智慧配電網(wǎng)為城市充能

文／圖_韓 彥 羅 浩

作為國家中心城市和“一帶一路”重要節(jié)點城市，近年來，鄭州市加快建設在特色鮮明、集聚和輻射帶動作用大幅增強、綜合競爭優(yōu)勢明顯提高等方面成效顯著的新型智慧城市。為構建與國家中心城市相匹配的一流配電網(wǎng)，2022年3月以來，國網(wǎng)鄭州供電公司積極開展國際先進型城市配電網(wǎng)示范建設，通過數(shù)字化、智能化技術的應用，著力打造與城市高質量發(fā)展相適應的高質量智慧城市配電網(wǎng)。

“百秒感知”推動配網(wǎng)數(shù)字化轉型

11月12日16時51分，鄭州35千伏夾津口變電站某配電變壓器發(fā)生失電，觸發(fā)國網(wǎng)鄭州供電公司配電網(wǎng)故障“百秒感知”系統(tǒng)的智能主動研判程序。系統(tǒng)經(jīng)過80秒研判，準確識別故障開關，并發(fā)出停電告警，為工作人員縮小了故障查找范圍?！鞍倜敫兄奔夹g在鄭州電網(wǎng)上線以來，累計完成700余次配網(wǎng)故障研判，準確率超過98%，為城市配電網(wǎng)數(shù)字化轉型打通了主動脈。

配電網(wǎng)是面向客戶供電的末端電網(wǎng)，發(fā)生故障后會直接影響客戶的用電體驗。針對配網(wǎng)線路分支開關不具備故障感知功能、人工研判故障耗時長等問題，國網(wǎng)鄭州供電公司在國內首創(chuàng)配網(wǎng)停電“百秒感知”技術，將停電研判時間由人工現(xiàn)場檢查確認停電開關所耗時的45分鐘縮短到系統(tǒng)智能研判的100秒之內，進一步提高配網(wǎng)故障感知及時性和準確性，有效提高了城市配網(wǎng)故障搶修工作效率，提升了客戶用電獲得感。

據(jù)悉，“百秒感知”技術是通過開發(fā)主網(wǎng)信號研判算法，貫通營配調數(shù)據(jù)資源，優(yōu)化配網(wǎng)故障研判啟動條件，讓配網(wǎng)故障時引起的主網(wǎng)保護啟動和負荷突降信息可通過D5000系統(tǒng)自動上傳至配電區(qū)云主站。系統(tǒng)在故障發(fā)生后迅速、全面地獲取線路臺區(qū)停電基礎數(shù)據(jù)源，直接啟動故障研判，解決了用電采集終端停電信號上送不及時等問題。

“除了縮短故障查找時間，‘百秒感知’體系還將故障研判的準確度由67%提升至98%以上，將開關有效感知率由以往的27.8%提升至95%，做到了配網(wǎng)停電感知‘快、準、全’。”該公司供電服務指揮中心專責陳啟龍介紹，去年9月份該體系投入使用后，他們用時55天便實現(xiàn)了1063條配電線路的“百秒感知”試點應用，在不增加設備改造投資的前提下，收到設備改造同等感知效果。經(jīng)統(tǒng)計，采用“百秒感知”技術后，停電時戶數(shù)同比下降27%，客戶平均停電時長縮短30分鐘。

“星型”結構架起高可靠性城市配網(wǎng)

10月5日，隨著姚橋8號安置小區(qū)內的姚8三期安置二箱一箱聯(lián)電纜接入完成，鄭州市鄭東新區(qū)第6組“星型”網(wǎng)架的第3次干網(wǎng)搭建完成，實現(xiàn)了姚橋區(qū)域10個大型小區(qū)負荷靈活轉供，為冬季供電提供了更加堅強的網(wǎng)架基礎。

國網(wǎng)鄭州供電公司重點圍繞鄭州市二七商圈、如意湖核心區(qū)等城市發(fā)展重點區(qū)域對供電可靠性的要求，設計“星型”高可靠性配電網(wǎng)網(wǎng)架方案，通過較小改動、較少投資，實現(xiàn)變電站變電容量利用效率、電網(wǎng)資產(chǎn)利用效率與投資效率、變電站板位資源利用率的“三提升”。

不停電作業(yè)為配網(wǎng)“在線”改造升級。

“星型”高可靠性配電網(wǎng)網(wǎng)架采用雙層組網(wǎng)理念，將以開關站為節(jié)點的配電網(wǎng)雙環(huán)網(wǎng)作為主干網(wǎng)，實現(xiàn)開關站“站站相連”，以環(huán)網(wǎng)柜為節(jié)點的單環(huán)網(wǎng)作為次干網(wǎng)，打造出“星型”接線結構。主干網(wǎng)、次干網(wǎng)網(wǎng)架結構得到進一步優(yōu)化，高效連接、互聯(lián)互供。

“目前，我們已經(jīng)建成10組高可靠性‘星型’接線結構，包含15組雙環(huán)網(wǎng)，優(yōu)化了全市12個供電網(wǎng)格的配電網(wǎng)網(wǎng)架結構，實現(xiàn)了配電網(wǎng)‘主次雙層、雙通互濟、主配協(xié)同、全停全轉’?！眹W(wǎng)鄭州供電公司配網(wǎng)管理部主任馮志敏介紹，“星型”組網(wǎng)模式主干全線配置“自愈”系統(tǒng)，提升了網(wǎng)架內配電線路安全穩(wěn)定運行水平，將配網(wǎng)供電可靠率提升至99.9%。

國網(wǎng)鄭州供電公司積極適應以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)發(fā)展需求，結合鄭州配電網(wǎng)實際，通過實施高可靠性配電網(wǎng)“星型”接線等示范技術，有效提升配電網(wǎng)運行可靠性與數(shù)智化水平，實現(xiàn)鄭州A+區(qū)域供電可靠性的跨越式提升，對河南城市配電網(wǎng)高質量發(fā)展具有十分重要的示范引領作用。

“機器代人”升級配網(wǎng)作業(yè)方式

“繼續(xù)升高斗臂，注意三維成像里的距離提示?！?月22日，鄭州市高新區(qū)雪松路附近，一臺帶電作業(yè)車緩緩升起，斗臂里乘坐的不是高空作業(yè)人員，而是一臺白色機器人，只見它靈活地揮舞著機械臂，正在為配網(wǎng)線路加裝故障指示器。

這次作業(yè)采用“人機協(xié)同”模式進行，這臺帶電作業(yè)機器人的“出場”極大提升了作業(yè)效率和可靠性。據(jù)了解，這次作業(yè)避免了10余個高壓客戶和1000余戶居民停電，多供電量2.2萬千瓦時。

現(xiàn)場負責人王培丹干了十幾年的配網(wǎng)不停電作業(yè)，從沒有想過不上桿、不穿絕緣服也能完成任務，感覺既便捷又高質量：“機器人作業(yè)給我們最大的感覺是更安全、更省勁兒，作業(yè)人員既不用登高，也不用進入帶電區(qū)域，在地面操作平板電腦就可以完成全部流程?！?/p>

據(jù)了解，帶電作業(yè)機器人能夠在三維模擬系統(tǒng)的輔助下進入帶電區(qū)域，通過雙臂協(xié)同操作，運用視覺識別、運動控制等核心技術，實現(xiàn)機器人自主識別抓取引線位置，完成穿線、剝線和接線等工作，可以解決高空、高壓、高溫、高危險性等帶電作業(yè)問題。

“帶電作業(yè)機器人技術從去年首次應用以來，經(jīng)過我們的不斷嘗試和改善已經(jīng)日趨成熟，今年我們已經(jīng)使用帶電作業(yè)機器人開展50余次作業(yè)，其中包括接引流線、加裝接地掛環(huán)、加裝驅鳥器等多個項目。”國網(wǎng)鄭州供電公司不停電作業(yè)中心員工竇孝祥說，目前他們正在對末端工器具進行開發(fā)完善，擴展帶電作業(yè)機器人應用場景限制，不斷提高“機械代人”智能化作業(yè)水平。