考虑5G基站低碳赋能的主动配电网优化运行

熊永军　王亚磊　吴少山　刘蕾　文慧

摘要：近年来，随着第5代移动通信技术（简称5G通信）在我国的快速普及和推广，5G基站已逐渐发展成为配电网中的一类重要新兴负荷.截至2021年9月，我国已累计建成5G基站69万座，终端连接数超过1.8亿个，未来5G基站的商业化推广和大规模应用成为大势所趋.在运行过程中，通过科学手段对5G基站中的供电和用电设备进行调度管理，可以充分发挥5G基站蕴含的互动响应潜力，为电网提供可观的灵活性支撑，最终达到在降低基站自身用电成本的同时，提高配电网对RES消纳和碳减排的目的。

关键词：5G基站;主动配电网;优化运行

1智能电网的发展

近年来，我国电网正朝着智能电网的方面发展，智能电网应用的过程中能够表现出众多的优势，大大满足了社会发展对于电能的需求。第一、相比于传统点电网，智能电网的覆盖范围更广泛，并且随着现代化技术的不断发展智能电网的运行规模在不断扩大。智能电网运行的过程中能够对密集的输电线和变电站进行集中控制，其具有突出的智能化和自动化的能力。第二、智能电网运行的过程中其可靠性更高，并且随着智能化技术以及自动化技术的不断发展，变电站的工作调度以及运行维护工作开展更加便利，提高了智能电网的自动化水平。并且隨着研究力度的加深，未来智能电网有可能实现无人操控的状态。第三、智能电网设计与建设的过程中综合运用了光传输技术以及微电技术，这些先进技术的综合应用，大大提高了智能电网的通信以及自动化水平，确保社会发展的电量需求得到满足。第四、电力企业发展的过程中对于自身信息化建设的重视程度比较高，并且结合实际情况对电网的信息网络进行了不断地完善，从而保证电网信息化管理工作能够顺利开展，大大提高了电力企业运行的总体效率。

2主要特征

通过相关调查可以发现，智能配电网自动化的主要特征由两大方面构成：（1）监控与信息集成的自动运行，在当前时代背景下，将信息技术与监控技术融入智能配电自动化系统当中，就能很好地对网的运行进行信息集成与监控，更好地保障工作效率与质量;如果监控设备监测到运行异常现象，系统能够迅速做出反应，并通过对运行信息的分析来更好地发现故障位置，帮助维修人员节省不必要的寻找时间，从而提升配电网维护与修复的效率。（2）配电网具有自动免疫功能，在该系统运行过程中，自动免疫功能可以在故障发生的第一时间就对损坏的零部件进行隔离，从而防止其扩大化，阻碍配电网其他系统的正常运行。并给自动免疫功能还能够在不影响配电网正常供电的基础上，来检查和维修出现的故障问题，使得电网修复效率大大提升，有效保障了配电网的安全运行。

3智能电网实现配网调控一体化的必要性

近年来，我国在电网的业务和运行管理技术方面均得到了飞速发展，并且随着电网公司实践活动的不断增加，使得电力系统中配网调度和管理的状况也得到了显著改善。目前，我国在配电网上的管理观念上已完成了从以往传统的输、供电的管理模式向配电转移，并且还成立了一个专门的配电管理部门。与此同时，自从我国提出对智能电网建设加强这一要求以来，电力公司就更加注重对配网的调度和管理以及其他配电网相关的优化工作，并且及时地采取了适当的措施，实现了对于智能配电网建设中的配电网管理工作进行了统一规划，使得配电网管理的力度也有所加大，有效地解决了我国在智能配电网建设运行过程中的诸多不合理问题。由此可以清楚地看出，在传统的智能配网模型下，实现与供电系统调控的一体化十分必要，它不仅能够有效将智能配网系统在运行过程中可能出现的问题进行加以解决和处理电，而且还能够基本确保其正常运行的安全和稳定，使得智能配网系统能够平稳正常地运行、与时俱进。

4存在的问题

虽然智能配电网自动化系统在当前社会中的应用取得了良好的效果，但也不能忽视其存在的一些问题，如果不正视这些问题并加以解决，将会对智能配电网自动化系统的未来发展带来严重的阻碍。就现阶段实际情况来看，当前智能配电网自动化存在的主要问题包括以下几点：（1）馈线自动化模式故障处理单一化，主要以集中式和分布式两种处理方式为主，而导致系统故障的因素非常多，只选择一种处理方式，难以有效解决故障问题，甚至还会影响系统运行质量。（2）缺乏对配电自动化的广泛应用，尽管科技的进步给智能配电网的发展提供了强有力的基础支撑，但实际上配电自动化的应用范围仍比较局限，且因为配电设备的门槛较低，也大大制约了配电网技术的发展。（3）智能配电网在结构设计上不严谨，既不注重制定科学合理的设计方案，也不注重对系统的全面分析，对电网的整体建设方向也没有清晰的规划，使得智能电网运行稳定性大受影响。（4）智能配电网的分布不均衡，有些地区的智能电网分布比较分散，尤其在中西部地区，这将导致光纤无法全面覆盖到位，严重影响智能电网的运行效率与质量。

5主动配电网优化运行策略

5.1创新电网管理

通过不断更新信息技术，尤其是对大数据技术在分销网行业的有效利用，优化网格管理和网格结构。（1）根据存储需求，能够及时地保存相关信息。（2）能够及时地查找到需要的数据。（3）对电网与大数据技术的有效结合，可进一步提升智能配电系统的价值。但必须指出，在智能配电网络开发过程中存在着许多不足之处，亟待不断地完善，尤其需要对速度和安全问题予以重视。正因为如此，才能更好地发挥大数据的作用，并推动智能分布网络的进一步发展，大数据技术的应用必须从现实中不断优化。智能型配电网络通过北斗卫星导航系统读取智能仪表的数据，实现远程无线通信功能。一个智能配电网必须能够识别和判断故障。当系统电压、电流不在正常范围时，智能配电网会发出报警。有些系统的小故障需要电力系统来解决。由于它是自然恢复的，它必须有一种特殊的自我恢复能力。配电网自动化主站必须与配电网建立联系，最终实现配电终端信息的收集、处理和上传。此外，为了提高配电所自动化系统的功能，还需要与控制中心进行连接。

5.2提高自动化覆盖率

配电网作为智能电网中的重要内容，加强对其的自动化建设，是当前智能电网发展进程中的主要任务，想要充分发挥配电自动化的优势性能，就必须要确保配电网的覆盖范围足够大，否则就会导致覆盖功能受限，难以更好地发挥其规模效益。因此，在配电网规划设计阶段，相关人员应当提高自动化的覆盖率，通过对配电网自动化系统的分析可以得知，提高其自动化覆盖率并不容易，往往会受到规模、设备、通讯率等各方面的影响。为此，需要专业人员加强对配电系统各项情况的充分了解，对保护定值进行合理设置，对终端数据进行科学处理，同时还要在多个特定区域设置监控节点，这样才能充分发挥配电自动化的优势性能，并提高用电的安全性与可靠性，从而推进智能配电网自动化的建设

5.3化电网架构的规划

电网结构十分重要，为了确保配电网更好地运行，必须对网架结构深入优化。随着电力系统水平的不断提高，传统的优化方法已不能满足当今社会发展的要求。通过对大型数据进行连续应用，来解决传统网格结构中存在的问题，优化网格结构的动态特性既能有效解决时滞问题，可根据用户的实际需要来设计网格，应用这种方法也能提高客户满意度。智能配电网络技术在电力系统的各个方面得到了广泛的应用，实现了科学和社会的不断进步，实现了对配电网故障的远程监测与精确定位。然而，应用程序还有改进和创新的空间。这些都要求相关工作人员深入了解智能配电网技术，并结合电力工作实践。通过运用多种高技术设计智能配电网，从多个方面设计智能配电网体系结构，实现配电网的安全稳定运行。

5.4增强智能变电运维系统的安全性、稳定性

智能变电运维技术的安全性和稳定性仍然有待提升，具体改进措施可参考如下：第一、将电子技术以及微型机器应用于智能变电运维系统中，将电压管合闸与电波图进行结合，确保电网电压得到更全面的监控，避免电波出现较大的波动。第二、检测变电设备运行的过程中应该借助电脑技术，全面分析设备运行中潜在的风险，缩短设备检修的时间。第三、提高设备的自我监测能力，分析变电运维管理的重点以及难点工作，这对线路中出现的异常问题，管理人员必须采取必要的措施予以解决。可采用智能控制器去检测二次设备的运行状况，从中获知整个变电运维系统是否处于稳定状态。第四、要根据电子互感器的型号、种类等进行维修，缩短故障检修时间，为智能变电运维系统运行的安全性和稳定性提供保障

5.5将GIS与SCADA系统有效结合

尽管当下GIS系统被广泛用于调度操作中，但它们并未与SCADA系统完全互连。事实上，两个独立系统的应用既在有形中使调控人员的工作量明显增加，又极易造成工作人员在手动分别录入系统时出现一定的数据偏差。因此，将两个系统有效结合起来并应用于实际的生产控制及管理中是非常必要的。此外，采取合理手段措施可以大幅度地改善数据叫苦的安全可靠性。对此，相关企业与管理人员需要考虑以下几个因素：首先，它基于我国现有配电网运行与管理模式，提供了对自动化配电装置中实时资料的访问;其次，使用更合理的数据输入和维修模式来将各种电网设备中诸如平台账号信息之类的静态数据和诸如电气运行操作之类的各种动态数据都进行了实时导入至系统之中，从而有效地使得系统的实时性能大大得以改善;第三，详细分析，将SCADA和GIS两个系统进行合理地组合，并最大限度地充分利用这两个系统来发挥其优势;第四，提高其综合利用效率，避免重复输入大量数据;第五，通过图形化的方式来显示所有实时的信息（例如设备的运行状况等）并将其展示给相关调控人员以便于对方查询及发布操作指令，从而提高系统的可用性。

5.6集中监控与分点操作

电力系统运行过程中存在不同电压等级的变电站，不同等级的变电站其调度管理模式存在很大的区别，这就要求管理人员必须综合分析各个变电站的实际情况，然后不断提高电力系统运行的稳定性以及安全性。将无人值守和有人值守模式交替进行，确保电网变电运行管理的质量达到要求的标准。不同类型以及不同规格的变电站其电压等级也不同，管理工作开展时要求管理人员应该对不同等级变电站进行分析，然后综合制定管理策略，按照变电站运行规律，不断提高其运行的效率。配合运用无人值守和有人值守，做好变电站运行的集中监控和分点操作。分析变电站所处环境的特点，并且提高管理模式应用的科学性以及合理性，确保管理工作能够顺利稳定地开展。管理人员在开展管理工作的过程中应该对电网的运行情况进行分析，对管理工作流程进行优化和创新，提高各部分管理工作的效率，确保电网变电运行管理工作有序开展。管理人员应该落实好各项管理规章制度，提高自身工作责任感，强化工作人员的安全意识，最大限度降低安全事故发生的概率。

5.7创建智能仓库管理系统

故障抢修时物资的调用、新设备的台账录入也是影响故障抢修速度的重要因素。智能仓库管理系统具有材料备品自动扫描识别、自动出入库、自动货位分配、自动盘点、自动定位等功能。抢修作业时，使用智能仓库，实现抢修的材料设备的快速调用，扫码即可完成设备台账的快速录入，能大幅缩短材料备品的调用时间，为快速复电提供可靠的后勤保障。

5.8增强设备改造的程度

电力的需求还在不断增加，电网建设在城市发展进程中的重要性也越发突出，想要促进城市的可持续发展，必须要重视对配电网设备的改造工作，并采取有效措施来解决当前电力输送中的各类问题，这样才能更好地满足城市供电需求，保障人们的安全用电。基于此，在具体的实施过程中，相关工作人员需要不断完善现有的电网结构，并结合城市规划的具体内容来进行配电网的升级改造工作，对部分已经无法发挥作用的老旧设备进行更换，并增设一些安全性更高的设备，使其可以满足当前和未来城市的发展需求。

结束语

为推动ADN下对RES资源的高效消纳、实现配网侧碳减排，本文以5G基站参与电网侧互动响应促进RES利用效率提升作为切入点，提出了一种考虑5G基站低碳赋能的ADN多目标区间优化运行方法.相比现有研究，本文综合计及了RES出力以及5G通信负载两方面不确定性的影响，通过对系统中分布式电源以及5G基站设备启停计划和储能电池的协同調度，从而达到对ADN运行经济性与低碳效益的同时趋优。

参考文献

[1]冯晓敏.智能电网通信系统技术探索与应用研究[J].现代工业经济和信息化，2020，10（12）：113-114.