基于能源互联网的智能配电网精益化管理体系研究

林 琳，刘 博，林祺蓉，刘红霞，王俏俏

（国网山东省电力公司济南供电公司，山东 济南 250012）

基于能源互联网的智能配电网精益化管理体系研究

林 琳，刘 博，林祺蓉，刘红霞，王俏俏

（国网山东省电力公司济南供电公司，山东 济南 250012）

社会发展对电力可靠性的需求日渐增加，过去济南地区配电网停电多、供电质量有待完善，客户满意度有待提升。通过分析原有配电网管理模式弊端，从配电网规划、设计、建设、运行管理、主动抢修等各个流程采取措施，实现了配网全过程动态管控，变“被动配网”为“主动配网”，减少故障处理时间，降低电量损失，提升客户满意度，全面提升济南地区配电网安全稳定运行水平和供电企业品牌社会影响力。

能源互联网；智能配电网；清洁能源

0 引言

2009年以来，山东大力推进山东半岛蓝色经济区、黄河三角洲高效生态经济区、省会都市圈和鲁南城市带（简称“两区一圈一带”）发展战略，成为助推全省经济提质增效和持续健康发展的重要动力［1］。山东“两区一圈一带”区域战略目标的提出为济南市经济社会发展开拓了广阔的前景，同时对电力发展提出了刚性需求，需要加快建设世界一流水平的配电网，构成省会地区安全、经济、稳定、清洁、可持续的能源供应体系。

社会的发展对电力可靠性的需求日渐增加，电力客户对供电质量从 “有电可用”—“供电稳定”—“高质量供电”的需求不断提升，既要保证客户供电稳定、可靠，也要保障在发生故障时能及时、快速处理，恢复正常供电。

通过基于“能源互联网”理论的配电网精益化管理体系构建，优化配电网的网架结构，搭建有利于分布式电源并网及管理的有效平台，重构配电网应急抢修指挥体系，从而使配电网的多元负荷接待能力、供电能力和故障后快速恢复能力得到明显提升，供电企业电力供应可靠性、优质服务能力得到进一步提升。

1 配电网管理现状

配电网前期规划缺少有效指导。目前配电网规划主要依靠对未来城区及负荷的区域性预测，未能充分考虑目前电网存在的部分问题，如方式调整不灵活、存在局部线路重载造成输电受阻等。

对分布式电源等运行管理缺乏有效手段。分布式电源作为新生事物，国内目前对其采用业扩工程管理兼用发电厂管理的混合型模式，无法同时满足发电需求和电网安全运行需要。

配网停电时间长，与客户缺少互动。一是故障停电时间长；二是因设备检修、改造等正常工作导致的停电时间长，且部分线路存在重复停电情况；三是原有的配电网采用由上至下的管理模式，由电网侧直接进行调控，客户侧单一接收执行命令，无法与电网侧形成互动式交流。

配网调控抢修指挥流程运转不畅。配电故障抢修缺乏一体化的生产抢修信息支撑，在互相衔接、互动推进方面存在管理上的壁垒，容易造成故障获悉不及时、抢修流程运转不流畅，难以形成协同联动、抢修指挥的有机结合，平均故障抢修时间高达2 h，大大影响供电可靠性。

2 改进措施及效果

2.1 网架调整

对不满足“N-1”要求的线路，充分利用现有设备资源进行网架调整，通过完善与其他线路的联络，向“N-1”网架过渡和发展。主干线设2～3个自动化分段开关，将线路分成3～4段，每段负荷尽量均衡。对负荷分布不均匀、分段点设置不够、联络点设置不合理的环网线路进行优化。轻载线路在不降低可靠性的前提下，考虑与相邻线路合并，提高设备利用率。采用层次分析法对配网安全性、可靠性、经济性、适应性、协调性五大类共67项指标进行综合分析，全面评估配电网运行水平和供电能力，对得分90分以下的重新规划，济南城市配电网评估系统如图1所示。

图1 济南城市配电网评估系统

规划时重点梳理配电网网架薄弱问题，通过合理安排配网智能化改造中设备安装位置，完善网架结构，彻底解决运行方式调整不灵活、局部线路重载造成输电受阻等问题。同步开展配电网规划和农网、通信网、电网智能化等专项规划，全面覆盖存量与新增配电业务；坚持输配电网、城乡电网、一次二次、近期远期之间相互衔接，协调发展。开展供电设施布局规划，确保电网发展与地方规划有效衔接，合理布局、提前预留站址和廊道资源；构建强简有序、标准统一的网络结构，提高故障自愈和信息交互能力，保障可靠供电。

2.2 配电自动化改造

将故障由人工处置改为系统自动处理，节约停电时间。建设并投运配电自动化系统，完善系统配置，实现配电网监视与故障处理。在发生配网停电故障后，由系统自动判定故障区段，遥控隔离故障。改变原有故障处理模式由人工排查、人工赴现场隔离故障导致故障停电时间长的缺陷，避免配网掉闸时全线寻障、接地时逐段试拉导致事故处理时间过长的问题。济南配电自动化系统如图2所示。

图2 济南配电自动化系统

加强配电网设备远程集中管理。制定《信息接入管理规定》，强化接入流程管理，明确一次图模导入方式、信息接入和调试传动流程，通过信息交互接口，提升图模维护简便性和数据准确性。每天进行终端通信状态批量统计分析，将通信中断、蓄电池欠压设备及时反馈配电运维管理部门。对通信频繁中断的设备，提供通信趋势图，辅助促进消缺工作，避免因通信中断或蓄电池不足导致线路事故时实时信息无法上送、遥控失败。通信状态集中监视系统如图3所示，蓄电池状态监视如图4所示。

图3 通信状态集中监视

图4 蓄电池状态监视

2.3 调控抢修一体化

建设配网抢修指挥平台，进行“调控抢修一体化管理”。成立配网抢修指挥中心，与配网调控业务集中在一个作业平台。原有配网抢修指挥业务与配网调控人员分属不同部门，配网故障信息传递层级多、抢修业务沟通不畅。将配网抢修指挥业务从原区调分离，配网抢修指挥中心和配网调控中心统一纳入地区调控中心管理，集中在同一作业区域，实施集约化办公，实现指挥、抢修、调控一体化管理。故障发生时，配网调度员和抢修指挥中心人员共同进行故障研判，及时掌握故障线路、故障区段、停电用户信息，提升抢修指挥的准确性，解决了原有管理模式中故障排查和抢修指挥的盲目性。

创新“一抢三优”原则，实现抢修工单一次性派发成功。“一抢三优”原则，即“优先考虑紧急程度、优先考虑抢修距离、优先考虑抢修能力，实现抢修工单一次性派发成功”。根据故障点位置，安排距离故障点最近的人员及车辆进行故障抢修，最大限度缩短到达现场的时间。开展现场作业标准化管理，制定标准化作业指导卡，有效杜绝操作错项、漏项等造成的抢修时间延长，提升现场作业效率。

创新制作“抢修包”，减少抢修准备工作时间。抢修资源标准化管理，将抢修物资、抢修人员等资源纳入标准化管理，做到抢修资源有据可查，抢修实力有据可依，为合理安排抢修队伍、快速实施配网故障报修提供了资源保证。为避免抢修时发生因备品备件不充足造成故障抢修时间拖延，按照配网故障类型不同提前组织抢修所需工具材料做成“抢修包”。在配网抢修指挥分配工作任务后，按照工作任务直接取用，减少抢修准备工作时间。

抢修指挥流程化管理，实现可视化动态抢修。故障发生后，借助多媒体互动技术全景展现故障跳闸区间、故障线路信息及故障所影响的高低压用户数及停电设备数，判断故障原因，实现对故障点定位。配网生产抢修指挥平台构架如图5所示。

通过集成视频监控可视化和对抢修资源的调配与实时跟踪，加强抢修过程的风险管控和优化抢修资源的合理调配，将相关视频设备及PDA终端与抢修车辆、抢修人员绑定，现场人员实施反馈故障抢修状况，指挥中心人员能够实时指挥抢修任务，了解抢修现场状况，全局调度，实现抢修指挥的科学闭环管理。

2.4 搭建新能源并网通道

支持分布式电源的大量接入是主动配电网的重要特征，主动配电网是将包括发电机、负载和储能装置在内的分布式资源进行组合控制的系统［2-4］；配电运行人员能够应用灵活的网络拓扑调整潮流的分布；分布式资源可以根据适当的监管政策以及用户接入协议，向系统提供一定程度的辅助服务支撑。通过建设智能配电网管理系统，实现电源、电网、负荷三者间相互匹配、适应，提升电网及用户供电可靠性。

2.5 实施效果

基于能源互联网的智能配电网精益化管理体系充分发挥了配电自动化系统的自愈控制技术及配网抢修指挥平台的主动式抢修能力，异常、故障处理时间缩短30%，配网故障排查时间由1.5 h降为90 s，故障处理和供电恢复时间由3.5 h降为1 h，因故障停电造成的电量损失由月均725 950 kWh降至95 820 kWh，下降了86.8%。依据2016年1月1日起在全省范围内试行的居民生活用电峰谷分时电价政策，第3档峰段电价为0.876 9元/kWh，按减少停电损失进行计算，月均经济效益达55.2万元，累计经济效益达993.6万元，取得了明显的经济效益和社会效益。

图5 配网生产抢修指挥平台

3 结语

以能源互联网双向信息流为理念，以分布式电源、主动抢修为手段，以减少对社会造成的影响为目的，依照管理需要科学规划配电网网架结构，实施配电自动化设备的改造，重构配电网抢修体系，推进源网荷友好互动，从而实现配网全过程、全透明、可视化监控，为电网调控、设备运维和管理提供了有力支撑，实现了可靠、优质、高效的电力供应，为今后配电网的发展和管理进行了实践性探索。

［1］胡金焱，刘险峰，李永平.“两区、一圈、一带”战略深入实施及区域协调发展研究—基于山东省金融发展战略视角［J］.金融发展研究，2015（6）：37-44.

［2］刘广一，黄仁乐．主动配电网的运行控制技术 ［J］．供用电，2014，31（1）：30-32.

［3］范明天，张祖平，苏傲雪，等．主动配电系统可行技术的研究［J］．中国电机工程学报，2013，33（22）：12-18．

［4］尤毅，刘东，于文鹏，等．主动配电网技术及其进展［J］．电力系统自动化，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，工程师，从事电网调度自动化系统运行管理工作；

刘 博（1987），男，工程师，从事电网调度运行管理工作；

林祺蓉（1972），女，高级工程师，从事电网调度运行管理工作；

刘红霞（1985），女，工程师，从事电网调度自动化系统运行管理工作；

王俏俏（1984），女，高级工程师，从事电网调度自动化系统运行管理工作。