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國網江蘇電科院自主研發的配網計算推演平臺在江蘇電網應用
發布日期：2023-06-20 瀏覽次數：3102
6月19日，江蘇連云港供電公司員工趙厚凱登錄配網計算推演平臺，結合配網負荷及光伏發電出力預測，對即將到來的端午節假期配網運行情況開展分析。平臺計算推演發現5條配電線路可能出現光伏發電大量倒送導致設備運行越限等風險。他及時將分析情況告知該公司供電服務指揮中心，便于配網調度員更好地調整配網運行方案，確保新能源發電安全消納及居民可靠用電。
這是國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院自主研發的配網計算推演平臺在助力新能源發電消納方面的應用。該平臺實現了千萬級節點的大規模實時在線計算及仿真推演，以“數據+計算”模式，支撐了配網規劃校核、分布式光伏承載力評估、線損計算與降損決策分析等業務應用，推動配網運行管理透明化水平提升。
大規模自動在線計算
精準呈現全省配網狀態
在配網精益化管理的要求下，供電企業需要實時感知配網的運行狀態，有針對性地提升供電可靠性和供電服務水平。
“把配網類比成道路網，配網承載的電流、功率可以看作道路上的車流。正如交通部門需要及時監測路況一樣，我們需要及時監測配網各個分支承載的電流、功率，及時發現電網運行異常并采取相應措施。”國網江蘇省電力有限公司數字化部數據處處長韋磊介紹，“但我們一直缺乏有效‘透視’電網的手段。還是以交通做類比，如果要對車流進行全方位的監測，按照傳統方法，要在每一段道路上都裝上攝像頭，投資成本和運維成本較高。”
能不能通過數字計算推演的方式實現對配網全貌的透明化感知呢？在數據驅動的方式下，僅需采集配網首端及末端的電表數據，即可計算出配網全量節點的電流、功率情況。這好比僅利用車輛匯入口的部分監測點的數據，就可以實現對所有路段上車流的計算推演。
在國網江蘇電力數字化部指導下，江蘇電科院用一年時間開展研究和試點，解決了拓撲校核、參數辨識、少量測計算等關鍵難題，自主研發了配網計算推演平臺。該平臺實現了以15分鐘為一周期、全省4萬余條配電線路數據的大規模自動在線計算。4月27日，該平臺正式在省公司上線，所有市縣供電公司均可訪問并使用該平臺。
“準確完整的拓撲、參數以及量測數據是配網計算的基礎。然而配網點多面廣，容易出現拓撲、參數維護錯誤，量測數據沒有及時傳送等問題。”江蘇電科院數字化中心主任趙新冬介紹，“為了夯實平臺的數據基礎，我們利用大數據分析與人工智能等方法校核配網拓撲、設備參數偏差，補足量測數據缺失的短板。”
目前，平臺通過自動化數據校核累計診斷并輔助整改約7500臺配電變壓器的線變關系異常問題、936條線路的參數異常問題，通過量測補足將江蘇電網98%以上的配網線路納入平臺計算范圍，計算整體合格率達99%。
分時分段計算
快速找到線損成因
基于配網計算推演平臺，國網江蘇電力在不額外加裝采集設備的情況下，實現了配網實時狀態透明感知，進而可以更加精益地分析線損等問題成因。
以配網運行管理中線損異常治理這一難題為例，設備重載、用戶竊電、表計異常等因素都會導致配網線損率異常，線損成因排查費時費力。不同于傳統的以整條中壓線路為統計對象、以天為統計單位的線損計算方式，配網計算推演平臺可分時分段計算線損，實現高線損問題成因的精準判別。
“我們利用分段開關的遙測電流數據計算開關電量，同時對配網拓撲精準建模，依托營配調數據融合，計算線路分時分段的售電量，從而將線損計算精度細化至以分段開關為界的多個區段。”江蘇電科院數字智能室負責人陳錦銘介紹，運維人員發現某條線路存在高線損問題后，可使用配網分時分段線損精益診斷功能模塊計算出高損線路的分時、分段線損率，從而鎖定異常區段。供電員工還可以利用便攜式線損量測終端補充采集遙測未覆蓋區域的數據，進一步縮小排查范圍。
利用平臺的仿真推演功能，供電企業針對其診斷出的線損問題開展設備更換、運行方式調整、無功補償等降損措施模擬，量化評價降損成效，為技改儲備、經濟調度等方面的降損決策提供依據。平臺自2022年4月試運行以來，累計診斷線損異常線路7000余條次，提出針對性降損措施212項，挽回經濟損失超千萬元。
源荷接入推演
助力新能源電量消納
江蘇省分布式屋頂光伏建設涉及59個縣區，總容量超2314萬千瓦。分布式光伏大規模接入配網后，出力間歇性及不確定性增強，使得配網潮流走向變化大，因而局部配網可能存在光伏發電倒送、電壓越限等承載力不足的問題。
針對這些問題，平臺可量化分析光伏發電大規模接入對電網的影響，計算電壓偏差、電流越限、線路損耗、配電變壓器超容量、短路電流越限、反向負載率等6類承載力指標數據，分析光伏發電消納短板，評估配網的光伏最大承載力，評估改造方案成效。
以揚中市10千伏聯南線為例，該線路目前已接入分布式光伏發電容量591.81千瓦，計劃新增4245千瓦。運行人員利用平臺光伏承載力計算推演模塊，一鍵導入光伏新增方案并進行仿真。仿真計算結果顯示新增光伏發電容量接入后，線路末端將出現電壓越上限情況，同時線路損耗將增加12%。設計人員應用平臺的柔性互聯方案模擬功能，發現通過設置3處互聯點，將部分出力互濟至附近線路，可使該線路光伏發電消納能力提升30%以上。
平臺應用以來共完成了6個試點縣區的光伏接入仿真，識別電壓越限風險62處、電流越限風險27處、配電變壓器超容量風險56處，提升了新能源發電安全消納水平。
“我們將持續優化升級平臺，將計算范圍拓展到包含主網在內的主配網協同計算，并結合氣象要素、政策市場要素推演，為配網規劃一張圖、供電服務指揮、資產精益管理等提供統一計算推演服務。”趙新冬介紹。（焦昊 郭寧 田菁）
這是國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院自主研發的配網計算推演平臺在助力新能源發電消納方面的應用。該平臺實現了千萬級節點的大規模實時在線計算及仿真推演，以“數據+計算”模式，支撐了配網規劃校核、分布式光伏承載力評估、線損計算與降損決策分析等業務應用，推動配網運行管理透明化水平提升。
大規模自動在線計算
精準呈現全省配網狀態
在配網精益化管理的要求下，供電企業需要實時感知配網的運行狀態，有針對性地提升供電可靠性和供電服務水平。
“把配網類比成道路網，配網承載的電流、功率可以看作道路上的車流。正如交通部門需要及時監測路況一樣，我們需要及時監測配網各個分支承載的電流、功率，及時發現電網運行異常并采取相應措施。”國網江蘇省電力有限公司數字化部數據處處長韋磊介紹，“但我們一直缺乏有效‘透視’電網的手段。還是以交通做類比，如果要對車流進行全方位的監測，按照傳統方法，要在每一段道路上都裝上攝像頭，投資成本和運維成本較高。”
能不能通過數字計算推演的方式實現對配網全貌的透明化感知呢？在數據驅動的方式下，僅需采集配網首端及末端的電表數據，即可計算出配網全量節點的電流、功率情況。這好比僅利用車輛匯入口的部分監測點的數據，就可以實現對所有路段上車流的計算推演。
在國網江蘇電力數字化部指導下，江蘇電科院用一年時間開展研究和試點，解決了拓撲校核、參數辨識、少量測計算等關鍵難題，自主研發了配網計算推演平臺。該平臺實現了以15分鐘為一周期、全省4萬余條配電線路數據的大規模自動在線計算。4月27日，該平臺正式在省公司上線，所有市縣供電公司均可訪問并使用該平臺。
“準確完整的拓撲、參數以及量測數據是配網計算的基礎。然而配網點多面廣，容易出現拓撲、參數維護錯誤，量測數據沒有及時傳送等問題。”江蘇電科院數字化中心主任趙新冬介紹，“為了夯實平臺的數據基礎，我們利用大數據分析與人工智能等方法校核配網拓撲、設備參數偏差，補足量測數據缺失的短板。”
目前，平臺通過自動化數據校核累計診斷并輔助整改約7500臺配電變壓器的線變關系異常問題、936條線路的參數異常問題，通過量測補足將江蘇電網98%以上的配網線路納入平臺計算范圍，計算整體合格率達99%。
分時分段計算
快速找到線損成因
基于配網計算推演平臺，國網江蘇電力在不額外加裝采集設備的情況下，實現了配網實時狀態透明感知，進而可以更加精益地分析線損等問題成因。
以配網運行管理中線損異常治理這一難題為例，設備重載、用戶竊電、表計異常等因素都會導致配網線損率異常，線損成因排查費時費力。不同于傳統的以整條中壓線路為統計對象、以天為統計單位的線損計算方式，配網計算推演平臺可分時分段計算線損，實現高線損問題成因的精準判別。
“我們利用分段開關的遙測電流數據計算開關電量，同時對配網拓撲精準建模，依托營配調數據融合，計算線路分時分段的售電量，從而將線損計算精度細化至以分段開關為界的多個區段。”江蘇電科院數字智能室負責人陳錦銘介紹，運維人員發現某條線路存在高線損問題后，可使用配網分時分段線損精益診斷功能模塊計算出高損線路的分時、分段線損率，從而鎖定異常區段。供電員工還可以利用便攜式線損量測終端補充采集遙測未覆蓋區域的數據，進一步縮小排查范圍。
利用平臺的仿真推演功能，供電企業針對其診斷出的線損問題開展設備更換、運行方式調整、無功補償等降損措施模擬，量化評價降損成效，為技改儲備、經濟調度等方面的降損決策提供依據。平臺自2022年4月試運行以來，累計診斷線損異常線路7000余條次，提出針對性降損措施212項，挽回經濟損失超千萬元。
源荷接入推演
助力新能源電量消納
江蘇省分布式屋頂光伏建設涉及59個縣區，總容量超2314萬千瓦。分布式光伏大規模接入配網后，出力間歇性及不確定性增強，使得配網潮流走向變化大，因而局部配網可能存在光伏發電倒送、電壓越限等承載力不足的問題。
針對這些問題，平臺可量化分析光伏發電大規模接入對電網的影響，計算電壓偏差、電流越限、線路損耗、配電變壓器超容量、短路電流越限、反向負載率等6類承載力指標數據，分析光伏發電消納短板，評估配網的光伏最大承載力，評估改造方案成效。
以揚中市10千伏聯南線為例，該線路目前已接入分布式光伏發電容量591.81千瓦，計劃新增4245千瓦。運行人員利用平臺光伏承載力計算推演模塊，一鍵導入光伏新增方案并進行仿真。仿真計算結果顯示新增光伏發電容量接入后，線路末端將出現電壓越上限情況，同時線路損耗將增加12%。設計人員應用平臺的柔性互聯方案模擬功能，發現通過設置3處互聯點，將部分出力互濟至附近線路，可使該線路光伏發電消納能力提升30%以上。
平臺應用以來共完成了6個試點縣區的光伏接入仿真，識別電壓越限風險62處、電流越限風險27處、配電變壓器超容量風險56處，提升了新能源發電安全消納水平。
“我們將持續優化升級平臺，將計算范圍拓展到包含主網在內的主配網協同計算，并結合氣象要素、政策市場要素推演，為配網規劃一張圖、供電服務指揮、資產精益管理等提供統一計算推演服務。”趙新冬介紹。（焦昊 郭寧 田菁）
特別提示：本信息由相關企業自行提供，真實性未證實，僅供參考。請謹慎采用，風險自負。
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