數(shù)字化電網(wǎng)技術(shù)在電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

李文琦 丁銘真 郭彥楠

摘要：隨著電力和科技水平的快速發(fā)展，作為我國(guó)電網(wǎng)企業(yè)發(fā)展和建設(shè)的主要部分，電網(wǎng)規(guī)劃管理應(yīng)該受到足夠的重視，通過完善規(guī)劃布局、加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和提升供電可靠性等多個(gè)方面來優(yōu)化電網(wǎng)規(guī)劃。在電網(wǎng)規(guī)劃分析、管理及日常監(jiān)管中運(yùn)用信息化技術(shù)，通過科學(xué)管理來增強(qiáng)電網(wǎng)規(guī)劃的決策能力和提升工作效率。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化電網(wǎng)技術(shù);電網(wǎng)規(guī)劃;可視化

引言

傳統(tǒng)的電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和評(píng)審工作往往以二維平面的方式展開，在此方式下對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和評(píng)審的可視化程度不高，為使用戶、設(shè)計(jì)人員和評(píng)審人員快速、直觀、清晰的了解電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和評(píng)審的詳細(xì)信息，利用數(shù)字化電網(wǎng)技術(shù)靈活、直觀和信息高承載性的特點(diǎn)，優(yōu)化傳統(tǒng)電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)平面工作管理方式，以三維、全景的方式協(xié)助規(guī)劃、設(shè)計(jì)和評(píng)審電力系統(tǒng)布局、風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別等工作，并詳細(xì)描述了數(shù)字化電網(wǎng)平臺(tái)的架構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)類型、算法流程，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)結(jié)構(gòu)智能設(shè)計(jì)，輔助規(guī)劃選址、線路布局等風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的自動(dòng)識(shí)別和可視化展示的規(guī)劃設(shè)計(jì)評(píng)審方法，有效提升了電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的可靠性，經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。

1智能電網(wǎng)和傳統(tǒng)配電網(wǎng)相比具備以下優(yōu)勢(shì)

智能配電網(wǎng)具備較強(qiáng)的自愈能力，在使用時(shí)能解決供電不穩(wěn)定的問題;智能電網(wǎng)的安全性較高，在使用時(shí)能更好抵抗自然災(zāi)害，在出現(xiàn)電力系統(tǒng)故障時(shí)能更好規(guī)避停電問題;支持分布式電源的大量接入，也能實(shí)現(xiàn)可再生能源的隨插隨用;支持用戶間的互動(dòng)交流，根據(jù)用戶的電量使用情況來分階梯的收費(fèi);能實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)的可視化管理，在配電網(wǎng)運(yùn)行過程中可全面收集整理電網(wǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，并對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)督和風(fēng)險(xiǎn)防控分析。傳統(tǒng)配電網(wǎng)依靠用戶投資建設(shè)，而用戶的投資建設(shè)管理往往無法實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行的統(tǒng)一規(guī)劃管理，在配電網(wǎng)運(yùn)行的過程中有很多項(xiàng)目都無法順利實(shí)施，地下管線更是無法隨意設(shè)定，配網(wǎng)資產(chǎn)無法根據(jù)需要來提取使用，最終對(duì)配電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行帶來了比較大的負(fù)擔(dān)。電力公司平時(shí)的電網(wǎng)規(guī)劃管理工作局限在35千瓦以及以上的電網(wǎng)規(guī)劃，在電網(wǎng)規(guī)劃管理的時(shí)候重點(diǎn)考察各個(gè)地區(qū)變電站容量是否滿足快速增長(zhǎng)的電力負(fù)荷的使用要求，對(duì)10千瓦電網(wǎng)的規(guī)劃比較局限在現(xiàn)有的理論和技術(shù)層面，隨機(jī)應(yīng)變性較差。

2數(shù)字化電網(wǎng)流程設(shè)計(jì)

2.1智能固態(tài)表針的應(yīng)用

從傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的用電管理機(jī)制上來看，普遍采用電磁表進(jìn)行管理。而電磁表功能比較單一，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)地理信息的遠(yuǎn)程反饋。針對(duì)這一問題，智能固態(tài)表針能夠有效解決電力信息反饋的問題，在電力系統(tǒng)中應(yīng)用智能固態(tài)表針能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)相關(guān)電力信息的遠(yuǎn)程傳輸，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)對(duì)多時(shí)段電力情況價(jià)格的掌控，方便科學(xué)管理。

2.2供電用電規(guī)劃

近年來，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)改革已經(jīng)取得了較為明顯的成效和進(jìn)步，并且已經(jīng)進(jìn)入了穩(wěn)定上升階段，由于電力資源本身具有明顯的清潔性，所以國(guó)家的電力開發(fā)也必須符合綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基本需求，但經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)電力資源的需求量也在不斷增加。再者，電力資源本身就是不可再生資源，所以區(qū)域供電和用電就必須應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持節(jié)約且高效的原則，要對(duì)用電情況進(jìn)行細(xì)致分析，并統(tǒng)計(jì)出較為精確的數(shù)據(jù)，為后續(xù)供電系統(tǒng)的運(yùn)行提供準(zhǔn)確的參考。而電力單位也應(yīng)當(dāng)參照規(guī)劃設(shè)計(jì)的相關(guān)原則，提高電網(wǎng)運(yùn)行的高效，要遵循n-1原則，確保用電合法合規(guī)與供電的穩(wěn)定。另外，是電力負(fù)荷轉(zhuǎn)移，電力負(fù)荷轉(zhuǎn)移能力也是影響電網(wǎng)規(guī)劃質(zhì)量的重要因素，并且是以壓配電網(wǎng)和供電能力這兩個(gè)方面為主的。就壓配電網(wǎng)來講，當(dāng)變電器在運(yùn)行中出現(xiàn)故障或者異常的時(shí)候，就必然會(huì)無法與輸配電線路進(jìn)行連接，在這種情況下，就可以依賴壓配電網(wǎng)完成負(fù)荷轉(zhuǎn)移，確保電網(wǎng)運(yùn)行恢復(fù)到正常的狀態(tài)。

2.3為管理提供決策依據(jù)

地區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃智能管理系統(tǒng)的應(yīng)用可以為工作人員提供輔助決策功能，例如其中的決策功能，工作人員可通過運(yùn)用該功能模塊來測(cè)算出所處地區(qū)的電力缺口，對(duì)電網(wǎng)項(xiàng)目的構(gòu)建有輔助和推動(dòng)作用。夏季是全年段的用電高峰期，在峰值有所下降之后，地區(qū)電網(wǎng)公司應(yīng)對(duì)用電情況和與以往相比產(chǎn)生的變化進(jìn)行分析，并對(duì)近一年內(nèi)可能影響電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定的因素進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整電網(wǎng)規(guī)劃，以此來確保順暢地度過下一個(gè)用電高峰。此外，還可運(yùn)用智能管理系統(tǒng)中的電力電量平衡功能來判斷今后可能產(chǎn)生的電力缺口，為外購(gòu)電力提供判斷依據(jù)，避免出現(xiàn)供電不足或電力過盛的現(xiàn)象。隨著系統(tǒng)功能的不斷完善，該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)可以推斷出未來數(shù)年的電量負(fù)荷狀況。

2.4數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

精準(zhǔn)高效的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)可有效提升系統(tǒng)運(yùn)行效率，本文結(jié)合基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)的類型特點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行了邏輯、業(yè)務(wù)劃分，將所有數(shù)據(jù)劃分為系統(tǒng)庫、功能業(yè)務(wù)庫、電力設(shè)備基礎(chǔ)庫等各類數(shù)據(jù)庫，并將所有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在服務(wù)器端，各類數(shù)據(jù)類型劃分如下。1）系統(tǒng)庫。主要存儲(chǔ)用戶信息、角色信息、功能信息、日志信息等系統(tǒng)運(yùn)行本身所需存儲(chǔ)的信息。2）功能業(yè)務(wù)庫。各個(gè)高級(jí)功能的數(shù)據(jù)庫支持，包括本地?cái)?shù)據(jù)庫和中間數(shù)據(jù)庫。3）電力設(shè)備基礎(chǔ)庫。主要存儲(chǔ)三維系統(tǒng)中所展示的變電設(shè)備、輸電設(shè)備;亦包括交叉跨越、協(xié)議區(qū)等信息。存儲(chǔ)設(shè)備所處的空間位置、相互關(guān)系、模型信息等，是系統(tǒng)輸變電三維展示的核心。4）模型庫。是所有三維模型文件存儲(chǔ)的地方，包括基礎(chǔ)模型也包括定制模型。5）影像及地形庫。存儲(chǔ)航飛影像、高程等影像數(shù)據(jù)。

2.5選擇適合的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

在城市化進(jìn)程的加快下要求智能電網(wǎng)的發(fā)展要和城市發(fā)展相適應(yīng)。在城市電網(wǎng)的規(guī)劃管理中需實(shí)施分層次、分區(qū)域的電力資源使用管理策略，根據(jù)地區(qū)的用電需求來科學(xué)合理的設(shè)置電壓等級(jí)，確保電源和負(fù)荷的平衡。一般情況下，電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和電壓等級(jí)、負(fù)荷數(shù)量、位置、電源點(diǎn)存在關(guān)聯(lián)，根據(jù)這些關(guān)聯(lián)要素的關(guān)系形成幾種電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)：放射式網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。放射式電網(wǎng)是一種比較簡(jiǎn)單的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，在使用時(shí)具備控制方便、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，但由于其屬于單回線供電模式，運(yùn)行可靠性不高;鏈?zhǔn)诫娋W(wǎng)架構(gòu)。能容納多個(gè)電氣設(shè)備，是一種放射性電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，但由于其電源單一運(yùn)行可靠性不高;多電源環(huán)式電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和串聯(lián)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。這種電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且內(nèi)部元件薄弱，整體性能不高。

結(jié)語

為工程投資建設(shè)節(jié)省造價(jià)、縮短周期、降低風(fēng)險(xiǎn)以及節(jié)約用地，有效保障建成后的電力系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，產(chǎn)生了良好的社會(huì)效應(yīng)與經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]孫自安，王芝麟，李寶昕，等.三維全景電網(wǎng)平臺(tái)在電網(wǎng)布局規(guī)劃評(píng)審中的應(yīng)用[J].電網(wǎng)與清潔能源，2017，33（3）：56-59，65.