城市智能電網(wǎng)規(guī)劃原則及技術(shù)辦法研究

任志鋒

摘要：近年來，國家電網(wǎng)公司積極建設(shè)智能電網(wǎng)，通過實(shí)施“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略，全面提升電網(wǎng)信息化、智能化水平。以電網(wǎng)為代表的垂直行業(yè)將在5G時(shí)代完成數(shù)字化轉(zhuǎn)型，網(wǎng)絡(luò)切片正是在這種背景下產(chǎn)生的。在電力企業(yè)持續(xù)經(jīng)營發(fā)展過程中，為了較好地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的發(fā)展要求，實(shí)現(xiàn)智能化電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展壯大，應(yīng)牢牢抓住 5G 網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)與智能電網(wǎng)建設(shè)的融合機(jī)會(huì)，通過優(yōu)化系統(tǒng)的創(chuàng)新以及資源的巧妙配置。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng);規(guī)劃原則

引言

智能電網(wǎng)普及無線通信技術(shù)是現(xiàn)代信息化發(fā)展的必然趨勢(shì)，當(dāng)前智能電網(wǎng)主要技術(shù)也隨著經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的變化與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)而發(fā)生著一系列的特征變化，而無線通信技術(shù)也在相應(yīng)地進(jìn)步與發(fā)展，完善一系列監(jiān)控與自修復(fù)功能，以降低系統(tǒng)性的風(fēng)險(xiǎn)因干擾素。智能電網(wǎng)是本文分析內(nèi)容的主體，無線通信技術(shù)是本文分析內(nèi)容的應(yīng)用，針對(duì)智能電網(wǎng)中無線通信技術(shù)的應(yīng)用問題進(jìn)行分析研究，發(fā)現(xiàn)與排除無線通信面臨的一系列干擾因素，以推動(dòng)電力系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的更新?lián)Q代。

1智能電網(wǎng)介紹

（1）控制類業(yè)務(wù)：主要有配電自動(dòng)化、精準(zhǔn)負(fù)荷控制、配電網(wǎng)差動(dòng)保護(hù)等，涉及電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，具有典型的高可靠、低時(shí)延特征。（2）采集類業(yè)務(wù)：主要有用電信息采集、電動(dòng)汽車充電樁等，涉及海量終端，分布廣泛，具有典型的廣覆蓋、大連接特征。（3）移動(dòng)應(yīng)用類業(yè)務(wù)：主要有機(jī)器人巡檢、無人機(jī)巡檢、電力應(yīng)急通信、移動(dòng)作業(yè)等，具有典型的大帶寬、移動(dòng)性特征。

2智能電網(wǎng)技術(shù)分析

2.1智能電網(wǎng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

2.1.1?節(jié)能增效智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，其一個(gè)主要特征就是應(yīng)用電力電子轉(zhuǎn)化器接入電網(wǎng)系統(tǒng)，通過逆變器與保護(hù)控制的自適應(yīng)裝置和標(biāo)準(zhǔn)化接口與分布式電源進(jìn)行接軌，從而使得電力系統(tǒng)不再需要設(shè)計(jì)規(guī)劃過多的分布式電源，提高了配電網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立性，增加了現(xiàn)有分布式電源的利用率，起到節(jié)約建設(shè)成本、電能增效利用的積極作用，使配電網(wǎng)絡(luò)能夠更高效地為用戶提供電力[1]。

2.1.2 優(yōu)化調(diào)度

智能電網(wǎng)的信息集中化優(yōu)勢(shì)能夠?yàn)榭蛻籼峁└釉敿?xì)的電力調(diào)度信息，例如通過電壓/頻率控制和有功無功指數(shù)等監(jiān)控指數(shù)研究，通過電壓/頻率（U/f）控制系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)配電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)局部區(qū)域的電源功率和頻率，而調(diào)度依據(jù)則是系統(tǒng)通過對(duì)電網(wǎng)電力分配的運(yùn)行判斷，通過有功無功（PQ）指數(shù)而相應(yīng)地選擇電網(wǎng)功率配給的控制方式，有利于通過可視化的配電網(wǎng)絡(luò)局部需求進(jìn)行電源分配，保證電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定，并控制運(yùn)營成本。

2.1.3 拓展性強(qiáng)

相比傳統(tǒng)電網(wǎng)，智能電網(wǎng)的拓展性更大，為了實(shí)現(xiàn)連續(xù)性、全自動(dòng)狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)完成數(shù)據(jù)傳輸以及節(jié)點(diǎn)監(jiān)控工作，對(duì)用戶提供精確監(jiān)控動(dòng)態(tài)下的電價(jià)實(shí)時(shí)測(cè)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，可見智能電網(wǎng)既搭載互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，又解決電網(wǎng)儲(chǔ)能方式的問題，在電網(wǎng)功率負(fù)荷較高時(shí)優(yōu)化電能提供方式，經(jīng)濟(jì)可靠、互動(dòng)性強(qiáng)。

2.2智能電網(wǎng)的應(yīng)用問題

2.2.1?配電網(wǎng)的智能化問題

我國電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)智能化是個(gè)循序漸進(jìn)的過程，并不是在某一時(shí)期全部實(shí)現(xiàn)智能化、信息化，當(dāng)前在供配電系統(tǒng)中，智能化主要在配電網(wǎng)系統(tǒng)中存在一些應(yīng)用方面的問題，例如自動(dòng)化程度不夠全面，區(qū)域分布不平衡，對(duì)無線通信技術(shù)的影響因素的抵抗力還有待提高等。影響比較明顯的就是系統(tǒng)故障往往造成局部或大面積停電問題，影響配電網(wǎng)的運(yùn)營質(zhì)量。

2.2.2 與新儲(chǔ)能方向的適應(yīng)性

當(dāng)前我國電力系統(tǒng)中的區(qū)域供電仍以分布式電源為主，主要儲(chǔ)能方式為分布式儲(chǔ)能，由于無線通信設(shè)備的電源設(shè)備發(fā)展方向是太陽能，風(fēng)力等特殊發(fā)電形式，屬于間歇性的儲(chǔ)能方式，傳統(tǒng)的電化學(xué)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能等技術(shù)要朝機(jī)械儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能等技術(shù)方向發(fā)展，而新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用要與現(xiàn)有的電力系統(tǒng)及設(shè)備設(shè)置相互適應(yīng)調(diào)整，需要整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)提供相當(dāng)?shù)募夹g(shù)性支持。

3企業(yè)推進(jìn)構(gòu)建智能電網(wǎng)強(qiáng)化運(yùn)行管控的策略

3.1夯實(shí)電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)管控，保障電網(wǎng)安全運(yùn)行

結(jié)合地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，科學(xué)研判負(fù)荷增長(zhǎng)趨勢(shì)，“十三五”期間電網(wǎng)年均負(fù)荷增速為3.0%，預(yù)計(jì)“十四五”期間電網(wǎng)年均負(fù)荷增速達(dá)到5.8%。超前布局電網(wǎng)規(guī)劃，推動(dòng)智能電網(wǎng)建設(shè)與智慧城市規(guī)劃融合共進(jìn)。根據(jù)輸變電設(shè)備停電檢修計(jì)劃，全面梳理電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，精準(zhǔn)分析電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)，動(dòng)態(tài)開展消缺技改、大修項(xiàng)目?jī)?chǔ)備，依托“十四五”電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，城區(qū)以提高可靠性為主，合理安排新建聯(lián)絡(luò)、絕緣化改造、配電自動(dòng)化等工程;農(nóng)村地區(qū)以提高農(nóng)牧民用電質(zhì)量為主，有序推進(jìn)“卡脖子”、優(yōu)化中低壓供電半徑等工程。通過“消除安全隱患”“提高可靠性”和“提高新能源消納”等8個(gè)類別專項(xiàng)改造工程，加快網(wǎng)架結(jié)構(gòu)完善、重載線路治理，提升電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)抵御能力。

3.2強(qiáng)化電網(wǎng)智能控制，構(gòu)建智慧能源電網(wǎng)

在確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，企業(yè)從抓好主網(wǎng)穩(wěn)定管理、加強(qiáng)電網(wǎng)運(yùn)行管理、擴(kuò)展多元化延伸服務(wù)3個(gè)方面入手，不斷加強(qiáng)電網(wǎng)智能管控和提升需求側(cè)用電體驗(yàn)。一是梳理母線、同桿線路故障分析結(jié)論，結(jié)合生產(chǎn)檢修，將《穩(wěn)定導(dǎo)則》的新要求有效落實(shí)到具體工作，采取“逢停必算，一停一案”的原則，主動(dòng)做好安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的計(jì)算分析，完成各種方式的安全校核，不斷夯實(shí)電網(wǎng)穩(wěn)定管理與運(yùn)行控制。二是推進(jìn)綜合停電精益化管理，按照“六優(yōu)先、九結(jié)合”的原則，統(tǒng)籌安排電網(wǎng)計(jì)劃?rùn)z修，積極應(yīng)用移動(dòng)變電站轉(zhuǎn)帶重要負(fù)荷，預(yù)安排停電時(shí)間大幅降低，并加強(qiáng)配網(wǎng)帶電作業(yè)“三全能力”建設(shè)，2020年完成配網(wǎng)帶電作業(yè)1752次，同比增長(zhǎng)65.9%，配電用戶重復(fù)停電比例同比下降30.55%。三是扎實(shí)開展低電壓治理工作，通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)電壓、加裝無功補(bǔ)償裝置等措施，解決低壓線路77條、低壓臺(tái)區(qū)42個(gè)、低壓用戶5856戶，不斷提高用戶用電質(zhì)量。四是推行線路狀態(tài)調(diào)度和網(wǎng)絡(luò)下令，拓展程序化操作應(yīng)用，強(qiáng)化斷面潮流運(yùn)行管控，提升電網(wǎng)調(diào)控運(yùn)行應(yīng)急能力。五是積極推進(jìn)無人機(jī)、帶電檢測(cè)、機(jī)器人、在線監(jiān)測(cè)等智能運(yùn)檢技術(shù)應(yīng)用，拓展設(shè)備數(shù)據(jù)收集途徑，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備分析預(yù)警和全景可視，提高電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)感知能力。

3.3基站技術(shù)的平臺(tái)化

經(jīng)過技術(shù)革新的無線基站未來在智能電網(wǎng)中將起到平臺(tái)化作用，進(jìn)一步發(fā)展為內(nèi)部搭載多種模塊化的通信平臺(tái)，主要功能為信息傳輸及處理，還需具備拓展性的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，以及輔助性的電源、照明、GPS定位等功能，還可經(jīng)由信息內(nèi)網(wǎng)進(jìn)一步完善多端口通信模塊，例如內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)、視頻會(huì)議、信息搜索引擎等等，使通信設(shè)備的功能性搭配自然合理，對(duì)各種功能的綜合性較為普遍，是未來設(shè)備基站的主要發(fā)展前景。

結(jié)束語

智能電網(wǎng)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著積極意義，無線通信技術(shù)是智能電網(wǎng)未來發(fā)展的主體方向，目前智能電網(wǎng)中的無線通信技術(shù)需要進(jìn)一步解決分布式電源的效率問題，減少影響因素，使無線通信基礎(chǔ)設(shè)備設(shè)施能夠搭載更豐富的智能化應(yīng)用模塊，無線通信工程中的實(shí)際設(shè)計(jì)也要建立安全協(xié)議，保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行，共同促進(jìn)智能電網(wǎng)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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