數(shù)字化配電網(wǎng)怎么建？寧波綜合示范區(qū)的思考與解答
來源：中國能源新聞網(wǎng) 時間：2024-12-12 16:37
唐瑾瑾 宋曉陽 朱正航
11月28日，國家電網(wǎng)公司發(fā)文評定10個數(shù)字化配電網(wǎng)綜合示范區(qū)和10個專項示范區(qū)。浙江寧波是數(shù)字化配電網(wǎng)綜合示范區(qū)之一。
早在去年9月，國家電網(wǎng)公司為促進(jìn)分布式光伏、電動汽車、儲能等新要素發(fā)展，滿足電力優(yōu)質(zhì)供應(yīng)、能源綠色轉(zhuǎn)型、資源優(yōu)化配置需要，啟動了數(shù)字化配電網(wǎng)綜合示范區(qū)建設(shè)，加速推動配網(wǎng)轉(zhuǎn)型升級。
經(jīng)過1年多的建設(shè)，國網(wǎng)寧波供電公司打破營銷、運檢等系統(tǒng)層面的數(shù)據(jù)壁壘，推動專業(yè)深度融合，省公司系統(tǒng)內(nèi)首家實現(xiàn)營配業(yè)務(wù)數(shù)字化貫通、配網(wǎng)“規(guī)劃、建設(shè)、運行”數(shù)字化移交，基于“電網(wǎng)一張圖”建成我國首個“全域能量管控平臺”、投運全球首套輕量化中壓柔性互聯(lián)裝置，9816平方公里的寧波全域供電可靠性99.9955%，達(dá)到世界一流城市供電可靠率水平。
寧波東部新城夜景。洪浩哲 攝
在建設(shè)數(shù)字化配電網(wǎng)綜合示范區(qū)的過程中，國網(wǎng)寧波供電公司不斷探索深入思考三個關(guān)鍵問題：
宏觀目標(biāo)上，配電網(wǎng)要建成何種形態(tài)？
實施演進(jìn)上，數(shù)字化與配電網(wǎng)如何耦合發(fā)展？
落地推廣上，有怎樣的一整套系統(tǒng)性解決方案？
這樣的“追問”來自一線，形成了體系化的理論成果，并融入基層日常工作中，成為浙江在配電網(wǎng)建設(shè)方面的領(lǐng)先探索與實踐。
宏觀目標(biāo)上，配電網(wǎng)要建成何種形態(tài)？
如今的配電網(wǎng)正向著負(fù)荷多樣化、市場互動強、用電需求高演變。
在寧波，新能源發(fā)展迅猛，截至10月底寧波光伏發(fā)電裝機784.91萬千瓦，持續(xù)居浙江省首位。寧波電動汽車保有量全省第二，市場多主體互動需求旺盛。配電網(wǎng)不僅要支撐好新能源發(fā)展和經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展，也面臨著冬季防冰、夏季防臺風(fēng)、城區(qū)防澇、山區(qū)防雷等各種防災(zāi)減災(zāi)任務(wù)。這些都給電網(wǎng)的承載力、服務(wù)力、協(xié)同力等帶來諸多挑戰(zhàn)。
“配電網(wǎng)不僅僅是配電網(wǎng)?！眹W(wǎng)寧波供電公司營配部主任凌健認(rèn)為：新型配電系統(tǒng)是配電網(wǎng)的建設(shè)目標(biāo)，它具有分布式、智能化、低碳化的特征，需要優(yōu)化配電網(wǎng)調(diào)度運行方式，發(fā)揮“數(shù)字化+人工智能”優(yōu)勢和市場多元主體潛能。因此，配電網(wǎng)勢必要在物理形態(tài)、數(shù)字形態(tài)、商業(yè)形態(tài)上進(jìn)行與之匹配的演進(jìn)。
供電員工來到前灣新區(qū)數(shù)字經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園，檢查園內(nèi)配電房用電設(shè)備。戚佳東 攝
在物理形態(tài)上，要建成高可靠性網(wǎng)架，適應(yīng)分布式能源、微網(wǎng)等多類型要素主體接入，探索柔直互聯(lián)，助力配電網(wǎng)從傳統(tǒng)的“無源”單向輻射網(wǎng)絡(luò)，向“有源”雙向交互系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。數(shù)字形態(tài)上，要基于中臺架構(gòu)，實現(xiàn)對源網(wǎng)荷儲設(shè)備信息、運行信息、狀態(tài)信息的深度感知，利用大數(shù)據(jù)、大模型等人工智能實現(xiàn)精準(zhǔn)數(shù)據(jù)支撐分析決策，最終提升中低壓“可觀、可測、可控、可調(diào)”能力。商業(yè)形態(tài)上，要挖掘客戶側(cè)調(diào)節(jié)潛力，促進(jìn)社會運營商、負(fù)荷聚合商、車網(wǎng)互動等新業(yè)態(tài)創(chuàng)新發(fā)展，推動政府和市場兩手發(fā)力，提高系統(tǒng)響應(yīng)速度和調(diào)節(jié)能力。
國網(wǎng)寧波供電公司建設(shè)新型配電系統(tǒng)的目標(biāo)，以及把配電網(wǎng)的物理形態(tài)、數(shù)字形態(tài)、商業(yè)形態(tài)作為突破重點，與國家電網(wǎng)公司的頂層設(shè)計不謀而合。
“新型配電系統(tǒng)建設(shè)要以物理形態(tài)為基礎(chǔ)，數(shù)字形態(tài)為支撐，商業(yè)形態(tài)為關(guān)鍵，實現(xiàn)多元復(fù)合等要素的時空互補控制與調(diào)節(jié)?！眹译娋W(wǎng)公司設(shè)備部副主任竇曉軍在今年6月的新型配電系統(tǒng)技術(shù)大會上表示。
實施演進(jìn)上，數(shù)字化與配電網(wǎng)如何耦合發(fā)展？
既然要建設(shè)數(shù)字化配電網(wǎng)，那么數(shù)字化和配電網(wǎng)究竟是什么關(guān)系呢？
國網(wǎng)寧波供電公司錨定配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展方向，理清數(shù)字化和配電網(wǎng)實體“數(shù)實”關(guān)系，創(chuàng)新性提出“以數(shù)映實、以數(shù)控實、以數(shù)優(yōu)實、數(shù)實互動”四個逐層遞進(jìn)的“數(shù)實”耦合發(fā)展新模式。
“以數(shù)映實”，配電網(wǎng)“看得見”。寧波“電網(wǎng)一張圖”不僅呈現(xiàn)了配電網(wǎng)“站—線—變—戶”圖模及拓?fù)潢P(guān)系，而且省內(nèi)率先將光伏、充電樁、儲能新要素全量納入“電網(wǎng)一張圖”，并打通全域全量低壓表計數(shù)據(jù)，實現(xiàn)配網(wǎng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率與用戶表計表箱數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率均達(dá)到99.99%以上，實現(xiàn)在“電網(wǎng)一張圖”上的全要素動態(tài)呈現(xiàn)。
“以數(shù)控實”，配電網(wǎng)“控得住”。通過補強中低壓關(guān)鍵節(jié)點基礎(chǔ)感知終端，寧波配電自動化有效覆蓋率提升到100%，F(xiàn)A動作成功率98.70%，實現(xiàn)配電網(wǎng)故障快速自愈。通過開展光儲充新要素調(diào)控場景建設(shè)，寧波光伏微型并網(wǎng)斷路器投運量全省第一，實現(xiàn)低壓分布式光伏“剛性可控、柔性可調(diào)”。
“以數(shù)優(yōu)實”，配電網(wǎng)“協(xié)得動”。建成全域能量管控平臺，實現(xiàn)寧波全域509萬千瓦光伏、137萬千瓦充電樁、62.4萬千瓦儲能等分布式資源的分層分級聚合和調(diào)控；建立配電網(wǎng)安全運行和客戶/微網(wǎng)經(jīng)濟(jì)利益的博弈模型，在保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，最大程度促進(jìn)分布式資源發(fā)展和用戶收益。
“數(shù)實互動”，配電網(wǎng)“管得牢”。通過優(yōu)化移動端、電腦端交互方式，探索人與業(yè)務(wù)虛擬伴生，實現(xiàn)“人—數(shù)字平臺—物理實體”深度互動?；凇半娋W(wǎng)一張圖”實現(xiàn)搶修指揮、運行檢修、停電管理等業(yè)務(wù)的100%工單驅(qū)動及可視化管控指揮。
落地推廣上，有怎樣的一整套系統(tǒng)性解決方案？
國網(wǎng)寧波供電公司統(tǒng)籌源、荷、儲三類關(guān)鍵要素，貫通規(guī)劃、建設(shè)、運行全流程，構(gòu)建了適應(yīng)配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的成套系統(tǒng)性解決方案，在城市、園區(qū)、農(nóng)村全面落地，推動配電網(wǎng)物理、數(shù)字、商業(yè)“三態(tài)”演進(jìn)。
聚焦可靠供電，打造城市場景
浙江的城市核心區(qū)域負(fù)荷密度大，空調(diào)、充電樁等柔性負(fù)荷占比高，保供要求高。
在寧波核心城區(qū)東部新城，區(qū)域內(nèi)有50多棟超高建筑群體、10余座超大規(guī)模商業(yè)綜合體，以及20多個超高要求政府機構(gòu)群體，對供電可靠性要求極高。國網(wǎng)寧波供電公司在配電網(wǎng)物理形態(tài)上，聚焦打造保供型標(biāo)準(zhǔn)雙環(huán)網(wǎng)架，在重大保供活動期間，通過調(diào)整運行方式，實現(xiàn)專線供電；在數(shù)字形態(tài)上，以全域FA全覆蓋為基礎(chǔ)，試點光纖差動分布式技術(shù)，通過部署地釘、微拍等在線監(jiān)測技術(shù)，實現(xiàn)電纜精益化運維；在商業(yè)形態(tài)上，通過政策機制引導(dǎo)，4.38萬千瓦空調(diào)負(fù)荷納入可調(diào)節(jié)范圍，夏季尖峰負(fù)荷最多可削減15.77%。通過分時電價宣傳引導(dǎo)，2430戶充電樁客戶主動避峰填谷。
供電員工來到寧波奉化區(qū)仁湖公園充電站開展設(shè)備檢查和維護(hù)，并向正在充電的新能源車主講解使用注意事項。王柳 攝
目前，國網(wǎng)寧波供電公司在東部新城、姚江南岸核心區(qū)等區(qū)域已建成高可靠供電示范區(qū)，供電可靠性達(dá)99.9999%，年戶均停電時間小于1分鐘，達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
聚焦協(xié)同互動，打造園區(qū)場景
浙江的工業(yè)園區(qū)整體規(guī)模大、用能體量大、互動需求強。寧波作為典型的制造業(yè)城市，工業(yè)用電占比超過七成，政府提出“園區(qū)之外無工業(yè)”的理念。
在寧波“361”萬千億級產(chǎn)業(yè)集群示范園——北侖靈峰現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)園，國網(wǎng)寧波供電公司建成國際首套輕量化中壓柔性互聯(lián)裝置，實現(xiàn)主配網(wǎng)協(xié)同和柔性交互。今年迎峰度夏期間，為北侖靈峰現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)園供電的110千伏徐洋變負(fù)載率居高不下，調(diào)度員根據(jù)實時負(fù)荷情況每天通過園區(qū)內(nèi)新投運的中壓柔性互聯(lián)裝置向110千伏永豐變轉(zhuǎn)移1500至3000千伏安不等的負(fù)荷，提升了變壓器的整體利用率，保障變電站在高溫天氣下的安全穩(wěn)定運行。針對園區(qū)內(nèi)生活與生產(chǎn)片區(qū)用電特征的差異，供電公司采用低壓柔直互聯(lián)的思路，建成低壓多端口分散式柔性互聯(lián)系統(tǒng)，開展生產(chǎn)、生活片區(qū)之間低壓電網(wǎng)的協(xié)同互治。在客戶側(cè)，供電公司打造企業(yè)級能量管理微網(wǎng)、可離網(wǎng)型風(fēng)光儲微網(wǎng)以及水電氣熱耦合等多種形態(tài)的微網(wǎng)，促進(jìn)客戶內(nèi)部多源資源的平衡自治。
供電員工到前灣新區(qū)銀灣東路零碳驛站，對驛站內(nèi)充電樁及其他用電設(shè)備進(jìn)行檢查。戚佳東 攝
目前，國網(wǎng)寧波供電公司已建成北侖靈峰現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)園、杭灣數(shù)字經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園、慈溪氫能耦合綜合能源園等17個可推廣可復(fù)制的典型園區(qū)數(shù)字化配電網(wǎng)，初步形成各類主體深度參與、高效協(xié)同、共治共享的園區(qū)級能源電力生態(tài)圈。
聚焦穩(wěn)定運行，打造農(nóng)村場景
浙江的農(nóng)村經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)、分布式資源廣泛、山區(qū)末端供電薄弱。
在浙江省級未來鄉(xiāng)村——寧波前灣新區(qū)富北村，有新能源接入體量大、局部重過載風(fēng)險大、臺區(qū)電壓波動大的“三大”特征，傳統(tǒng)單一光儲充調(diào)節(jié)方式已不足以解決這些問題。
國網(wǎng)寧波供電公司在前灣新區(qū)富北村建成了省內(nèi)首個光儲充一體化平衡自治臺區(qū)，由融合終端實施“自我管理”，開展光儲充協(xié)同柔性調(diào)節(jié)，緩解臺區(qū)正反向重過載、電能質(zhì)量異常等問題，實現(xiàn)臺區(qū)下光儲充資源協(xié)同配合、實時調(diào)節(jié)、平衡自治。今年8月8日，富北村5號臺區(qū)因充電樁集中充電，公變負(fù)載率飆升至82.43%。臺區(qū)自治策略迅速響應(yīng)，自動切換至防重過載運行模式，將臺區(qū)負(fù)載率降至60%，從計算分析到策略成功執(zhí)行僅耗時2分鐘，有效避免臺區(qū)重過載的發(fā)生。
目前，國網(wǎng)寧波供電公司已建成前灣新區(qū)富北村新能源自治自平衡型、北侖雙獅村低壓柔直互聯(lián)自平衡型、海曙龍觀鄉(xiāng)分布式光伏聚合型、余姚石板坑村、奉化東山村等偏遠(yuǎn)保供自平衡型等農(nóng)村落地場景。
截至11月12日，寧波今年全社會用電量已累計達(dá)1001.61億千瓦時，同比增加12.65%，較2023年提前38天突破千億大關(guān)。寧波配電網(wǎng)已進(jìn)入“狀態(tài)透明感知、業(yè)務(wù)數(shù)字驅(qū)動、管理智能決策、資源協(xié)同互動”的新階段，初步形成新型配電系統(tǒng)雛形。
大規(guī)模、全方位、多場景、可推廣的數(shù)字化配電網(wǎng)“寧波方案”是否帶給你些許啟發(fā)？
責(zé)任編輯：于學(xué)華
