开启配网智能化管理新时代

截至今年第一季度，智能电网建设的重要组成部分——配电自动化项目建设应用取得阶段性进展。国网电力科学研究院和中国电力科学研究院作为配电自动化试点项目的两家主要技术支持单位，是如何推动配电自动化项目建设的？

从杭州智能配网建设中汲取经验

浙江杭州尝到了“智能配网”的甜头。

作为全国配电自动化试点项目首批四个城市之一，杭州于2011年10月26日通过项目实用化验收。此后，杭州试点区域内先后发生7次配电网故障，主站系统全部正确捕获，并提供了完整的故障点隔离、非故障区域恢复供电等策略，正确率达100%，系统稳定性和可靠性走在国内外前列。

杭州配电自动化项目由国网电力科学研究院（国电南瑞）提供技术支持。对于国网电科院而言，他们也因此积累了智能配电的新经验。

100%遥控，故障处理实现“分钟级”

“钱海站8719遥分（遥控开关分闸），钱海站8719遥分。”4月10日14时20分，杭州市电力局配电自动化系统运维人员郑伟彦在电话中重复道。同时，他在主站系统上对线路开关实施遥控操作。

杭州配电自动化系统主站采用国电南瑞研制的OPEN-3200管理系统，该系统先后在杭州、银川、上海、南京等20多个城市以及上海世博园、天津生态城、扬州智能园区等综合示范建设项目中获得应用。

杭州配电自动化工作启动较早，试点之前已初步建成涵盖几十条线路、一百多座开关站的自动化网络。“杭州原来采用国外厂商的系统，但很多维护跟不上，特别是很多新的应用需求无法得到满足。”杭州市电力局运检部主任徐立说，“现在采用了国电南瑞的主站系统，从使用状况来看，这套系统很稳定。”

系统最近一次动作记录显示：3月11日23时19分38秒，杭州中心变缸儿754线开关跳闸，系统判定故障位于广利站，并提供相应的操作策略。当值调度员回忆说，从事故跳闸到调度员响应的时间控制在分钟级，而且对故障判断以及故障处理的操作建议全部正确，大大提高了故障处理效率。

而在此之前，检修停电操作都由调度发令，相关工作人员需要跑到现场操作，费时费力，通常平均时间为一个半小时；现在通过远程控制，操作时间缩短为分钟级，省时省力。进入实用化阶段以来，OPEN-3200系统成功处理故障、正确动作7次。据杭州市电力局统计，已实现配电自动化系统覆盖的区域，从开关事故跳闸到故障处理完毕的时长平均约为其他区域的10%。

“杭州配网自动化实用效果在国内处于领先地位，已经成为我们在配电生产中不可缺少的手段。杭州已经实现100%遥控操作，系统使用率很高。”杭州市电力局配电自动化工程师王凯说。

配电“红黑图”，提高工作效率

“黑色代表现在，红色代表将来。”国电南瑞OPEN-3200系统主要研发人员韩韬指着操作系统中的红黑界面，解释说。配电“红黑图”是国电南瑞在配电自动化领域的一项创新技术，它的应用，进一步提高了相关人员的工作效率。

韩韬表示：“红黑图描述的是配网网络模型的一个动态变化过程。由于城市建设和改造的需要，调度员和计划员每天不得不对配网改造前和改造后的情况进行对比。为了满足配网管理的这一需求，我们需要区分已投运的图形和未投运的图形，并且提供两种模式并存和转换的机制。”

依托于OPEN-3200系统红黑图机制，杭州配网建立了一套高效的配网自动化生产管理机制。当有新的配电网建设和改造计划时，由地理信息子系统（GIS）完成建模并提交更改配网结构申请；配电主站收到申请后，生成改造计划实施后的配网结构图，即红图。当新建网络正式投运后，系统再将红图转成黑图。

红黑图转换机制的效果立竿见影：运维人员工作效率大大提高，仅需4人就能对全市的配电网络结构图进行维护。目前，我国配网管理模式还处于探索阶段，杭州配网自动化人员配备精简高效，主站系统建设模式符合国内配网管理实际，解决了困扰已久的配电网图模高效维护问题，这些都为国内配电网生产管理模式创新提供了借鉴。

“配电自动化试点成效直接关系智能配电网建设的成败。杭州拥有较为丰富的配电自动化试验和研究基础，拥有相对成熟稳定的配网环境，这些都成为自动化改造不可或缺的条件。有了基础，我们研发的红黑图机制最先在杭州得到充分和有效的利用。”国电南瑞配电分公司总经理沈浩东说。

信息共享，互操作简单高效

据杭州市电力局配电自动化工程师顾建伟介绍，杭州配电自动化建设始终在国际标准的技术框架中推进、创新及应用。杭州遵循国际标准，完成了原有主站系统数据平滑迁移到新主站系统的工作。

沈浩东说，杭州市电力局的信息交换总线应用集成了配电自动化、营销服务等4个业务系统，并彼此分享数据和服务，全面支持在智能配电网下实现供电设备监视和控制、系统可靠性管理、电压管理等功能的信息集成。

“系统完全遵循国际相关标准和国家电网公司配电自动化的各项标准。系统模型标准、数据开放、应用灵活，具有强大的生命力。”王凯说。杭州市电力局信息交换平台具有接入1万个站点，处理80万条以上实时信息的能力，完全支持智能电网环境下的大容量处理。

“深化实用化应用功能，是配电自动化逐步向智能配电网过渡的重要体现。国电南瑞将继续研发新的应用功能，以适应智能城市、新能源等发展需要。”沈浩东说。

建设主动预防式配网管理新模式

中国电力科学研究院配电研究所微电网研究室主任刘海涛

当前，配电网结构复杂，影响其供电安全的因素较多。电网风险的根源在于其行为的概率特性。也就是说，电网中设备的随机故障、负荷的不确定性、外部自然条件的变化、人为因素的影响等都难以准确预测，而这些因素可能会导致系统发生局部故障乃至引发大面积停电。另外，未来分布式电源、储能系统以及电动汽车充电装置将大量接入配电网，也会对配电网的供电安全及稳定运行带来风险。

为进一步提高供电可靠性，提升城市配电网规划、建设和管理水平，推进智能电网建设，国家电网公司开展了第一批6个城市高可靠性示范区建设。

随着重庆、厦门、青岛高可靠性示范区配电网在线风险评估与预警系统的顺利投运，配电网进入了主动预防式智能化管理新时代。配电网管理将改变传统的被动抢修模式，建立“以可靠性为中心、以服务为导向的主动预防式配电网综合管理”新模式。

传统的配电自动化只能给出电网的当前状态，不能给出电网偏离安全运行状态的程度。而智能配电网在线风险评估及预警系统引入了概率性指标，建立了风险评估的模型和方法，可在线跟踪、获取配电网运行参数，并对配电网运行薄弱环节进行预警。

与传统配电网管理相区别，智能配电网的风险评估能够计算配电网在未来一段时间是否满足安全要求，给出未来偏离安全运行状态的可能性以及偏离程度，并指出造成配电网风险的相关元件。

上述差别在高可靠性示范区建设试点中已经体现出来。试点单位对影响供电可靠性的因素进行了全面分析，查找薄弱环节，提出全面改进提升措施，其分析角度包括管理、网架、设备、技术等。其中，重庆、厦门、青岛与中国电力科学研究院合作，引入风险管控的理念，研发了配电网在线风险评估与预警系统。

该系统通过IEC61968信息总线获取GIS平台、配电自动化、配电生产管理系统以及营销系统的相关数据，综合考虑电网运行方式、设备健康状态、负荷的不确定性、故障的随机性以及外部影响因素，实现对配电网危险运行状态的动态识别、预警。该系统可以及时给出配电网的风险区域和降低风险的策略，极大地提升了配电网运行的预防性控制和风险管理的能力，为提高配电网可靠性和运行效率提供了技术支撑。

以风险预控技术为手段，高可靠性示范区通过建设主动预防式生产管理体系，告别了传统的配网管理模式，开启了智能配电网管理新时代。