智能化配電網(wǎng)建設(shè)的相關(guān)探索研究

李之波 國網(wǎng)江蘇省電力有限公司東海縣供電分公司

現(xiàn)階段我國已經(jīng)進(jìn)入新經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)期，時(shí)代發(fā)展下的技術(shù)革新對配電網(wǎng)體系建設(shè)意義巨大，現(xiàn)階段關(guān)于智能化配電網(wǎng)建設(shè)的相關(guān)探索等方面研究相對較少，基于該問題現(xiàn)狀，提出優(yōu)化措施，如智能化運(yùn)維管控系統(tǒng)應(yīng)用、配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行全面及系統(tǒng)優(yōu)化方式、多級(jí)無功優(yōu)化設(shè)計(jì)及應(yīng)用分析等，具有一定理論意義。

一、智能化技術(shù)對配電網(wǎng)建設(shè)作用意義

現(xiàn)階段我國已經(jīng)進(jìn)入新經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)期，如何更為科學(xué)合理的對電力資源進(jìn)行配置利用，是目前電網(wǎng)企業(yè)的重要議題。配電網(wǎng)建設(shè)不是單一片面的簡單流程，而是需長期考察、認(rèn)真分析后的系統(tǒng)布局，配電網(wǎng)建設(shè)中關(guān)鍵點(diǎn)在于數(shù)據(jù)流、業(yè)務(wù)流，二者對配電網(wǎng)運(yùn)營及建設(shè)成果起到極為重要的推動(dòng)意義，智能化技術(shù)正是在于解決配電網(wǎng)建設(shè)中的數(shù)據(jù)流、業(yè)務(wù)流問題，優(yōu)化整個(gè)配電業(yè)務(wù)及配電數(shù)據(jù)，將傳統(tǒng)的人工管理形式轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、數(shù)據(jù)架構(gòu)及智能分析。具體作用意義如下：第一、提升項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度及質(zhì)量保障，智能化項(xiàng)目建設(shè)將項(xiàng)目前期、施工中期、后期結(jié)算等進(jìn)行一體化控制，通過物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)應(yīng)用打造更為優(yōu)化及時(shí)效的服務(wù)保障體系，為電力配電更好的服務(wù)社會(huì)奠定基礎(chǔ)。第二、智能化配電網(wǎng)建設(shè)符合當(dāng)下及未來戰(zhàn)略發(fā)展方向，智能電網(wǎng)建設(shè)是主要發(fā)展趨勢，通過智能化技術(shù)植入將配電網(wǎng)功能進(jìn)行全面提升，讓管理變得更為輕松、讓安全變得更為保障、將風(fēng)險(xiǎn)得到有效降低，智能技術(shù)將配電網(wǎng)各管理節(jié)點(diǎn)、步驟、流程等進(jìn)行自動(dòng)配置、自動(dòng)判斷、自動(dòng)檢測，起到方便、標(biāo)準(zhǔn)及時(shí)效的重要作用，因此智能化配電網(wǎng)建設(shè)為大勢所趨、未來方向。

二、智能化配電網(wǎng)建設(shè)存在主要問題及面臨挑戰(zhàn)

（一）缺乏頂層設(shè)計(jì)及核心技術(shù)

智能化配電網(wǎng)建設(shè)是基于互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)，需通過復(fù)雜且高端的頂層系統(tǒng)架構(gòu)，完成平臺(tái)系統(tǒng)操作與植入，最終達(dá)到預(yù)期效果，經(jīng)分析后發(fā)現(xiàn)，其問題如下：第一、頂層設(shè)計(jì)缺乏，智能化配電網(wǎng)建設(shè)中依然以傳統(tǒng)形式和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為主，但其智能核心與智能系統(tǒng)無法開展全面應(yīng)用，智能分析與智能判斷缺乏一定的數(shù)據(jù)支撐，單一的并網(wǎng)管理發(fā)揮智能功效，在實(shí)際建設(shè)中存在重復(fù)建設(shè)等情況，造成頻繁改造、頻繁實(shí)施，頂層設(shè)計(jì)過于形式，因此加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)尤為關(guān)鍵。第二、核心技術(shù)缺少，配電網(wǎng)建設(shè)中需系統(tǒng)化、遙感化，當(dāng)下我國智能化配電網(wǎng)建設(shè)中核心技術(shù)依然較為缺乏，所以加大核心技術(shù)開發(fā)及平臺(tái)研究十分關(guān)鍵。

（二）智能化水平不高影響運(yùn)維

雖然我國智能化配電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)取得一定成果，但在其發(fā)展中依然需改進(jìn)、創(chuàng)新，經(jīng)分析后發(fā)現(xiàn)，配電網(wǎng)系統(tǒng)無法全面開展資源配置、實(shí)時(shí)監(jiān)控，主要以網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、關(guān)聯(lián)缺乏為主，當(dāng)下我國配電對象及項(xiàng)目數(shù)量逐漸增多，其形式也在不斷發(fā)生變化，對電力配電系統(tǒng)造成極大壓力，如需關(guān)聯(lián)及植入的信息設(shè)備等逐漸增加，涉及包括配變狀態(tài)監(jiān)測、無功補(bǔ)償、剩余電流動(dòng)作保護(hù)器、電能表、分布式電源、電動(dòng)汽車充電樁等。這樣就對實(shí)際運(yùn)維工作造成較大影響，需對大量數(shù)據(jù)及信息進(jìn)行管控、監(jiān)測，現(xiàn)有系統(tǒng)及資源無法滿足市場及服務(wù)需求。同時(shí)當(dāng)下“電能分布、電能環(huán)境”已經(jīng)成為城市發(fā)展主體，電動(dòng)汽車、電能共享等日益成為主流，急需電力服務(wù)向電力智能轉(zhuǎn)型突破，一旦智能化水平偏低，則無法實(shí)現(xiàn)全程智能化服務(wù)、全面智能化供給[1]。

三、智能化配電網(wǎng)建設(shè)要點(diǎn)探索分析

首先應(yīng)明確智能化配電網(wǎng)建設(shè)目標(biāo)及方向，對市場需求及服務(wù)需求進(jìn)行全面分析，便可在其過程中掌握建設(shè)綱領(lǐng)及要點(diǎn)，避免盲目建設(shè)、肆意建設(shè)，第一、智能化配電網(wǎng)建設(shè)目標(biāo)是以保障現(xiàn)有配電服務(wù)為主，通過相關(guān)技術(shù)植入，全面提升配電網(wǎng)安全效率、系統(tǒng)優(yōu)化，為適應(yīng)市場需求及發(fā)展做好充分準(zhǔn)備，為現(xiàn)代化高端配電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。第二、智能化配電網(wǎng)建設(shè)方向是以實(shí)現(xiàn)智能化配電運(yùn)維體系為方向，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)全景智能感知，快速及全面解決相關(guān)服務(wù)問題及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)瓶頸等[2]。

其次智能化配電網(wǎng)建設(shè)中要以“物聯(lián)效應(yīng)”為主，選擇物聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)配單基礎(chǔ)、配電管理、配單對象的集中管控與調(diào)度，將互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)形式作為其主導(dǎo)核心，強(qiáng)化物聯(lián)終端與互聯(lián)過程，構(gòu)建生態(tài)化配電環(huán)境、搭建物聯(lián)網(wǎng)云化主站，其主要綱領(lǐng)為：戰(zhàn)略引領(lǐng)、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，末端融合、統(tǒng)一連接，智能防御、安全可信，規(guī)劃布局、標(biāo)準(zhǔn)先行，成果繼承、經(jīng)濟(jì)高效，服務(wù)用戶、構(gòu)建生態(tài)”。

最后通過智能技術(shù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)全程安全監(jiān)測、系統(tǒng)監(jiān)控，將風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防及發(fā)現(xiàn)作為建設(shè)方向，實(shí)際建設(shè)中主要以風(fēng)險(xiǎn)評估體系為主，將項(xiàng)目建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)、管理配置等進(jìn)行平臺(tái)統(tǒng)一、系統(tǒng)調(diào)度，對實(shí)現(xiàn)故障定位、問題發(fā)現(xiàn)與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測，進(jìn)而形成智能化系統(tǒng)可調(diào)的“故障發(fā)現(xiàn)、故障診斷、診斷分析、評估、預(yù)警”，并根據(jù)故障結(jié)果與風(fēng)險(xiǎn)實(shí)質(zhì)進(jìn)行智能化調(diào)節(jié)與工作指導(dǎo)，全面鞏固智能配電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)施，優(yōu)化內(nèi)部配電環(huán)境[3]。

四、基于智能化的配電網(wǎng)建設(shè)應(yīng)用探索分析

（一）智能化運(yùn)維管控系統(tǒng)應(yīng)用

智能化運(yùn)維管控系統(tǒng)是智能化配電網(wǎng)主要核心，配電網(wǎng)建設(shè)中需充分考慮到運(yùn)維效應(yīng)、運(yùn)維功能，構(gòu)建智能化運(yùn)維控制系統(tǒng)，并將其應(yīng)用到實(shí)際配電工作中去，首先通過該系統(tǒng)構(gòu)建可提升數(shù)據(jù)治理效率，實(shí)現(xiàn)對相關(guān)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化管理，以數(shù)據(jù)建模形式呈現(xiàn)，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)數(shù)據(jù)信息獲取與調(diào)度，如異構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及融合等，可快速開展數(shù)據(jù)效驗(yàn)，對無效數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析、篩選等。其次評估指標(biāo)體系建設(shè)可對各種指標(biāo)、參數(shù)等進(jìn)行全面掌握，并對其進(jìn)行合理評估，在其過程中評估體現(xiàn)會(huì)通過對具體表現(xiàn)的自然規(guī)律進(jìn)行檢測，優(yōu)選特征參量，完成指標(biāo)及參數(shù)的評估體現(xiàn)建設(shè)。評估體系中作為關(guān)鍵的就是故障預(yù)防、診斷及處理，故障是整個(gè)配電網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化的重要核心，針對不同故障需采用不同應(yīng)對方式，才能起到十分重要的促進(jìn)作用，故障應(yīng)對體系主要包括故障診斷、故障預(yù)測、特征參量預(yù)測等，如圖1所示。

圖1 故障診斷及故障預(yù)測流程架構(gòu)

同時(shí)針對狀態(tài)差異化的評估需求，選擇故障模式因果分析、差異化評估分析、故障概率計(jì)算分析等。最后風(fēng)險(xiǎn)評估體系是通過對各運(yùn)行指標(biāo)及參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，將安全系數(shù)及運(yùn)行指標(biāo)進(jìn)行細(xì)化、量化，修正不良工況等。風(fēng)險(xiǎn)評估中對配電系統(tǒng)整體運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測，通過智能分析與判斷，形成智能方案，并對其檢修流程及步驟進(jìn)行最大化方法選擇，提出最為科學(xué)合理的檢修策略及建議，起到穩(wěn)定運(yùn)維及規(guī)避故障的最終作用，實(shí)現(xiàn)全面優(yōu)化及系統(tǒng)完善[4]。

（二）配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行全面及系統(tǒng)優(yōu)化方式

配電網(wǎng)絡(luò)是鞏固與維護(hù)系統(tǒng)的重要核心，配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的合理性、規(guī)范性是體現(xiàn)該配電系統(tǒng)的重要參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，基于此需對配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化完善，通過技術(shù)植入完成系統(tǒng)升級(jí)，是首先配電網(wǎng)絡(luò)完善是以供電能力分析為主，對在負(fù)荷正常增加下的負(fù)荷轉(zhuǎn)供方法給予明確，重點(diǎn)關(guān)注問題為內(nèi)耗降低、負(fù)荷失衡。經(jīng)分析后發(fā)現(xiàn)，在特殊時(shí)期中會(huì)發(fā)生負(fù)荷增加或降低，具有一定的變化性、波動(dòng)性，這種波動(dòng)影響會(huì)對變壓器造成一定壓力，需對變壓器運(yùn)行方式進(jìn)行調(diào)整，以降低內(nèi)耗及提升質(zhì)量為主，對相關(guān)耗能及問題進(jìn)行有效解決，控制日線損耗電量，實(shí)現(xiàn)電壓偏移量最小化，最大限度減少開關(guān)次數(shù)等。選擇多時(shí)段網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行方法，對各時(shí)段進(jìn)行合理控制細(xì)化布局，以供電量供給為主，最大限度降低耗損，規(guī)劃重要負(fù)荷供電需求，對電壓能力及質(zhì)量進(jìn)行提出。經(jīng)實(shí)驗(yàn)分析后發(fā)現(xiàn)，故障發(fā)生具有一定的必然性、突發(fā)性，基于此要選擇實(shí)時(shí)快速隔離故障，全面提高與鞏固可靠性、保障性[5]。

（三）多級(jí)無功優(yōu)化設(shè)計(jì)及應(yīng)用分析

主站軟件負(fù)責(zé)全局分析監(jiān)測，并提供運(yùn)行監(jiān)控、效果分析、報(bào)表查詢等功能，同時(shí)基于PMS2.0系統(tǒng)和用電信息采集系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，支持對無載調(diào)壓變、分布式電源升壓變、配網(wǎng)電能質(zhì)量等進(jìn)行綜合分析，定期給出問題原因分析和設(shè)備優(yōu)化定值，提高整體效果。同時(shí)，線損分析App 嵌入中低壓線損分析模塊，統(tǒng)計(jì)分析中低壓損耗情況，利用計(jì)算機(jī)輔助手段，比對同期線損和理論線損數(shù)值，并分析管理線損具體是哪些原因造成的，提高日線損達(dá)標(biāo)率；在計(jì)算模型校驗(yàn)無誤的基礎(chǔ)上，根據(jù)理論線損計(jì)算結(jié)果快速定位高線損線路、高線損線段、高損元件等，明確高線損原因，提出針對性技術(shù)降損方案。如圖2所示。

圖2 電壓監(jiān)測及線損治理

五、探索未來智能化配電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展之路

首先在未來發(fā)展中智能化配電建設(shè)將更為多元化，各種新技術(shù)與新模式將全面升級(jí)植入，如擬人網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、遙感監(jiān)測技術(shù)等融合，在配電實(shí)施就開展過程中將更為精準(zhǔn)化、系統(tǒng)化，選擇GPS定位完整配電供給、電量自動(dòng)配置等，滿足市場不同層面的需求及關(guān)注，將供電由計(jì)劃型轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌龌夹g(shù)應(yīng)用也更加全面系統(tǒng)。其次智能化配電網(wǎng)建設(shè)中對人才的應(yīng)用植入也更為系統(tǒng)haul，智能技術(shù)是基于高端人才培養(yǎng)，從在日后人才規(guī)劃及培養(yǎng)中更加注重是實(shí)效性，包括人才培養(yǎng)體系與人才培養(yǎng)方向等。最后統(tǒng)一化系統(tǒng)應(yīng)用將推廣普及，從各種發(fā)展層面到配電應(yīng)用統(tǒng)一化調(diào)度、平臺(tái)監(jiān)測將更為明顯，各種問題解決方案也更為徹底，為后期發(fā)展奠定基礎(chǔ)[6]。

六、結(jié)論

綜上所述，通過對智能化配電網(wǎng)建設(shè)的相關(guān)探索進(jìn)行分析，從不同層面對智能化配電網(wǎng)建設(shè)方法與架構(gòu)進(jìn)行闡明，結(jié)合實(shí)際環(huán)境與安全需求，提出具體措施，主要包括智能化運(yùn)維管控系統(tǒng)應(yīng)用、配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行全面及系統(tǒng)優(yōu)化方式、多級(jí)無功優(yōu)化設(shè)計(jì)及應(yīng)用分析等，為智能化配電網(wǎng)建設(shè)奠定基礎(chǔ)。