高弹性电网环境下“网上电网”智能规划探索

高弹性电网环境下“网上电网”智能规划探索

王浩

国网赤峰供电公司 内蒙古赤峰市 024000

摘要：为落实国家电网公司“网上电网”配电网规划应用支撑工作要求，以及高弹性电网建设发展战略要求，本文详细分析了高弹性电网环境下“网上电网”智能规划。

关键词：高弹性；网上电网；智能规划

电网企业传统业务基础支撑薄弱，各环节关联差、灵活性低，因数据收集手段落后，相关业务信息无法充分发挥作用优化和助力提升电网综合管理水平。而开展“网上电网”智能化规划建设，实现公司电网规划与数字化规划有机衔接，从而全面提升配电网精益建设、安全可靠运行水平。

一、建设目标

充分利用现有营配调网上信息系统资源，通过AI智能聚类技术，将逻辑、电气算法结合，开发全自动化智能规划系统，打造“图-数-模”一体的数字化、可视化、智能化规划工作模式，从而大幅提升配网规划自动化、一键式、智能化等电网规划作业应用水平。利用自动规划系统，深度挖掘现状电网供电潜力，构建“强-简-强-智”目标网架，并在信息状况变化情况下，通过终端信息整合，进行实时检测和校正，确保精准规划和建设，有力支撑清源能源强县建设，全面促进多元清洁能源主体灵活便捷接入、可靠输送、高效利用，提升能源互动互济、电网可靠感知和自愈能力，不断提升电网高弹性建设水平。

二、实现数据一个源

为保障“网上电网”技术应用时取数精准、完整，先要开展数据治理工作。首先，针对PMS2.0数模核查，确保GIS平台上“站-线-变”拓扑关系、坐标信息；其次，台账数据核查，确保PMS2.0内“站-线-变”台账各类数据信息的正确性；最后，建立数据核查与治理的长效制度，确定一周一更，一月一校核的数据治理模式。积极开展运行类数据治理，重点核查迎峰度夏期间设备运行数据，包含但不限于调控系统中的主变、线路、数据，用采系统中台区类数据，配电系统中的负荷开关、断路器数据等，收集整理并整治缺失、异常数据。

三、打造电网一张图

加快“网上电网”技术应用实施，突破传统的表格数据为主的系统应用

模式，基于电网GIS平台服务，建立“站-线-变”关系贯通和网格化管理可视化拓扑图，承载了设备台账数据、项目建设、生产运行等信息，实现了图-数-表灵活转换。采用基于大数据的图形数据平台技术及硬件级优化算法，在系统中可模拟大规模电网三相模型，支持馈线数目大于1000条，满足配电网规模需求。

四、智能规划全过程

运用“运行态”电网一张图，开展网上诊断、规划布局与仿真论证。智能诊断各级电网薄弱环节，预判发展需求。基于标准接线库、设备选型库，在网上开展布点规划、网架设计、仿真计算及多方案比选，改变以往规划线下编制、设计经验主导的工作模式，实现网上规划、网上设计、网上评审、实时追溯。

现状电网诊断。将区域现状图模数据纳入系统，可自动统计设备数量、主干线界面、线路挂机容量等基础信息，自动识别网架接线模式、联络合理性、分段合理性等网架信息，自动计算供电半径、负载率、变电站全停全传、潮流、可靠性等运行信息，一键式精准识别现状电网薄弱点。

精准化负荷预测。负荷可分为：连续生产型、商业服务型、公共服务型、居住型、日常工作型五大类。综合分析这些负荷的特征曲线，分别计算白天及晚上两个高峰时段的区域最大负荷，并根据结果取其最大值作为本区域规划计算时的最大负荷值。

根据调研结果设置行业参数，结合主城区总规、控规等多规合一，实现控规对象化，空间负荷预测可一键完成。

变电站选址定容。变电站选址定容采用“平面中位算法”，在满足负荷需求前提下，以变电站建设、10千伏线路造价、运行线损总和费用最低为目标函数，计算出变电站最优位置、容量、数量及其供电范围。

供电单元划分。以总线路投资最小为目标函数，以线路负载率、网格、供电单元容量为约束，自动进行标准接线组的供电范围划分，按供区类型将目标网架供电模式自动确定。

目标网架构建。根据供电区域类型实现环网柜自动布点，线路自动布线，积极响应高弹性电网线路高承载、高自愈要求，考虑到95%尖峰负荷平衡，并且通过黑白校验，利用行业错峰，可做到削峰填谷，提高线路利用小时数，以供电单元标准化划分，以提高线路承载最大值，并满足线路N-1标准。以双环网、架空多分段单联络为主，达到网架坚强的目的，同时进行全停全传校验，以达到远景网架高自愈目的。

网上计划投资。直观分析计划投资规模、计划投资类别、计划执行状态、计划完成成效，预警计划执行偏差项目，实现图上计划动态跟踪，执行在线管控。

项目预排序、预评估。充分发挥“网上电网”数据化平台功能，加强“事前”科学决策，基于电网诊断结果、项目指标分析、投资预测等，开展项目优选的智能推荐，保障投资安排精准；加强“事中”跟踪优化，基于计划执行管控，全方位、多角度扫描、监督项目执行全过程，保障投资执行精准，加强“事后”评价考核，基于项目在线持续评价，构建全面的评价管控体系，降低低效无效投资风险，保障投资效果精准。

网上统计分析。从源头采集数据，开展网上统计建模，自动生成统计报表。建立多源设备匹配档案，在线开展源网荷全量设备统计、可视化关口模型配置、供用电统计、同期线损统计、“三率合一”投资统计等；在线开展统计监测与分析，搭建经济活动分析模型，深化电力市场分析预测，不断丰富拓展统计指标范围、内容深度细度及统计服务产品，提升统计分析质量。

网上协同服务。“网上电网”作规划可视化应用平台，在线提供电源接入、供电方案批复等服务，开放共享电网运行工况、电网规划方案及规划项目进展等信息，实现发展业务与调度、运维、营销等业务相关环节的有效衔接，促进电网业务的高效协同。

五、预期成效

现状全量化评价。“网上电网”技术应用实现了标准化分析，包括网架标准性分析、变电站全停全转下的薄弱环节分析、供电可靠性分析，了解区域现状电网薄弱环节。采用数学逻辑、电气算法集成技术，实现现状电网量化分析，提升规划科学性。采用面向大规模电网图形显示技术，实现规划方案、地理图及计算分析结果管理及可视化，同时采用大数据挖掘技术、AI人工智能技术，提升实现配网规划精准度。

变革配电网规划模式。将传统的人工+CAD规划模式转变为配电网智能自动规划模式，复杂的指标计算让计算机自动完成，更加精准；人工重复的工作让计算机自动完成，更加高效，提升规划精准度。

实现基层减负。配电网智能自动规划方式基于数据集成成果，自动统计、分析、决策，报表自动生成，资源自动分配，工作人员只需作重要的决策判断，极大减轻基层负担。

实现灵活规划。统筹分析主城区灵活源网荷储互动资源库电网可调节能力、负荷转供能力、负荷特性及设备利用效率等，以柔性规划理念开展本项目实施，落实95%尖峰负荷平衡。延缓区域电网新增变电站容量规模，促进区域电网容量优化规划与设备运行效率双提升。

促进四“高”实现。高承载：通过黑白校验，利用行业错峰，可做到削峰填谷，提高线路利用小时数，以供电单元标准化划分，以提高线路承载最大值，并满足线路N-1准则，实现95%尖峰负荷平衡。高效能：采用面向大规模电网图形显示技术，实现规划方案、地理图及计算分析结果管理及可视化。梳理负载低、高损型号配变，进行配变更换优化。高互动：远景网架是一张动态的理想网架，结合现状已建地块、政府规划、新地块开发、充电桩等负荷发展情况，做到源网荷可调控的高互动性配电网。高自愈：远景网架构建以双环网、架空多分段单联络为主，以达到网架结构坚强的目的。采用电气仿真技术，可实现电网设备、规划资源统计和分析，阶段性对变电站全停全传校验，完成转供能力评估。

参考文献：

[1]张震雷.国家电网“网上电网”助推电网向智慧能源系统发展[J].中国电力，2020(09).

[2]周海波.高弹性电网环境下“网上电网”智能规划探索[J].中国电力企业管理，2020(12).