林 琳，劉 博，林祺蓉，劉紅霞，王俏俏

（國網(wǎng)山東省電力公司濟(jì)南供電公司，山東 濟(jì)南 250012）

基于能源互聯(lián)網(wǎng)的智能配電網(wǎng)精益化管理體系研究

林 琳，劉 博，林祺蓉，劉紅霞，王俏俏

（國網(wǎng)山東省電力公司濟(jì)南供電公司，山東 濟(jì)南 250012）

社會發(fā)展對電力可靠性的需求日漸增加，過去濟(jì)南地區(qū)配電網(wǎng)停電多、供電質(zhì)量有待完善，客戶滿意度有待提升。通過分析原有配電網(wǎng)管理模式弊端，從配電網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、運(yùn)行管理、主動搶修等各個流程采取措施，實(shí)現(xiàn)了配網(wǎng)全過程動態(tài)管控，變“被動配網(wǎng)”為“主動配網(wǎng)”，減少故障處理時間，降低電量損失，提升客戶滿意度，全面提升濟(jì)南地區(qū)配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平和供電企業(yè)品牌社會影響力。

能源互聯(lián)網(wǎng)；智能配電網(wǎng)；清潔能源

0 引言

2009年以來，山東大力推進(jìn)山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)、黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)、省會都市圈和魯南城市帶（簡稱“兩區(qū)一圈一帶”）發(fā)展戰(zhàn)略，成為助推全省經(jīng)濟(jì)提質(zhì)增效和持續(xù)健康發(fā)展的重要動力［1］。山東“兩區(qū)一圈一帶”區(qū)域戰(zhàn)略目標(biāo)的提出為濟(jì)南市經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展開拓了廣闊的前景，同時對電力發(fā)展提出了剛性需求，需要加快建設(shè)世界一流水平的配電網(wǎng)，構(gòu)成省會地區(qū)安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定、清潔、可持續(xù)的能源供應(yīng)體系。

社會的發(fā)展對電力可靠性的需求日漸增加，電力客戶對供電質(zhì)量從 “有電可用”—“供電穩(wěn)定”—“高質(zhì)量供電”的需求不斷提升，既要保證客戶供電穩(wěn)定、可靠，也要保障在發(fā)生故障時能及時、快速處理，恢復(fù)正常供電。

通過基于“能源互聯(lián)網(wǎng)”理論的配電網(wǎng)精益化管理體系構(gòu)建，優(yōu)化配電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，搭建有利于分布式電源并網(wǎng)及管理的有效平臺，重構(gòu)配電網(wǎng)應(yīng)急搶修指揮體系，從而使配電網(wǎng)的多元負(fù)荷接待能力、供電能力和故障后快速恢復(fù)能力得到明顯提升，供電企業(yè)電力供應(yīng)可靠性、優(yōu)質(zhì)服務(wù)能力得到進(jìn)一步提升。

1 配電網(wǎng)管理現(xiàn)狀

配電網(wǎng)前期規(guī)劃缺少有效指導(dǎo)。目前配電網(wǎng)規(guī)劃主要依靠對未來城區(qū)及負(fù)荷的區(qū)域性預(yù)測，未能充分考慮目前電網(wǎng)存在的部分問題，如方式調(diào)整不靈活、存在局部線路重載造成輸電受阻等。

對分布式電源等運(yùn)行管理缺乏有效手段。分布式電源作為新生事物，國內(nèi)目前對其采用業(yè)擴(kuò)工程管理兼用發(fā)電廠管理的混合型模式，無法同時滿足發(fā)電需求和電網(wǎng)安全運(yùn)行需要。

配網(wǎng)停電時間長，與客戶缺少互動。一是故障停電時間長；二是因設(shè)備檢修、改造等正常工作導(dǎo)致的停電時間長，且部分線路存在重復(fù)停電情況；三是原有的配電網(wǎng)采用由上至下的管理模式，由電網(wǎng)側(cè)直接進(jìn)行調(diào)控，客戶側(cè)單一接收執(zhí)行命令，無法與電網(wǎng)側(cè)形成互動式交流。

配網(wǎng)調(diào)控?fù)屝拗笓]流程運(yùn)轉(zhuǎn)不暢。配電故障搶修缺乏一體化的生產(chǎn)搶修信息支撐，在互相銜接、互動推進(jìn)方面存在管理上的壁壘，容易造成故障獲悉不及時、搶修流程運(yùn)轉(zhuǎn)不流暢，難以形成協(xié)同聯(lián)動、搶修指揮的有機(jī)結(jié)合，平均故障搶修時間高達(dá)2 h，大大影響供電可靠性。

2 改進(jìn)措施及效果

2.1 網(wǎng)架調(diào)整

對不滿足“N-1”要求的線路，充分利用現(xiàn)有設(shè)備資源進(jìn)行網(wǎng)架調(diào)整，通過完善與其他線路的聯(lián)絡(luò)，向“N-1”網(wǎng)架過渡和發(fā)展。主干線設(shè)2～3個自動化分段開關(guān)，將線路分成3～4段，每段負(fù)荷盡量均衡。對負(fù)荷分布不均勻、分段點(diǎn)設(shè)置不夠、聯(lián)絡(luò)點(diǎn)設(shè)置不合理的環(huán)網(wǎng)線路進(jìn)行優(yōu)化。輕載線路在不降低可靠性的前提下，考慮與相鄰線路合并，提高設(shè)備利用率。采用層次分析法對配網(wǎng)安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性、協(xié)調(diào)性五大類共67項指標(biāo)進(jìn)行綜合分析，全面評估配電網(wǎng)運(yùn)行水平和供電能力，對得分90分以下的重新規(guī)劃，濟(jì)南城市配電網(wǎng)評估系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 濟(jì)南城市配電網(wǎng)評估系統(tǒng)

規(guī)劃時重點(diǎn)梳理配電網(wǎng)網(wǎng)架薄弱問題，通過合理安排配網(wǎng)智能化改造中設(shè)備安裝位置，完善網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，徹底解決運(yùn)行方式調(diào)整不靈活、局部線路重載造成輸電受阻等問題。同步開展配電網(wǎng)規(guī)劃和農(nóng)網(wǎng)、通信網(wǎng)、電網(wǎng)智能化等專項規(guī)劃，全面覆蓋存量與新增配電業(yè)務(wù)；堅持輸配電網(wǎng)、城鄉(xiāng)電網(wǎng)、一次二次、近期遠(yuǎn)期之間相互銜接，協(xié)調(diào)發(fā)展。開展供電設(shè)施布局規(guī)劃，確保電網(wǎng)發(fā)展與地方規(guī)劃有效銜接，合理布局、提前預(yù)留站址和廊道資源；構(gòu)建強(qiáng)簡有序、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高故障自愈和信息交互能力，保障可靠供電。

2.2 配電自動化改造

將故障由人工處置改為系統(tǒng)自動處理，節(jié)約停電時間。建設(shè)并投運(yùn)配電自動化系統(tǒng)，完善系統(tǒng)配置，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)監(jiān)視與故障處理。在發(fā)生配網(wǎng)停電故障后，由系統(tǒng)自動判定故障區(qū)段，遙控隔離故障。改變原有故障處理模式由人工排查、人工赴現(xiàn)場隔離故障導(dǎo)致故障停電時間長的缺陷，避免配網(wǎng)掉閘時全線尋障、接地時逐段試?yán)瓕?dǎo)致事故處理時間過長的問題。濟(jì)南配電自動化系統(tǒng)如圖2所示。

圖2 濟(jì)南配電自動化系統(tǒng)

加強(qiáng)配電網(wǎng)設(shè)備遠(yuǎn)程集中管理。制定《信息接入管理規(guī)定》，強(qiáng)化接入流程管理，明確一次圖模導(dǎo)入方式、信息接入和調(diào)試傳動流程，通過信息交互接口，提升圖模維護(hù)簡便性和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。每天進(jìn)行終端通信狀態(tài)批量統(tǒng)計分析，將通信中斷、蓄電池欠壓設(shè)備及時反饋配電運(yùn)維管理部門。對通信頻繁中斷的設(shè)備，提供通信趨勢圖，輔助促進(jìn)消缺工作，避免因通信中斷或蓄電池不足導(dǎo)致線路事故時實(shí)時信息無法上送、遙控失敗。通信狀態(tài)集中監(jiān)視系統(tǒng)如圖3所示，蓄電池狀態(tài)監(jiān)視如圖4所示。

圖3 通信狀態(tài)集中監(jiān)視

圖4 蓄電池狀態(tài)監(jiān)視

2.3 調(diào)控?fù)屝抟惑w化

建設(shè)配網(wǎng)搶修指揮平臺，進(jìn)行“調(diào)控?fù)屝抟惑w化管理”。成立配網(wǎng)搶修指揮中心，與配網(wǎng)調(diào)控業(yè)務(wù)集中在一個作業(yè)平臺。原有配網(wǎng)搶修指揮業(yè)務(wù)與配網(wǎng)調(diào)控人員分屬不同部門，配網(wǎng)故障信息傳遞層級多、搶修業(yè)務(wù)溝通不暢。將配網(wǎng)搶修指揮業(yè)務(wù)從原區(qū)調(diào)分離，配網(wǎng)搶修指揮中心和配網(wǎng)調(diào)控中心統(tǒng)一納入地區(qū)調(diào)控中心管理，集中在同一作業(yè)區(qū)域，實(shí)施集約化辦公，實(shí)現(xiàn)指揮、搶修、調(diào)控一體化管理。故障發(fā)生時，配網(wǎng)調(diào)度員和搶修指揮中心人員共同進(jìn)行故障研判，及時掌握故障線路、故障區(qū)段、停電用戶信息，提升搶修指揮的準(zhǔn)確性，解決了原有管理模式中故障排查和搶修指揮的盲目性。

創(chuàng)新“一搶三優(yōu)”原則，實(shí)現(xiàn)搶修工單一次性派發(fā)成功?！耙粨屓齼?yōu)”原則，即“優(yōu)先考慮緊急程度、優(yōu)先考慮搶修距離、優(yōu)先考慮搶修能力，實(shí)現(xiàn)搶修工單一次性派發(fā)成功”。根據(jù)故障點(diǎn)位置，安排距離故障點(diǎn)最近的人員及車輛進(jìn)行故障搶修，最大限度縮短到達(dá)現(xiàn)場的時間。開展現(xiàn)場作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化管理，制定標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)卡，有效杜絕操作錯項、漏項等造成的搶修時間延長，提升現(xiàn)場作業(yè)效率。

創(chuàng)新制作“搶修包”，減少搶修準(zhǔn)備工作時間。搶修資源標(biāo)準(zhǔn)化管理，將搶修物資、搶修人員等資源納入標(biāo)準(zhǔn)化管理，做到搶修資源有據(jù)可查，搶修實(shí)力有據(jù)可依，為合理安排搶修隊伍、快速實(shí)施配網(wǎng)故障報修提供了資源保證。為避免搶修時發(fā)生因備品備件不充足造成故障搶修時間拖延，按照配網(wǎng)故障類型不同提前組織搶修所需工具材料做成“搶修包”。在配網(wǎng)搶修指揮分配工作任務(wù)后，按照工作任務(wù)直接取用，減少搶修準(zhǔn)備工作時間。

搶修指揮流程化管理，實(shí)現(xiàn)可視化動態(tài)搶修。故障發(fā)生后，借助多媒體互動技術(shù)全景展現(xiàn)故障跳閘區(qū)間、故障線路信息及故障所影響的高低壓用戶數(shù)及停電設(shè)備數(shù)，判斷故障原因，實(shí)現(xiàn)對故障點(diǎn)定位。配網(wǎng)生產(chǎn)搶修指揮平臺構(gòu)架如圖5所示。

通過集成視頻監(jiān)控可視化和對搶修資源的調(diào)配與實(shí)時跟蹤，加強(qiáng)搶修過程的風(fēng)險管控和優(yōu)化搶修資源的合理調(diào)配，將相關(guān)視頻設(shè)備及PDA終端與搶修車輛、搶修人員綁定，現(xiàn)場人員實(shí)施反饋故障搶修狀況，指揮中心人員能夠?qū)崟r指揮搶修任務(wù)，了解搶修現(xiàn)場狀況，全局調(diào)度，實(shí)現(xiàn)搶修指揮的科學(xué)閉環(huán)管理。

2.4 搭建新能源并網(wǎng)通道

支持分布式電源的大量接入是主動配電網(wǎng)的重要特征，主動配電網(wǎng)是將包括發(fā)電機(jī)、負(fù)載和儲能裝置在內(nèi)的分布式資源進(jìn)行組合控制的系統(tǒng)［2-4］；配電運(yùn)行人員能夠應(yīng)用靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湔{(diào)整潮流的分布；分布式資源可以根據(jù)適當(dāng)?shù)谋O(jiān)管政策以及用戶接入?yún)f(xié)議，向系統(tǒng)提供一定程度的輔助服務(wù)支撐。通過建設(shè)智能配電網(wǎng)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電源、電網(wǎng)、負(fù)荷三者間相互匹配、適應(yīng)，提升電網(wǎng)及用戶供電可靠性。

2.5 實(shí)施效果

基于能源互聯(lián)網(wǎng)的智能配電網(wǎng)精益化管理體系充分發(fā)揮了配電自動化系統(tǒng)的自愈控制技術(shù)及配網(wǎng)搶修指揮平臺的主動式搶修能力，異常、故障處理時間縮短30%，配網(wǎng)故障排查時間由1.5 h降為90 s，故障處理和供電恢復(fù)時間由3.5 h降為1 h，因故障停電造成的電量損失由月均725 950 kWh降至95 820 kWh，下降了86.8%。依據(jù)2016年1月1日起在全省范圍內(nèi)試行的居民生活用電峰谷分時電價政策，第3檔峰段電價為0.876 9元/kWh，按減少停電損失進(jìn)行計算，月均經(jīng)濟(jì)效益達(dá)55.2萬元，累計經(jīng)濟(jì)效益達(dá)993.6萬元，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

圖5 配網(wǎng)生產(chǎn)搶修指揮平臺

3 結(jié)語

以能源互聯(lián)網(wǎng)雙向信息流為理念，以分布式電源、主動搶修為手段，以減少對社會造成的影響為目的，依照管理需要科學(xué)規(guī)劃配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，實(shí)施配電自動化設(shè)備的改造，重構(gòu)配電網(wǎng)搶修體系，推進(jìn)源網(wǎng)荷友好互動，從而實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)全過程、全透明、可視化監(jiān)控，為電網(wǎng)調(diào)控、設(shè)備運(yùn)維和管理提供了有力支撐，實(shí)現(xiàn)了可靠、優(yōu)質(zhì)、高效的電力供應(yīng)，為今后配電網(wǎng)的發(fā)展和管理進(jìn)行了實(shí)踐性探索。

［1］胡金焱，劉險峰，李永平.“兩區(qū)、一圈、一帶”戰(zhàn)略深入實(shí)施及區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展研究—基于山東省金融發(fā)展戰(zhàn)略視角［J］.金融發(fā)展研究，2015（6）：37-44.

［2］劉廣一，黃仁樂．主動配電網(wǎng)的運(yùn)行控制技術(shù) ［J］．供用電，2014，31（1）：30-32.

［3］范明天，張祖平，蘇傲雪，等．主動配電系統(tǒng)可行技術(shù)的研究［J］．中國電機(jī)工程學(xué)報，2013，33（22）：12-18．

［4］尤毅，劉東，于文鵬，等．主動配電網(wǎng)技術(shù)及其進(jìn)展［J］．電力系統(tǒng)自動化，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，工程師，從事電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)運(yùn)行管理工作；

劉 博（1987），男，工程師，從事電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行管理工作；

林祺蓉（1972），女，高級工程師，從事電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行管理工作；

劉紅霞（1985），女，工程師，從事電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)運(yùn)行管理工作；

王俏俏（1984），女，高級工程師，從事電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)運(yùn)行管理工作。