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)建設力度，初步建成了以“信息化、自動化、互動化”為特征的智能配電網(wǎng)，技術及管理水平達到國內領先水平。

10千伏線路共計4701條，公用線路總長度為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103083臺/4810.46萬千伏安，營業(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)濟和社會發(fā)展的保障，那么配電網(wǎng)就是電力供應鏈條中連接主網(wǎng)和社會、客戶的輸送載體。隨著社會對安全供電可靠性的不斷提高，配電網(wǎng)必須實現(xiàn)更專業(yè)的管理。而在杭州，配網(wǎng)建設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、自動化、互動化”為特征的智能配電網(wǎng)，技術及管理達到國內領先水平。

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)建設力度，按照“一年提升、三年領先”建設一流配電網(wǎng)的目標，統(tǒng)籌推進配電網(wǎng)標準化建設改造創(chuàng)建活動，著力解決市區(qū)配電網(wǎng)發(fā)展薄弱問題，完善網(wǎng)架結構，提升供電能力和質量，提高裝備智能化和運行管理水平，實現(xiàn)規(guī)劃協(xié)同化、建設標準化、運檢智能化、管控信息化，實現(xiàn)業(yè)擴和充電設施的無障礙接入和多元化負荷及清潔能源的全接納。

核心平臺 配電“自動化”

“自動化”對配電網(wǎng)故障快速響應

配電自動化是配電網(wǎng)的核心技術平臺，它利用遙信、遙測、遙控技術，并通過應用系統(tǒng)的信息集成，實現(xiàn)配網(wǎng)的科學管理，相當于配網(wǎng)的神經(jīng)系統(tǒng)，對配網(wǎng)故障可以實時感知，快速響應。在配電自動化建設上，杭州供電公司交出了漂亮的成績單：2009年成為國網(wǎng)公司第一批配電自動化建設試點單位，2014年配網(wǎng)自動化建設與應用入選國家電網(wǎng)公司典型經(jīng)驗。

杭州供電公司采用“主站+網(wǎng)絡型終端”的兩層結構，讓建設和應用同步開展，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，以便有困難時采用載波通信過渡。“這種建設模式使杭州配電自動化建設的投入產(chǎn)出比最大化，同時又將施工的難度和對可靠性的影響降到最低。”杭州供電公司配電自動化專職王凱介紹到。

現(xiàn)階段，杭州已經(jīng)實現(xiàn)市區(qū)電纜主干線路配電自動化全覆蓋，對核心區(qū)分支開關站所開展一遙試點，對主干架空線開展“三遙”試點；深化配電自動化系統(tǒng)應用，擴大全自動饋線自動化區(qū)域，推進配電自動化大面積快速復電及開關狀態(tài)操作實用化應用；完善配電主站系統(tǒng)各項功能，實現(xiàn)單相接地故障定位、智能預警、智能自愈、網(wǎng)絡重構等高級應用功能的實用化，進一步提升分布式能源接入和協(xié)同調度能力。

再升級實現(xiàn)配電網(wǎng)故障智能自愈

2015年8月，杭州供電公司對110千伏中心變成功實施了配網(wǎng)全自動饋線自動化終端注入測試，從故障發(fā)生、故障隔離到非故障區(qū)段恢復供電，全部由主站自動控制完成，成為浙江首家進入配網(wǎng)自動化主站智能自愈高級功能實用化階段單位。配網(wǎng)自動化系統(tǒng)智能自愈，指的是故障發(fā)生后，不需要人工手動遠程操作，全部由配網(wǎng)自動化主站系統(tǒng)完成各個操作步驟，是配電自動化的一種高級模式。“通過配網(wǎng)自動化的進一步升級，在市區(qū)核心范圍實現(xiàn)全自動饋線自動化終端實用化，相比集中交互式全自動饋線自動化終端，故障處理效率可提升10倍以上，并且全過程無需人工參與。”杭州供電公司運維部副主任劉家齊說。

智能自愈功能的實用化，大大減輕了配網(wǎng)調度故障處理的壓力。以往線路發(fā)生故障，通常由運行人員先到現(xiàn)場查找故障，再進行人工隔離及轉供，一般耗時90分鐘，而實現(xiàn)全自動饋線自動化終端實用化后，線路故障最快可在1分鐘內自愈。

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

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

提升效率 配電“智能化”

“智能聯(lián)動”化“被動發(fā)現(xiàn)”為“主動監(jiān)控”

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

“云臺控制上，可自由操控攝像頭距離遠近。以往調控人員在進行調控操作時，不能看到操作后的現(xiàn)場設備情況，為確保操作到位，需要應急搶修隊配合到現(xiàn)場進行把關，有了遙控與視頻大數(shù)據(jù)聯(lián)動這項功能，調控工作就方便又安全了。”鄭偉彥一邊操作一邊解釋。此時另一臺電腦上顯示，配電自動化后遙控聯(lián)動影像，調控人員在操作時可參照現(xiàn)場開關合閉真實狀況再作下一步判斷。

這項功能讓配網(wǎng)調度員遙控操作或線路發(fā)生故障時，視頻輔助系統(tǒng)將收到相關線路的遙控、遙信信號，主動推送對應開關狀態(tài)操作視頻和重要設備環(huán)境細節(jié)數(shù)據(jù)，化“被動發(fā)現(xiàn)”為“主動監(jiān)控”，解決配網(wǎng)設備異常故障時無法第一時間直觀掌握現(xiàn)場狀態(tài)問題，完成配網(wǎng)設備現(xiàn)場無人全自動運維巡視。

目前，杭州供電公司基于云計算、大數(shù)據(jù)、高速總線技術，構建跨一、三區(qū)的配電自動化統(tǒng)一應用平臺，在一區(qū)實現(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、線路和設備重過載分析等功能；并利用“云存儲”平臺，實現(xiàn)省、地、縣數(shù)據(jù)的縱向貫通以及數(shù)據(jù)分層應用，支撐配電網(wǎng)精益化管理。

“智能預警” 讓安全運維“零距離”

“停止施工，請等待我們運行人員到場監(jiān)護！”5月9日，杭州供電公司輸電運檢室運維值班人員吳發(fā)獻撥打電話告知危險狀況，并在手機上繼續(xù)應用防外力破壞智能預警裝置實時監(jiān)測施工情況，成功避免外力破壞風險。吳發(fā)獻使用的這個“智能預警”利器，就是安裝在架空輸電線路施工危險點上的防外力破壞智能預警監(jiān)測裝置。

這套裝置通過網(wǎng)絡技術，將線路現(xiàn)場情況實時傳輸至運維人員電腦以及手機客戶端。當有外力破壞隱患時，這套系統(tǒng)也能夠通過智能算法進行識別，并立即將隱患照片推送至電腦及手機客戶端，及時提醒運維人員進行處理。運維人員還可以通過該裝置遠程對危險點進行實時監(jiān)測。當危險點有施工作業(yè)危及線路運行安全時，該裝置能自動識別并通過電腦及手機客戶端發(fā)送告警信息給監(jiān)測人員，此外監(jiān)測人員還可以遠程喊話及時提醒現(xiàn)場施工人員。

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)測裝置50套，通過互聯(lián)網(wǎng)實時傳遞現(xiàn)場畫面，深入細致了解現(xiàn)場，且所有監(jiān)測裝置數(shù)據(jù)均已接入輸電線路狀態(tài)監(jiān)測中心，實現(xiàn)了特高壓安蘭線全通道的遠程可視化，讓安全運維“零距離”。

與此同時，杭州供電公司創(chuàng)新配網(wǎng)數(shù)據(jù)分析工作，對全網(wǎng)的搶修工單歷史數(shù)據(jù)、公變停電數(shù)據(jù)、配電自動化數(shù)據(jù)進行挖掘分析，結合配網(wǎng)網(wǎng)格化劃分，對每個單位和每個配電網(wǎng)格，進行高壓、低壓故障統(tǒng)計分析展示。為配網(wǎng)改造重點區(qū)域、重點設備的選擇和對改造完成后的成效進行驗證。

“智能搶修”自動研判加快搶修效率

基于配網(wǎng)大數(shù)據(jù)的應用，杭州供電公司升級了配網(wǎng)搶修平臺——智能搶修APP。據(jù)介紹，升級后的配網(wǎng)搶修平臺運用“單線圖投射”，將故障主動研判信息與單線圖信息結合，將預警信號源與單線圖配變點進行綁定，實現(xiàn)了在單線圖上觀察故障預警的功能。同時，通過配變、分線、主線的邏輯關系，對多發(fā)預警信號進行后臺分析，通過接點電逐層分析，自動研判出停電設備，實現(xiàn)實時故障研判。在故障研判結束后，當值人員使用“一鍵發(fā)送”功能，可以直接利用故障研判結果及營配貫通成果，進行后臺分析，對停電范圍內的配變地址進行智能化歸納，并根據(jù)標準格式，自動生成詳細的停電信息，工作人員檢驗通過后即可點擊發(fā)布，所需耗時降低至一分鐘以內。而升級前，這些工作都需要人工完成，耗時至少七八分鐘。

搶修過程中，該平臺以圖形化的形式直觀展示了整個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信息，對搶修進度、搶修過程、故障和告警信息顯示。對需要特殊保電的客戶，系統(tǒng)提供相應的監(jiān)控界面，實時掌握客戶供電安全信息。通過建立有效的“可視化”環(huán)境，實現(xiàn)營、配、調三專業(yè)的信息融合，強化配網(wǎng)搶修、配網(wǎng)運行、客戶供電等方面的管控效率。搶修后，該平臺還可以形成一張“故障地圖”，歸納和分析故障集中區(qū)域，分析故障敏感帶，為采取針對性的清障工作，提升運行質量，提供了有效的數(shù)據(jù)支撐。

實現(xiàn)效益雙贏 綠色環(huán)保電網(wǎng)

杭州供電公司注重電網(wǎng)內質，打造綠色、環(huán)保電網(wǎng)，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益的雙贏。為了推廣清潔電能，杭州供電公司充分依托杭州在長三角城市群的引領作用，推動智能互聯(lián)技術，大力推進節(jié)能減排。

杭州市在國內是換電模式電動汽車的先行者，2014年就已經(jīng)擁有國內規(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《關于加強城市停車設施建設的指導意見》的要求，按照一定比例配建電動汽車充電設施，為服務電動汽車充電設施發(fā)展，進一步加強充換電設施配套電網(wǎng)建設與改造，預留接入容量，保障充換電設施無障礙接入。

今年4月底，杭州首批公用充電樁項目經(jīng)過充電測試，已經(jīng)正式投入使用。這批公用充電樁具備支付寶、微信等移動支付功能。首批公用的128個快速充電槍大多設置在出租車服務區(qū)、公共停車場等場所，以G20峰會重要場館、交通樞紐、特色小鎮(zhèn)和公共停車場（庫）為重點。今年內，杭州還將增設1000多個公用快充槍和1500多個慢充槍。杭州供電公司專門安排用電檢查人員檢查充電樁建設和運維工作，重點檢查諧波在線監(jiān)測和超限跳閘功能，確保電能質量符合相關要求。

此外，杭州供電公司大力推廣應用分布式電源“即插即用”并網(wǎng)設備等技術，在公用配電站所設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)調能力。同時，配合電能替代項目實施，探索解決儲能技術在配電網(wǎng)中的應用技術，適應能源互聯(lián)，為推動“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)+”的應用，給電動汽車車主帶來像加油一樣方便的充電體驗。