入建設，配網結構日臻完善。現階段配網在預檢預試、新設備接入，檢修維護、事故缺陷處理時，倒負荷大多采用“先斷后合”的操作方式。國資委對供電可靠性指標考核越來越嚴，蒙西電網城市用戶系統平均停電時間時戶數指標逐年下降。巴彥淖爾電業局積極轉變工作思路，對配電網運行情況進行調查統計，截至2020年12月底，全網10 kV配電線路總計651條，其中城區線路179條是涉及城市用戶系統平均停電時間戶數指標，具備互聯“手拉手”條件的151條，互聯轉帶率為84.4%。通過梳理地區配電網10 kV合解電磁環不停電倒負荷的6種運行方式，合理選擇合環片區，采集電網實際運行數據，進行案例計算和分析，依據計算結果，制定10 kV合環轉電工作策略，首次在蒙西電網進行10 kV合環轉電成功，并進行理論仿真和試驗數據比對，總結計算與試驗控制風險注意事項，助推不停電倒負荷在地區配電網廣泛應用。隨著配電網不停電倒負荷技術在地區電網推廣應用，大幅縮短地區配電網停電時間，減少運維人員操作工作量，降低操作風險，實現了生產管理的提檔升級。

筑牢網源協調管理，全力推動新能源消納

在“雙碳”目標引領下，內蒙古地區新能源發電的發展建設速度將會加速，預計到2025年，地區并網新能源裝機將由5181.45 MW增加至7042.02 MW，占比由69.13%提升到84.28%。新能源的大規模、高比例接入，既是能源結構優化的外部約束，也是向能源互聯網轉型升級發展的內在需求。電力系統的社會角色和功能需求在發生變化，企業在統籌處理好近期與遠期、安全與發展、低碳與高效等關系的基礎上，深入研究現代電力系統，推進源網荷儲協同發展。

一是合理規劃新能源發展規模、布局和時序，推動新能源規劃與智能電網發展相適應，不斷優化網架結構，力促新能源消納。

二是規范新能源場站涉網保護整定的技術原則和安全自動裝置的配置要求，切實保障新能源企業入網安全。

三是常態化開展新能源企業涉網安全和電力監控系統網絡安全“全覆蓋”檢查工作，不斷加強涉網安全技術監督，提高電力系統整體運行效率。

四是按照電網逆調壓原則，分負荷時段、有針對性地制定新能源場站AVC電壓調整曲線，制定《自動電壓控制（AVC）系統運行管理規定》，規范AVC填庫流程并設計AVC填庫模板。自主對AVC系統閉鎖條件進行梳理，規范限定條件，充分保證AVC控制安全。

五是將地區電網所有新能源場站的AVC、SVG等無功補償設備納入地調許可范圍，全面管控涉網新能源電壓調整和涉網變電站的電能質量。多措并舉保障和促進新能源電力消納和入網安全，引導和保障高比例新能源電力系統的健康發展。

企業始終將安全第一的理念貫穿生產經營管理全過程，在統籌好安全與發展的基礎上，通過風險預警與梳理，構建堅強骨干網架，夯實電網運行安全。加強主網穩定管理、電網運行管理、用戶側服務管理，推動電網向能源互聯網升級。常態化開展技術監督和隱患排查，積極推進一、二次設備技術改造，實現設備精益化管理與技術監督精益化管理雙提升。根據地區電網網架結構，有針對性地應用備用電源自投裝置，有效提高電網自愈能力。創新性的開展不停電倒負荷技術，不斷提高配電網供電的可靠性。加強網源協調管理，力促新能源消納等6個方面管控策略，精益電網管理水平、加強設備運行質效、優化電網運行管控、打造堅強智能電網，提升電網的綜合能源服務水平。