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打造新型配电系统,推动配电网高质量发展——第四届智能配电网建设研讨会召开

2024年5月9日至10日,北极星电力网联合国网陕西省电力有限公司电力科学研究院在陕西西安举办以“现代智慧 零碳协同”为主题的第四届智能配电网建设研讨会。国网陕西电力科学研究院副院长刘健致辞,20余位专家、学者、企业代表围绕新形势下配电网应该如何实现高质量发展等话题,从关键技术、标准建立、设备升级、业务形态及新兴市场等方面进行分享交流。

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当前,随着分布式电源快速发展,电动汽车规模的日益增大,电力市场建设不断推进,以及作为配电网革命性因素的储能技术的迅速突破,电力系统对配电网的发展提出了更高的要求。从装备到结构,从规划到运行,从运行到市场,配电网都面临着诸多挑战。我们迫切地需要通过技术手段和创新实践来解决当前乃至未来配电系统所面临的问题。

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刘健副院长在致辞中表示,今年,国家发改委、国家能源局印发了《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》,在电力保供、转型发展、全程管理、改革创新方面提出四项重点任务,为我们指明了未来的发展方向,即打造安全高效、清洁低碳、灵活柔性、智慧融合的新型配电系统。本次研讨会以“现代智慧、零碳协同”为主题,更是对新形势下配电网高质量发展的重要研讨。

近年来,国网陕西电力公司深入实施提升工程,差异化制定配电自动化策略,提升标准配电自动化投入率,开展整县光伏接入,电网承载力评估、优化网架结构以及协同调峰策略,实现分布式光伏四好建设要求,因地制宜发展配电网,提升智能融合终端覆盖率,深入开展配电网故障快速处置提升工作,全面推广应用第二次融合开关设备,在构筑三道防线的基础上,提升新型配电系统供电可靠性。

2024年是国网陕西电力公司配网大提升的关键之年,国网陕西电科院将聚焦配电网数字化转型、智能配电网建设,守正创新、攻坚克难,助推新形势下陕西配电网高质量发展,同时希望与各位专家学者加强交流合作,实现优势互补,为配电网发展注入新的活力和动力。

新形势下配电网高质量发展的现状和未来

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国网经研院首席专家、教授级高级工程师吴志力从国家电网公司配电网发展现状以及“十四五”配电网建设重点两个方面进行分享。他表示,在如今的配电网建设现状中,供电保障基础仍需夯实,综合承载能力有待加强,数字智能水平亟待提升,政策机制尚需优化完善。因此,今年的配电网建设重点应该放在提升供电保障能力,提升综合承载能力,提升配网智慧水平三个方面。

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国网上海能源互联网研究院高级专家韩筛根表示,我国配电设备问题突出,亟待解决的是“三多、两大、两低”的问题,即品种多、方案多、制造商多。因此,韩筛根提出,标准化是新质生产力发展的引领,标准决定质量,只有高标准才有高质量。实施标准化战略一是能够促进配电设备行业整体水平提升;二是可以促进配电设备关键元器件提高质量;三是提供与国际品牌企业同步竞争的机会;四是减少配电设备种类及方案数量,减少元器件的规格数量;五是提高用户运维效率、降低设计、制造及使用成本。

实施标准化战略也对企业管理水平与战略格局提出了要求。韩筛根表示,配电设备制造企业应该一是主动求变、快速响应;二是适应市场,筑牢基础,提高产品质量的一致性和稳定性;三是先聚焦发展,先强后大;四是提升格局,练好内功,不仅要登高望远,还要形成同频共振;五是紧跟主流,不要盲目创新;六是强化管理,做优做精;七是紧盯形势动态,避免落伍淘汰。

2024.05.10_14.28.46.jpg国网能源研究院专家闫湖对农村能源电力最新政策进行了分析,并作出了农村能源电力低碳转型路径思考。

闫湖表示,从源、网、荷三侧来看,农村能源低碳转型一是要坚持以人民为中心,科学引导农村光伏有序发展,加快构建绿色多元供能体系;二是要坚持久久为功,持续提升农村能源基础设施水平;三是要坚持新发展理念,加快构建农村绿色低碳的生产和生活方式。闫湖强调,未来农村人口变化和乡村产业发展将深刻影响农村能源电力基础设施和服务的配置,对规划、建设、运行产生一系列深远影响。

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中国能源研究会理事榆林电力投资有限责任公司总经理贾豫分享了他对配电网高质量发展的几点思考和建议。贾豫表示,配电网高质量发展是构建新型电力系统的重要组成部分,应遵循“六个并举”,即:化石能源低碳高质量发展与可再生能源规模化发展并举、可再生能源集中式开发与分布式新能源多场景就地转化利用并举、特高压骨干电网建设与绿色有源配电网建设并举、能源消费利用远方来外送与身边取利用并举、能源供给单一供应与多能互补综能供应并举、能源直接消费利用与延伸转化利用并举。他强调,推动配电网高质量发展离不开多元化主体参与配电网投资建设运营,回顾近年来国家先后推出的增量配电改革试点、分布式发电市场化交易试点、智能微电网试点、源网荷储一体化项目试点的成功经验和困难障碍,明确市场主体地位、维护权利责任义务、建立完善价格机制、加快电力市场建设是基本原则。

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南瑞集团有限公司配电技术分公司技术支持部二级业务专家梁顺表示,配电网作为新型电力系统的关键领域和直面终端用户的主要环节,接入分布式电源、储能、充电桩等大量新要素,面临管理体系、网架结构、技术水平、服务能力的全面变革,既要解决传统配电网发展的老问题,同时也要适应能源转型、源网荷储等新要素发展带来的新挑战。结合国家下发的《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》,梁顺对新形势下配电网高质量发展提出了具体的解决方案。

首先,要重点围绕标准网架、灵活网架和电能质量治理全面提升供电保障能力;其次,围绕设备标准化、设备智能化、智慧台区提高装备能效和智能化水平;再次,通过分层分级、配自实用化、定值管理等手段完善调度运行机制,通过智慧运检、防灾抗灾、配自终端运维等水段提升运维服务水平,以及推动配网向“有源”双向交互系统转变。

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中国能源研究会配售电专委会专家吴俊宏分析了智能微电网业态在我国的演化过程,结合当今时代特点对智能微电网定义和定位进行了分享。同时,根据其投资可行性模式首次提出3种智能微电网业务类型,即用户侧微电网、构网型微电网和公网型微电网,并分别进行了投资价值分析。即用户侧微电网应解决现货电价、分布式新能源参与市场等风险问题;构网型微电网可关注隔墙售电的经济性、绿电可追溯性等价值;公网型微电网可激励电网企业重视微电网的建设,提升配电网的安全发展价值,提升新能源消纳水平。

构建柔性互联主动配电网的技术方案研究

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东南大学电气工程学院教授汤奕认为,现有调控运行技术面临如何更好支撑新型电力系统运行新需求的挑战,主配微协同将是新型电力系统的方向。对此,汤奕从人工智能在主配微协同控制中应用、电碳量化驱动下的主配微低碳控制、信息物理视角下的主配微协同控制三个方面对新型电力系统的主配微协同调控技术进行了详细解析。

汤奕表示,随着新型电力系统的不断发展,人工智能、电碳以及CPS角度等都是未来新型配电网呈现出的新元素,我们需要走出主配微协同的技术路径。

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电动汽车目前已经作为需求侧复合增长最快的用电单元,研究构建电网友好的智能光储超充基础设施极具现实意义。华为数字能源技术有限公司中国战略与产业发展部主任王冲表示,电动汽车产业链的提档升级,需要超快充为主的高质量充电基础设施。为此,华为数字能源正在打造全场景、连续覆盖的超快充网络,以提供广泛普惠开放的充电设施服务。王冲介绍,华为数字能源已推出超快一体随需配置,适配所有车型,提供功率池化加直流超配(功率投切策略),能够最大化利用电力资源,利用率可提升30%以上;及小功率直流化,分时有序充电。

王冲也认为,光储超充一体及基于数据的AI调度策略,更好实现充电负荷端波动和网侧分布式光储的协同,提升绿电消纳,削峰填谷降需量,提升收益。华为数字能源致力于优光储充云融合,保障光伏多装多发,无功补偿精确控制,从电芯到应用的电热双链储能安全等。王冲也认为国网陕西建立的云边端协同的智能配电网调控体系,为开展分布式能源群调群控、有序充电、台区和场站协同,台区间互济等的示范应用打下了好的基础。

总的来说,华为数字能源融合数字化和电力电子技术,打造电网友好的光储超充基础设施,并呼吁配电网协同规划和有序建设,支撑国家新能源汽车产业发展和新型电力系统转型。

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中国能源建设集团陕西省电力设计院有限公司(中电工程智能配网技术中心) 任哲带来了能建陕西院完成的主动配电网规划及电动汽车充电设施规划的工程应用研究分享。他表示,两个规划软件平台的开发符合高质量配电网建设中源网荷储资源高效配置的要求。完成的规划成果实际上一是实现了规划的引领,即适应大规模分布式新能源、电动汽车充电设施、新型储能等接入需求,提升配电网承载力;二是为电网企业和政府部门的全程管理,即配电网规划建设与多行业多部门统筹协调,多元化投资主体的协调管理,提供了决策依据;三是为后续的协同建设,即主配微网多级协同,提出了高建设标准,差异化局部规划的初步成果;四是为配电网加快转型,健全市场交易机制,优化电价机制,为分布式电源的灵活接入和就地消纳创造条件。

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内蒙古电力集团经济技术研究有限责任公司副总经理王安对含储能配电网对光伏最大消纳能力分析技术研究项目就行了成果汇报。据王安阐述,本项目主要在分布式光伏开发潜力测算、分布式光伏最大消纳能力与最优接入分析、储能优化配置等方面进行研究,通过理论研究及算例验证得到三大主要创新点。一是提出了配电网分布式光伏最大消纳能力边界刻画方法,通过多维空间建模的方法,实现了多点接入下不同节点间消纳能力制约关系的形象描述;二是提出了考虑低碳效益的网侧储能优化配置方法,将碳排放成本纳入度量,避免了常规优化配置方法难以计及储能装置在低碳环保方面贡献的局限性;三是开发了含储能配电网对光伏消纳能力辅助分析软件系统,将时序仿真、光伏消纳能力计算、光伏储能最优配置的流程及结果可视化展示,有效指导了配电网光储规划的相关决策。

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配网无人机巡检已呈规模化之势,无人机智能巡检技术与应用研究逐步深入。国网福建电科院机巡中心专责陈卓磊对配网无人机智能巡检技术研究与应用路径进行了汇报。

陈卓磊本次的分享着眼于配网无人机应用的“三化”路径,针对无人机巡检数字化平台研发、无人机巡检智能化识别算法开发以及无人化自主巡检关键技术研究展开详细介绍,为无人机智能巡检提供规模化推广应用的实用方案和实施路径。

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随着分布式新能源的大量并网,高比例分布式光伏接入导致的供需失衡、潮流反转、配变重过载问题频出,分布式光伏接入导致的潮流反转、出力大幅波动、电压越限的问题严重时,会导致用户家用电器无法启动,甚至烧毁。另一方面,在农网,长线路供电线路末端用户低电压问题仍时有发生。因此,青岛鼎信通讯股份有限公司电源产品线部门长于瑞带来了鼎信通讯基于柔性互济的配变重过载及电压越限治理技术研究。

针对配变重过载问题,鼎信通讯提出了低压台区间柔性互联、中低压跨电压等级互联、中压线路间台区互联三种方案。不同台区、不同电压等级之间通过直流母线来实现能量互济,光伏、充电桩或者储能都可以通过直流线接入,实现能量共享,提高光伏本地消纳、储能共享,减少快充桩对单个台区能量冲击。于瑞也带来了鼎信通讯的台区互联的关键产品——2MW能量路由器,250kW、100kW和50kW台区互联装置。

针对电压越限、长线路低电压问题,鼎信提出了台区内变压器出口与线路末端柔性互联的解决方案,采用交直流混配技术,解决长线路引起的低电压问题。相比于传统新增变压器,针对农村或山区末端低电压场景和光伏引起的末端高电压问题,该方案具有成本低、改造快的优点。

未来,鼎信通讯会进一步开发99%高效率自然散热电力电子产品,降低批量推广的门槛;开发基于微秒级短路保护关键技术;推进直流载波通信技术的规模化标准化应用,解决多端闭环网络环流控制抑制问题;研究构网型光伏逆变器和储能变流器设计,进一步开发基于能量流与信息流融合,实现多端口管理。

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随着分布式发电和电动汽车的蓬勃发展,配电网正迎来前所未有的挑战和机遇。西安为光能源科技有限公司总工程师黄浪博士深入阐述了配电网在新型电网体系中的核心地位,特别强调了电力电子技术在储能系统、电动汽车接入以及配电网智能化升级中的创新应用。黄浪博士介绍,为光能源通过电力电子变压器技术创新,提升了功率密度80%,降低了成本50%,并实现了98.5%的高效率。基于电力电子变压器提出了配网柔性软开关方案和交直流混合微网方案,可大幅提升配网承载能力;采用电池模组控制器、分相控制拓扑和隔离型高压直挂拓扑等创新技术,满足了不同储能需求,并提高了系统安全性和经济性;在电动汽车超充领域,为光能源的多能超充一体机提升了超充效率,减少了土地占用和市电容量需求。

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上海格蒂电力科技有限公司研发技术中心总监郭奕汐通过分析我国配电网络发展遇到的问题,结合国家电网数智化坚强电网建设的要求和国家提出的企业数字化转型的大背景,给出了一套针对配网运维智慧化建设的顶层设计方案。

郭奕汐介绍,格蒂电力的智能配网数字化设备运维体系整体分为四部分,共12个重点步骤,四部分分别为数据整合、平台建设、应用体系建设和决策大屏建设。总体思路就是以数据治理为根基,打造“3+2+2”的核心能力,基于实物ID开展核心班组赋能与领导辅助决策。

郭奕汐表示,该方案可有效利用现有系统避免资源浪费,且实现简单、灵活,适用于各种配网智能运维场景。

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在“双碳”目标下,分布式能源、电动汽车和可控负荷的接入对电力系统提出了新的要求,交直流微电网技术是提升配电网韧性、促进新能源消纳、达成配微一体化的重要技术措施。北京紫电捷控电气有限公司新能源事业部市场经理刘梦颖介绍了她在关于低压配网柔性互联和光储直柔微电网方案及应用方面的思考。分享了紫电微电网技术的底层逻辑和可以解决的问题,刘梦颖指出微电网是构成大电网的单元之一而且具备电网属性,在微电网实施经验方面,刘梦颖强调了建设目标、用电负荷选择、电源容量配置以及储能利用的重要性。在设计和配置微电网时需要考虑技术可行性、经济效益和社会效益。对于储能方面,她认为要考虑储能在微电网终端作用,如利用政策套利、实现绿电或是保供电优先,然后再结合分布式电源间歇性的特性以及并网条件等去合理配置储能类型、容量和功率。

配电网高质量治理与运营的地方实践

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国网陕西电科院副院长刘健介绍,2019年时,西安配电网城区和开发区电缆化率高,电缆沟内密集敷设且与110V共沟较多,变电站少、开闭所多,母线出线多、电容电流大,电缆沟起火事件频发,并且,十四届全运会和残运会即将召开,因此,对电缆沟火灾的综合治理迫在眉睫。

对此,刘健副院长提出了5条综合治理电缆沟起火的“药方”。一是摸清家底,补齐短板;二是构筑站内三道防线,站内站外协调配合;三是开展选型测试和现场系统测试;四是开展电缆沟专项治理;五是加强管理提升。

经过综合治理,陕西治理完成的区域内,每年发生9000余起单相接地,站内单相接地跳闸成功率超过98%,有监测的馈线正确率接近90%,自动推拉选线跳闸时间最长7.9分钟,三道防线整体成功率达到100%,电缆沟再未起火。

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2020年,国网陕西省电力公司开始推行就地型馈线自动化建设方案,2021年进入实用化阶段一直发展至今。国网陕西电力科学研究院配网中心建设支撑室专责王露缙就陕西配电网就地型馈线自动化应用实践进行了分享汇报。

王露缙表示,针对架空线路及电缆占比30%以下的线路,陕西全面推广应用一二次深度融合开关,采用就地型馈线自动化策略,打造“标准网架+级差保护+FA”模式(FA2.0),构建起了陕西智能就地型馈线自动化模式。FA2.0即线路依靠变电站和线路开关的短路、接地保护配合,通过开关合闸后启动后加速保护功能,一次重合即可隔离故障区间。再通过自动联络转供,恢复非故障区域供电。

在建设实践中,王露缙也表示,目前,陕西还存在着一二次融合开关规范未统一、复杂接地故障逻辑存在问题、分布式电源接入后对就地FA的影响等问题。下阶段,陕西将提高一二次融合设备功能支撑实效、精细化FA装置逻辑算法、解决分布式电源对FA功能的影响作为重点工作进行推进。

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陕西公司是全国网首家规模化应用融合终端替代集中器的单位,促进了营配融合和数据统一采集。国网陕西电科院配网中心的吕锡林在报告中分享了陕西台区智能融合终端的建设及应用情况。他介绍,陕西公司遵循国网公司对融合终端的“小终端发挥大作用”理念,通过三个技术步骤实现配网监测、低压配网透明化和能源互联网建设。陕西已安装融合终端15万台以上,覆盖82%的公变台区,稳定在线率超过99%。吕锡林在分享中还表示陕西公司在建设中遇到的问题,包括终端厂商和版本众多以及设备接入的通讯交互规则不统一等,并提出了包括实现规约一致性、统一管理以及提升检测能力的建议。

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2024年,国家发改委、能源局发布的《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见(发改能源〔2024〕187号)》提出,要全面推进配电网数字化转型,打造安全高效、清洁低碳、柔性灵活、智慧融合的新型配电系统。国家电网公司在《新型电力系统数字技术支撑体系白皮书》中也提出,要构建电网“最小化精准采集+数字系统计算推演”技术体系,以更经济、更合理、更有效的方式实现实体电网在数字空间的实时动态呈现、模拟和决策,增强配网末端感知能力。

国网冀北智能配网中心武文鹏从相关工作要求出发,汇报了新型电力系统背景下配电网运行态势智能推演方法研究成果。武文鹏表示,该研究成果以企业级实时量测中心、电网资源业务中台、电网一张图为基础,依托人工智能等数字技术,构建量测数据补全、量测布局优化等核心能力,深度聚焦源、网、荷等电力系统关键环节,开展分布式光伏出力预测、分布式光伏承载力分析、频繁停电分析、新型负荷预测等业务应用,加快提升中低压配网量测数据质量,助力试点地区光伏台区精益化管理、配电网安全经济运行水平提升,为数字化配电网建设发展提供了思路。

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国网湖北电科院配网技术中心副主任杨志淳对配电网形态演变与配微协同技术研究进行了汇报。一是分别从物理形态、技术形态和服务生态角度提出配电网形态特征及演变技术路径;二是开展台区交直流柔性互联技术研究,以柔性互联装置为依托,研发柔性互联装置构建台区微电网及微电网群,提出分层分级协调控制技术;三是建设多台区柔性互联动态模拟试验平台,开展柔性互联配电台区、交直流混合微电网等关键技术与装备的测试与验证;四是开展台区柔性互联装置示范工程建设,结合“云管边端”体系,建设配电主站、台区融合终端、柔性互联装置及分布式电源的分层分级体系与工程示例,实现台区内源网荷储协调优化、保护控制、主动支撑等功能。

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南方电网深圳福田供电局工程师叶枫舒全面介绍了深圳福田区配电网数字化转型建设及实用化应用情况。深圳福田供电局大力推进数字化硬件建设,奠定数据基础,自动化主干节点覆盖率提升至85%,完成全区电缆工井普查;全面推广无人远控,完成深圳配网首例AI智能巡视,在变压器报停报启等3个场景推广应用RPA机器人。国内首次开展基于数字孪生的配网故障反演分析。在亚太能源监管论坛实现对保供电全场景的实时监控和指挥,在“苏拉”台风、“9.7”暴雨期间,实现台风期间“零跳闸“”零闪动“,支撑暴雨期间水浸设备精准停送电。

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广州供电局电力科学研究院数字配网所经理、教授级高级工程师方健以广州为例分析了如今大城市综合能源发展存在的一些问题。结合国家要求和治理实践,方健分享了大型城市能源互联网综合能源安全并网与健康运行几大实践经验。

一是建立了一台移动式综合能源并网测试装置,上线了移动式测试平台,这标志着广州具备了新能源并网测试能力,结束了以往新能源并网只能依靠审查图纸的局限。二是研发了充电桩移动式检测平台,能够对充电桩的设备质量、电气安全等方面进行检测,并出具统一的数据报告。三是做出了便携式充电桩测试设备,突破了限高等多重环境限制。

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本次大会共吸引了近300位行业同仁参加,并得到了华为数字能源技术有限公司、青岛鼎信通讯股份有限公司、西安为光能源科技有限公司、上海格蒂电力科技有限公司、北京紫电捷控电气有限公司的大力支持。我国已从国家层面部署推动配电网的建设改造与高质量发展,打造安全高效、清洁低碳、柔性灵活、智慧融合的新型配电系统也已成为行业共识。北极星电力网会持续关注配电网发展进程,与行业同仁一起推动配电网高质量发展,与大家共享行业动态。


( 来源: 北极星输配电网 )
原文链接:http://1guigang.com/industrialchain/transformer/57887.html,转载请注明出处~~~
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