源网荷协同，构建大型主动智能配电网体系

李嫣然 聂树瑞

摘 要：配电网是城市进行现代化建设的重要基础设施之一，同时也是为国家和人民提供优质电能的关键。配电网建设与规划是供电企业的一项重要工作，电力公司为了适应市场的发展，必须要对配电网系统进行改造和全新的规划，同时需要研究和推广配电系统自动化技术，建立主动智能配电网，并且使得智能电网能够得到有效的规划经营。将对电网的管理现状进行探讨，寻找智能电网规划运行中需要解决的问题，并针对这些问题提出相应的策略，为智能电网建设提供参考。

关键词：构建;大型;智能配电网体系

1引言

城市配电网直接面向广大用户，是供电企业与电力用户联系的纽带，随着经济的发展和人民生活质量的提高，对供电可靠性、电能质量和服务质量提出了越来越高的要求。

城市核心区、高规格园区、特色城镇等电力用户对高可靠性和高电能质量更为敏感（如高新技术、高附加值产业、高精度制造企业、重要机构和公共事业部门、高品质居民负荷），需要建设更高可靠和更高电能质量的配电网。分布式光伏分布分散、规模微小、但数量巨大，发电远大于其负荷，如何保证末端电压不“翘尾”，同时又能更大程度消纳这些电能。合理分群，群内自治，群间协调。大量分布式发电、电动汽车和储能等多元化负荷，对配电网的安全协调运行提出挑战。主动规划各要素的数量及接入点，并进行“网源荷储”优化协调控制，友好接入高渗透率分布式可再生电源和多元化负荷。

2.整体管理做法

大型城市智能配电网管控体系建设主要涉及的职能部门是配电、运检、信通和调控中心;在专业管理方面，主要依附于济南配电自动化系统。

3 具体优化做法

济南供电公司率先开展配电自动化工程建设，已实现主城区全覆盖;通过对故障的准确定位、快速隔离及非故障区域快速恢复供电，故障处理时间从原来的2小时缩短到2分钟以内，实现故障智能“自愈”。通过协调各类调度对象，构建优化调度层次结构，根据柔性调度策略，制定多尺度递进式优化调度方案，提高配网调度运行水平。

3.1配网自动化信息接入

前期管理——加强设备信息接入管理

1） 建立界面化的设备信息库辅助运维

调控中心完善配电设备辅助信息库，实现设备通信方式、设备厂家、调试日期、链路地址、IP地址等参数的界面化（见图3），在操作界面可以一目了然看到设备综合信息，为现场运维人员提供辅助参考依据。

2） “预调试+正式传动试验”模式提升数据精准性

由配电工区和自动化进行预调试，配电工区和配网调度班进行正式传动试验;预调试旨在确保通信正常和数据上传，正式传动试验确保三遥上送的精准性，二者结合可以提升调试效率，减少停电时间。

3.2加强设备运行状态实时监视，提高设备健康水平

1） 日常巡视管理流程

a）配网调度班每日进行配网运行状况巡视，调度自动化运维班每日两次进行主站设备巡视、终端远程巡视，信通公司进行通信设备运行巡视，配电运检室/电缆运检室进行终端设备运行巡视。

b）配网调度班填写配电自动化运行分析统计表，发起缺陷处理，如主站设备有缺陷，自动化运维班进行缺陷处理，如通信设备有缺陷，信通公司进行缺陷处理，如主站设备有缺陷，配电运检室/电缆运检室进行缺陷处理。

2） 告警信号智能分类，实现缺陷信号直观显示

开展配网调控人员日常使用需求调查，针对配网信号杂多的特点和调控实际需要，一是将信号分类，将调度员重点关心的信号单独显示（见图4）。二是优化信息，日均信号量由2万余条减至4000条，解决因信号杂乱容易漏看关键信号的弊端。

3） 远程统计遥信遥测不准确设备，以运维促消缺

重点统计设备频发信号情况、遥信遥测不准确情况。

初期利用Excel分类统计功能，汇总当日单台设备信号报送频次，设置报送频次的阈值，对超过阈值的设备，定为频繁报送信号的设备。并排查遥信遥测不准确情况。

3.3配电网主动智能调控

（1）多尺度协调优化调度

智能配电网调度业务优化综合考虑电网的安全性、可靠性、经济性、优质性等，利用智能配电网较强的电源-网络-负荷互动性，实现配电网的高效运行。在空间尺度上，局部就地平衡-区域间互供-整体消纳协调的分布自治、分解协调调度机制，并将相关信息上传至智能配网自动化系统。

在时间尺度上，对于停电检修业务，通过短期优化和超短期优化，实现对停电检修业务从提交停电计划到调度执行的全过程优化。建立分布式电源与配电网、配电网与上级电源、配电网与多样性负荷之间的优化调度模型。通过短期全局优化，得到各停电申请的调度操作方案及优化策略。通过超短期优化，检查调度操作是否对当天的配电网运行造成隐患，保障停电检修工作安全顺利执行，保障

配电网的安全稳定运行。

调控中心将精准削峰、柔性调峰等网荷互动因素引入负荷预测，通过分片区、逐站逐线的多层次预测，引入负荷组概念，通过区分负荷组类型，制定差异化规划原则，运用全寿命周期的管理理念，提升负荷预测柔性;从网络结构、装备水平、生产运行等各个环节，整体评估现状电网发展水平。结合光伏出力预测和用户负荷预测结果，通过多源数据融合技术和快速仿真技术，采用源网荷协调优化算法，实现电网运行状态评估和事件预判，制定源网荷全局运行优化方案。

（2）灵活拓扑优化重构

城市核心区和高规格新区快速发展，配电网逐渐发展成闭环运行，或有高渗透率分布式电源和多元化负荷模式，传统故障判据发生变化，故障快速定位、隔离和自愈恢复需求更加迫切，安全可靠性要求更高。配电自动化中建立智能分布式保护及自愈系统，对线路光纤纵差保护，网络拓扑保护，备自投合闸及合闸前过载预判。

在配电网发生故障时后，根据配电自动化终端设备FTU上报的信息及时、准确地判断故障区域，将故障隔离在最小范围，在不发生系统安全越限的条件下，通过网络重构，即网络中分段开关和联络开关的通断组合，来改变网络中的功率流动，以寻求一种符合某特定运行要求的拓扑结构。

（3）市场和用户导向型柔性服务

济南供电公司积极推动供需友好互动平台建设，实现用户负荷柔性削峰，在韩仓站侧投运供需友好互動终端，精准限制用户可中断负荷，打破了事故应急直接电的粗放型刚性管理方式，最大程度的保障企业产能和人身设备安全。

按输配电一体化的思路设计，由切负荷主站、子站、配电/用电站三层结构构建济南电网精准切负荷系统。该系统实时监测可切负荷量，发生故障时精准分配切负荷量，实现切负荷的动态分配。

4 成本效益

快速研判，减少停电时间

调控人员通过设备状态实时监测，及时掌控配电网的运行工况，科学制定运行方式，提升配网故障应急处置能力。2014年直供区配网共遥控进行事故处理、合环调电等操作1100次，克服配网现场操作到场时间长，受交通、天气影响大的难题。

减少停电时户数：按每次0.5小时计，共减少赶赴现场时间1100*0.5=550小时;到现场后，人工操作开关平均每次约需13分钟（包含做安措时间），而遥控操作仅需1.5分钟，遥控操作共节省操作时间约1100*（0.5+11.5/60）=760.8小时;按停电和送电操作次数相同考虑，则以上时间的一半为减少停电时间，按每次操作影响6个用户估算，仅遥控操作可减少停电（210.8+ 550）*3=2282.4时·户。