智慧配電網為城市充能

文／圖_韓 彥 羅 浩

作為國家中心城市和“一帶一路”重要節點城市，近年來，鄭州市加快建設在特色鮮明、集聚和輻射帶動作用大幅增強、綜合競爭優勢明顯提高等方面成效顯著的新型智慧城市。為構建與國家中心城市相匹配的一流配電網，2022年3月以來，國網鄭州供電公司積極開展國際先進型城市配電網示范建設，通過數字化、智能化技術的應用，著力打造與城市高質量發展相適應的高質量智慧城市配電網。

“百秒感知”推動配網數字化轉型

11月12日16時51分，鄭州35千伏夾津口變電站某配電變壓器發生失電，觸發國網鄭州供電公司配電網故障“百秒感知”系統的智能主動研判程序。系統經過80秒研判，準確識別故障開關，并發出停電告警，為工作人員縮小了故障查找范圍。“百秒感知”技術在鄭州電網上線以來，累計完成700余次配網故障研判，準確率超過98%，為城市配電網數字化轉型打通了主動脈。

配電網是面向客戶供電的末端電網，發生故障后會直接影響客戶的用電體驗。針對配網線路分支開關不具備故障感知功能、人工研判故障耗時長等問題，國網鄭州供電公司在國內首創配網停電“百秒感知”技術，將停電研判時間由人工現場檢查確認停電開關所耗時的45分鐘縮短到系統智能研判的100秒之內，進一步提高配網故障感知及時性和準確性，有效提高了城市配網故障搶修工作效率，提升了客戶用電獲得感。

據悉，“百秒感知”技術是通過開發主網信號研判算法，貫通營配調數據資源，優化配網故障研判啟動條件，讓配網故障時引起的主網保護啟動和負荷突降信息可通過D5000系統自動上傳至配電區云主站。系統在故障發生后迅速、全面地獲取線路臺區停電基礎數據源，直接啟動故障研判，解決了用電采集終端停電信號上送不及時等問題。

“除了縮短故障查找時間，‘百秒感知’體系還將故障研判的準確度由67%提升至98%以上，將開關有效感知率由以往的27.8%提升至95%，做到了配網停電感知‘快、準、全’。”該公司供電服務指揮中心專責陳啟龍介紹，去年9月份該體系投入使用后，他們用時55天便實現了1063條配電線路的“百秒感知”試點應用，在不增加設備改造投資的前提下，收到設備改造同等感知效果。經統計，采用“百秒感知”技術后，停電時戶數同比下降27%，客戶平均停電時長縮短30分鐘。

“星型”結構架起高可靠性城市配網

10月5日，隨著姚橋8號安置小區內的姚8三期安置二箱一箱聯電纜接入完成，鄭州市鄭東新區第6組“星型”網架的第3次干網搭建完成，實現了姚橋區域10個大型小區負荷靈活轉供，為冬季供電提供了更加堅強的網架基礎。

國網鄭州供電公司重點圍繞鄭州市二七商圈、如意湖核心區等城市發展重點區域對供電可靠性的要求，設計“星型”高可靠性配電網網架方案，通過較小改動、較少投資，實現變電站變電容量利用效率、電網資產利用效率與投資效率、變電站板位資源利用率的“三提升”。

不停電作業為配網“在線”改造升級。

“星型”高可靠性配電網網架采用雙層組網理念，將以開關站為節點的配電網雙環網作為主干網，實現開關站“站站相連”，以環網柜為節點的單環網作為次干網，打造出“星型”接線結構。主干網、次干網網架結構得到進一步優化，高效連接、互聯互供。

“目前，我們已經建成10組高可靠性‘星型’接線結構，包含15組雙環網，優化了全市12個供電網格的配電網網架結構，實現了配電網‘主次雙層、雙通互濟、主配協同、全停全轉’。”國網鄭州供電公司配網管理部主任馮志敏介紹，“星型”組網模式主干全線配置“自愈”系統，提升了網架內配電線路安全穩定運行水平，將配網供電可靠率提升至99.9%。

國網鄭州供電公司積極適應以新能源為主體的新型電力系統發展需求，結合鄭州配電網實際，通過實施高可靠性配電網“星型”接線等示范技術，有效提升配電網運行可靠性與數智化水平，實現鄭州A+區域供電可靠性的跨越式提升，對河南城市配電網高質量發展具有十分重要的示范引領作用。

“機器代人”升級配網作業方式

“繼續升高斗臂，注意三維成像里的距離提示。”9月22日，鄭州市高新區雪松路附近，一臺帶電作業車緩緩升起，斗臂里乘坐的不是高空作業人員，而是一臺白色機器人，只見它靈活地揮舞著機械臂，正在為配網線路加裝故障指示器。

這次作業采用“人機協同”模式進行，這臺帶電作業機器人的“出場”極大提升了作業效率和可靠性。據了解，這次作業避免了10余個高壓客戶和1000余戶居民停電，多供電量2.2萬千瓦時。

現場負責人王培丹干了十幾年的配網不停電作業，從沒有想過不上桿、不穿絕緣服也能完成任務，感覺既便捷又高質量：“機器人作業給我們最大的感覺是更安全、更省勁兒，作業人員既不用登高，也不用進入帶電區域，在地面操作平板電腦就可以完成全部流程。”

據了解，帶電作業機器人能夠在三維模擬系統的輔助下進入帶電區域，通過雙臂協同操作，運用視覺識別、運動控制等核心技術，實現機器人自主識別抓取引線位置，完成穿線、剝線和接線等工作，可以解決高空、高壓、高溫、高危險性等帶電作業問題。

“帶電作業機器人技術從去年首次應用以來，經過我們的不斷嘗試和改善已經日趨成熟，今年我們已經使用帶電作業機器人開展50余次作業，其中包括接引流線、加裝接地掛環、加裝驅鳥器等多個項目。”國網鄭州供電公司不停電作業中心員工竇孝祥說，目前他們正在對末端工器具進行開發完善，擴展帶電作業機器人應用場景限制，不斷提高“機械代人”智能化作業水平。