智能電網(wǎng)扮靚智慧杭城

張偉華

國網(wǎng)杭州供電公司持續(xù)加大配電網(wǎng)建設(shè)力度，初步建成了以“信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化”為特征的智能配電網(wǎng)，技術(shù)及管理水平達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。

10千伏線路共計(jì)4701條，公用線路總長(zhǎng)度為37341.114千米，電纜化率48.96%，絕緣化率89%，環(huán)網(wǎng)化率90%；10千伏配變共計(jì)103083臺(tái)/4810.46萬千伏安，營(yíng)業(yè)用戶數(shù)377.14萬戶——這組數(shù)據(jù)是浙江杭州供電公司在“十二五”收官之年交出的答卷。

如果說電力是國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的保障，那么配電網(wǎng)就是電力供應(yīng)鏈條中連接主網(wǎng)和社會(huì)、客戶的輸送載體。隨著社會(huì)對(duì)安全供電可靠性的不斷提高，配電網(wǎng)必須實(shí)現(xiàn)更專業(yè)的管理。而在杭州，配網(wǎng)建設(shè)改造與管理工作一直走在全國前列。早在2012年，國網(wǎng)杭州供電公司就建成了國家電網(wǎng)公司首批配網(wǎng)示范工程；2015年底，更是初步建成了以“信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化”為特征的智能配電網(wǎng)，技術(shù)及管理達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。

隨著“十三五”的到來，國網(wǎng)杭州供電公司持續(xù)加大配電網(wǎng)建設(shè)力度，按照“一年提升、三年領(lǐng)先”建設(shè)一流配電網(wǎng)的目標(biāo)，統(tǒng)籌推進(jìn)配電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)改造創(chuàng)建活動(dòng)，著力解決市區(qū)配電網(wǎng)發(fā)展薄弱問題，完善網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，提升供電能力和質(zhì)量，提高裝備智能化和運(yùn)行管理水平，實(shí)現(xiàn)規(guī)劃協(xié)同化、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化、運(yùn)檢智能化、管控信息化，實(shí)現(xiàn)業(yè)擴(kuò)和充電設(shè)施的無障礙接入和多元化負(fù)荷及清潔能源的全接納。

核心平臺(tái) 配電“自動(dòng)化”

“自動(dòng)化”對(duì)配電網(wǎng)故障快速響應(yīng)

配電自動(dòng)化是配電網(wǎng)的核心技術(shù)平臺(tái)，它利用遙信、遙測(cè)、遙控技術(shù)，并通過應(yīng)用系統(tǒng)的信息集成，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)的科學(xué)管理，相當(dāng)于配網(wǎng)的神經(jīng)系統(tǒng)，對(duì)配網(wǎng)故障可以實(shí)時(shí)感知，快速響應(yīng)。在配電自動(dòng)化建設(shè)上，杭州供電公司交出了漂亮的成績(jī)單：2009年成為國網(wǎng)公司第一批配電自動(dòng)化建設(shè)試點(diǎn)單位，2014年配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)與應(yīng)用入選國家電網(wǎng)公司典型經(jīng)驗(yàn)。

杭州供電公司采用“主站+網(wǎng)絡(luò)型終端”的兩層結(jié)構(gòu)，讓建設(shè)和應(yīng)用同步開展，并提出“電纜網(wǎng)‘主干線三遙、分支線一遙、架空網(wǎng)‘一遙、配電變壓器‘兩遙”的建設(shè)原則。通信方式一般采用光纖通信的通信方式，并備有光纖敷設(shè)，以便有困難時(shí)采用載波通信過渡?！斑@種建設(shè)模式使杭州配電自動(dòng)化建設(shè)的投入產(chǎn)出比最大化，同時(shí)又將施工的難度和對(duì)可靠性的影響降到最低?！焙贾莨╇姽九潆娮詣?dòng)化專職王凱介紹到。

現(xiàn)階段，杭州已經(jīng)實(shí)現(xiàn)市區(qū)電纜主干線路配電自動(dòng)化全覆蓋，對(duì)核心區(qū)分支開關(guān)站所開展一遙試點(diǎn)，對(duì)主干架空線開展“三遙”試點(diǎn)；深化配電自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用，擴(kuò)大全自動(dòng)饋線自動(dòng)化區(qū)域，推進(jìn)配電自動(dòng)化大面積快速復(fù)電及開關(guān)狀態(tài)操作實(shí)用化應(yīng)用；完善配電主站系統(tǒng)各項(xiàng)功能，實(shí)現(xiàn)單相接地故障定位、智能預(yù)警、智能自愈、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)等高級(jí)應(yīng)用功能的實(shí)用化，進(jìn)一步提升分布式能源接入和協(xié)同調(diào)度能力。

再升級(jí)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)故障智能自愈

2015年8月，杭州供電公司對(duì)110千伏中心變成功實(shí)施了配網(wǎng)全自動(dòng)饋線自動(dòng)化終端注入測(cè)試，從故障發(fā)生、故障隔離到非故障區(qū)段恢復(fù)供電，全部由主站自動(dòng)控制完成，成為浙江首家進(jìn)入配網(wǎng)自動(dòng)化主站智能自愈高級(jí)功能實(shí)用化階段單位。配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)智能自愈，指的是故障發(fā)生后，不需要人工手動(dòng)遠(yuǎn)程操作，全部由配網(wǎng)自動(dòng)化主站系統(tǒng)完成各個(gè)操作步驟，是配電自動(dòng)化的一種高級(jí)模式。“通過配網(wǎng)自動(dòng)化的進(jìn)一步升級(jí)，在市區(qū)核心范圍實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)饋線自動(dòng)化終端實(shí)用化，相比集中交互式全自動(dòng)饋線自動(dòng)化終端，故障處理效率可提升10倍以上，并且全過程無需人工參與。”杭州供電公司運(yùn)維部副主任劉家齊說。

智能自愈功能的實(shí)用化，大大減輕了配網(wǎng)調(diào)度故障處理的壓力。以往線路發(fā)生故障，通常由運(yùn)行人員先到現(xiàn)場(chǎng)查找故障，再進(jìn)行人工隔離及轉(zhuǎn)供，一般耗時(shí)90分鐘，而實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)饋線自動(dòng)化終端實(shí)用化后，線路故障最快可在1分鐘內(nèi)自愈。

現(xiàn)在，杭州供電公司已有11座變電站、61條10千伏線路實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)自愈功能。未來，還有21座變電站、200條10千伏線路將實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)智能自愈模式。屆時(shí)，杭州配電網(wǎng)在自然災(zāi)害、設(shè)備故障情況下將更加堅(jiān)強(qiáng)。

同時(shí)，杭州供電公司建立了“專業(yè)化管理、屬地化運(yùn)行、集維化檢修”的配電自動(dòng)化運(yùn)維模式，切實(shí)確保實(shí)用化：杭州配電主站可用率達(dá)到100%；終端在線率99%以上，遙控操作使用率始終控制在100%，饋線自動(dòng)化成功率80%以上。據(jù)統(tǒng)計(jì)，自啟動(dòng)配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)7年來，杭州供電公司共投資3.8億元，建成大型配電自動(dòng)化主站一套，信息交互總線一套，敷設(shè)光纖2852公里，建成自動(dòng)化開閉所2560座，覆蓋10千伏線路1275條，配電自動(dòng)化線路覆蓋率達(dá)到96%。

提升效率 配電“智能化”

“智能聯(lián)動(dòng)”化“被動(dòng)發(fā)現(xiàn)”為“主動(dòng)監(jiān)控”

4月27日，杭州供電公司運(yùn)維檢修部配網(wǎng)自動(dòng)化專職鄭偉彥打開配電運(yùn)檢室輔助一體化監(jiān)控平臺(tái)，頁面上顯示出靈隱站所有變電設(shè)備和視頻攝像頭，輕點(diǎn)隨意一個(gè)攝像頭，畫面立即顯示所對(duì)設(shè)備。這是國內(nèi)首創(chuàng)“配電自動(dòng)化遙控與視頻大數(shù)據(jù)智能聯(lián)動(dòng)”功能，通過配電自動(dòng)化信息交互總線，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)信息安全交互。

“云臺(tái)控制上，可自由操控?cái)z像頭距離遠(yuǎn)近。以往調(diào)控人員在進(jìn)行調(diào)控操作時(shí)，不能看到操作后的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備情況，為確保操作到位，需要應(yīng)急搶修隊(duì)配合到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行把關(guān)，有了遙控與視頻大數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)這項(xiàng)功能，調(diào)控工作就方便又安全了?！编崅┮贿叢僮饕贿吔忉?。此時(shí)另一臺(tái)電腦上顯示，配電自動(dòng)化后遙控聯(lián)動(dòng)影像，調(diào)控人員在操作時(shí)可參照現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)合閉真實(shí)狀況再作下一步判斷。

這項(xiàng)功能讓配網(wǎng)調(diào)度員遙控操作或線路發(fā)生故障時(shí)，視頻輔助系統(tǒng)將收到相關(guān)線路的遙控、遙信信號(hào)，主動(dòng)推送對(duì)應(yīng)開關(guān)狀態(tài)操作視頻和重要設(shè)備環(huán)境細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)，化“被動(dòng)發(fā)現(xiàn)”為“主動(dòng)監(jiān)控”，解決配網(wǎng)設(shè)備異常故障時(shí)無法第一時(shí)間直觀掌握現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)問題，完成配網(wǎng)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)無人全自動(dòng)運(yùn)維巡視。

目前，杭州供電公司基于云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、高速總線技術(shù)，構(gòu)建跨一、三區(qū)的配電自動(dòng)化統(tǒng)一應(yīng)用平臺(tái)，在一區(qū)實(shí)現(xiàn)“三遙”數(shù)據(jù)接入及控制操作等基本功能，在三區(qū)實(shí)現(xiàn)“二遙”終端數(shù)據(jù)接入、配電網(wǎng)單相接地故障分析、配電終端管理、線路和設(shè)備重過載分析等功能；并利用“云存儲(chǔ)”平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)省、地、縣數(shù)據(jù)的縱向貫通以及數(shù)據(jù)分層應(yīng)用，支撐配電網(wǎng)精益化管理。

“智能預(yù)警” 讓安全運(yùn)維“零距離”

“停止施工，請(qǐng)等待我們運(yùn)行人員到場(chǎng)監(jiān)護(hù)！”5月9日，杭州供電公司輸電運(yùn)檢室運(yùn)維值班人員吳發(fā)獻(xiàn)撥打電話告知危險(xiǎn)狀況，并在手機(jī)上繼續(xù)應(yīng)用防外力破壞智能預(yù)警裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)施工情況，成功避免外力破壞風(fēng)險(xiǎn)。吳發(fā)獻(xiàn)使用的這個(gè)“智能預(yù)警”利器，就是安裝在架空輸電線路施工危險(xiǎn)點(diǎn)上的防外力破壞智能預(yù)警監(jiān)測(cè)裝置。

這套裝置通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將線路現(xiàn)場(chǎng)情況實(shí)時(shí)傳輸至運(yùn)維人員電腦以及手機(jī)客戶端。當(dāng)有外力破壞隱患時(shí)，這套系統(tǒng)也能夠通過智能算法進(jìn)行識(shí)別，并立即將隱患照片推送至電腦及手機(jī)客戶端，及時(shí)提醒運(yùn)維人員進(jìn)行處理。運(yùn)維人員還可以通過該裝置遠(yuǎn)程對(duì)危險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。當(dāng)危險(xiǎn)點(diǎn)有施工作業(yè)危及線路運(yùn)行安全時(shí)，該裝置能自動(dòng)識(shí)別并通過電腦及手機(jī)客戶端發(fā)送告警信息給監(jiān)測(cè)人員，此外監(jiān)測(cè)人員還可以遠(yuǎn)程喊話及時(shí)提醒現(xiàn)場(chǎng)施工人員。

目前，杭州供電公司已經(jīng)在1000千伏安蘭Ⅰ、Ⅱ線安裝3G視頻監(jiān)測(cè)裝置50套，通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)傳遞現(xiàn)場(chǎng)畫面，深入細(xì)致了解現(xiàn)場(chǎng)，且所有監(jiān)測(cè)裝置數(shù)據(jù)均已接入輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)中心，實(shí)現(xiàn)了特高壓安蘭線全通道的遠(yuǎn)程可視化，讓安全運(yùn)維“零距離”。

與此同時(shí)，杭州供電公司創(chuàng)新配網(wǎng)數(shù)據(jù)分析工作，對(duì)全網(wǎng)的搶修工單歷史數(shù)據(jù)、公變停電數(shù)據(jù)、配電自動(dòng)化數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析，結(jié)合配網(wǎng)網(wǎng)格化劃分，對(duì)每個(gè)單位和每個(gè)配電網(wǎng)格，進(jìn)行高壓、低壓故障統(tǒng)計(jì)分析展示。為配網(wǎng)改造重點(diǎn)區(qū)域、重點(diǎn)設(shè)備的選擇和對(duì)改造完成后的成效進(jìn)行驗(yàn)證。

“智能搶修”自動(dòng)研判加快搶修效率

基于配網(wǎng)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，杭州供電公司升級(jí)了配網(wǎng)搶修平臺(tái)——智能搶修APP。據(jù)介紹，升級(jí)后的配網(wǎng)搶修平臺(tái)運(yùn)用“單線圖投射”，將故障主動(dòng)研判信息與單線圖信息結(jié)合，將預(yù)警信號(hào)源與單線圖配變點(diǎn)進(jìn)行綁定，實(shí)現(xiàn)了在單線圖上觀察故障預(yù)警的功能。同時(shí)，通過配變、分線、主線的邏輯關(guān)系，對(duì)多發(fā)預(yù)警信號(hào)進(jìn)行后臺(tái)分析，通過接點(diǎn)電逐層分析，自動(dòng)研判出停電設(shè)備，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)故障研判。在故障研判結(jié)束后，當(dāng)值人員使用“一鍵發(fā)送”功能，可以直接利用故障研判結(jié)果及營(yíng)配貫通成果，進(jìn)行后臺(tái)分析，對(duì)停電范圍內(nèi)的配變地址進(jìn)行智能化歸納，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)格式，自動(dòng)生成詳細(xì)的停電信息，工作人員檢驗(yàn)通過后即可點(diǎn)擊發(fā)布，所需耗時(shí)降低至一分鐘以內(nèi)。而升級(jí)前，這些工作都需要人工完成，耗時(shí)至少七八分鐘。

搶修過程中，該平臺(tái)以圖形化的形式直觀展示了整個(gè)搶修過程涉及到的配電網(wǎng)的停電影響范圍、影響用戶信息等詳細(xì)信息，對(duì)搶修進(jìn)度、搶修過程、故障和告警信息顯示。對(duì)需要特殊保電的客戶，系統(tǒng)提供相應(yīng)的監(jiān)控界面，實(shí)時(shí)掌握客戶供電安全信息。通過建立有效的“可視化”環(huán)境，實(shí)現(xiàn)營(yíng)、配、調(diào)三專業(yè)的信息融合，強(qiáng)化配網(wǎng)搶修、配網(wǎng)運(yùn)行、客戶供電等方面的管控效率。搶修后，該平臺(tái)還可以形成一張“故障地圖”，歸納和分析故障集中區(qū)域，分析故障敏感帶，為采取針對(duì)性的清障工作，提升運(yùn)行質(zhì)量，提供了有效的數(shù)據(jù)支撐。

實(shí)現(xiàn)效益雙贏 綠色環(huán)保電網(wǎng)

杭州供電公司注重電網(wǎng)內(nèi)質(zhì)，打造綠色、環(huán)保電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的雙贏。為了推廣清潔電能，杭州供電公司充分依托杭州在長(zhǎng)三角城市群的引領(lǐng)作用，推動(dòng)智能互聯(lián)技術(shù)，大力推進(jìn)節(jié)能減排。

杭州市在國內(nèi)是換電模式電動(dòng)汽車的先行者，2014年就已經(jīng)擁有國內(nèi)規(guī)模最大換電型新能源出租車公司。2015年8月，杭州供電公司再次根據(jù)國家發(fā)改委發(fā)布的《關(guān)于加強(qiáng)城市停車設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》的要求，按照一定比例配建電動(dòng)汽車充電設(shè)施，為服務(wù)電動(dòng)汽車充電設(shè)施發(fā)展，進(jìn)一步加強(qiáng)充換電設(shè)施配套電網(wǎng)建設(shè)與改造，預(yù)留接入容量，保障充換電設(shè)施無障礙接入。

今年4月底，杭州首批公用充電樁項(xiàng)目經(jīng)過充電測(cè)試，已經(jīng)正式投入使用。這批公用充電樁具備支付寶、微信等移動(dòng)支付功能。首批公用的128個(gè)快速充電槍大多設(shè)置在出租車服務(wù)區(qū)、公共停車場(chǎng)等場(chǎng)所，以G20峰會(huì)重要場(chǎng)館、交通樞紐、特色小鎮(zhèn)和公共停車場(chǎng)（庫）為重點(diǎn)。今年內(nèi)，杭州還將增設(shè)1000多個(gè)公用快充槍和1500多個(gè)慢充槍。杭州供電公司專門安排用電檢查人員檢查充電樁建設(shè)和運(yùn)維工作，重點(diǎn)檢查諧波在線監(jiān)測(cè)和超限跳閘功能，確保電能質(zhì)量符合相關(guān)要求。

此外，杭州供電公司大力推廣應(yīng)用分布式電源“即插即用”并網(wǎng)設(shè)備等技術(shù)，在公用配電站所設(shè)置防孤島裝置和分布式電源接口，滿足新能源、分布式電源廣泛接入的需求，提高分布式電源與配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)能力。同時(shí)，配合電能替代項(xiàng)目實(shí)施，探索解決儲(chǔ)能技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用技術(shù)，適應(yīng)能源互聯(lián)，為推動(dòng)“互聯(lián)網(wǎng)+”發(fā)展提供電力保障。未來，杭州供電公司希望能利用“互聯(lián)網(wǎng)+”的應(yīng)用，給電動(dòng)汽車車主帶來像加油一樣方便的充電體驗(yàn)。