国网智能化总报告—节选配电部分

4.4 配电环节配电环节智能化有助于提高电网供电可靠性、系统运行效率以及终端电能质量；有助于实现分布式发电、储能与微网的并网与协调优化运行，实现高效互动的需求侧管理；有助于结合先进的现代管理理念，构建集成与优化的配电资产运维与管理系统。配电环节智能化内容是在加强坚强配电网架建设的基础上，积极推进配电自动化系统和配网调控一体化智能技术支持系统建设，实现对配电网的灵活调控与优化运行，提高配电网的可靠性水平与电能质量；加强配电网生产指挥与运维管理的信息化系统建设，为配电网规划、运行维护和管理提供全面支撑，并实现各类应用系统的有机整合以及与调度、用电等环节的双向互动；加强对分布式发电/储能及微网接入与统一协调控制技术的研究与推广，充分发挥这些技术在提高供电可靠性和系统削峰填谷方面的作用。4.4.1 规划目标和发展路线总体目标根据坚强智能电网总体发展目标，充分利用现代管理理念，采用先进的计算机技术、电力电子技术、数字系统控制技术、灵活高效的通信技术和传感器技术，实现配电网电力流、信息流、业务流的双向运作与高度整合，构建具备集成、互动、自愈、兼容、优化等特征的智能配电系统，配电网网架坚强、网络智能。在建设坚强配电网的基础上，加强关键设备研制攻关，加快技术标准体系建设，开展配电环节智能化示范工程项目建设；在总结试点经验的基础上，全面开展配电环节智能化建设。到2020 年，完成配电自动化和配网调控一体化智能技术支持系统的全面建设，全面提升对于现代配电网的驾驭能力，确保配网可靠、高效、灵活运行；完成配电生产指挥与运维管理的信息化系统建设，实现各类应用功能之间的有机整合以及与调度、用电等环节的双向互动；提高配电网对分布式发电/储能与微网的接纳能力，实现分布式发电/储能及微网的灵活接入与统一控制，充分发挥其在提高供电可靠性和系统削峰填谷中的作用。到 2020 年，基本建成网架坚强、网络智能的配电网络，配网可靠性、运行效率、供电质量和主要技术装备达到国际先进水平。第一阶段（20092010 年）本阶段配电环节智能化的主要目标是：高质量完成配电环节智能化试点建设任务，在部分急需的关键设备和技术标准方面取得突破，为后续建设积累宝贵经验，打好基础。全力做好试点项目建设。做好试点城市的配电自动化与配网调控一体化智能技术支持系统建设工作，按时完成建设方案编制和有关建设任务。完成陕西蒲城、天津静海、浙江鄞州三个农网营配调管理模式优化试点中的配电环节建设任务。结合河南省“金太阳工程”的安排，在河南开展分布式光伏发电接入及微网运行控制试点。积极开展配电环节的关键设备研制，尤其要保证用于试点建设的关键设备研制进度；加快推进标准制定工作，结合试点工程建设，完成一批和配电环节智能化建设紧密相关的标准制定工作；设备研制和标准制定取得突破，基本满足后续建设的需求。第二阶段（20112015 年）本阶段配电环节智能化的主要目标是：实现配电自动化和配网调控一体化智能技术支持系统建设对重点城市的覆盖，使覆盖区域内的供电可靠性、电网运行效率和电能质量得到全面提升；配电信息化系统功能得到进一步拓展和完善，并实现大范围应用，有效提高配电网运维管理集约化水平；在试点基础上，分布式发电/储能和微网系统得到较大规模应用，初步发挥出其对提高供电可靠性和帮助系统削峰填谷等方面的作用；配电智能化关键设备取得全面突破，得到广泛应用，产品质量和国产化率稳步提高；技术标准体系初步完善，有效推动和规范配电环节智能化建设。全面完成试点区域的配电自动化与配网调控一体化系统建设；在试点基础上逐步开展其他重点城市的配电自动化系统建设，完成直辖市、省会城市、计划单列市、唐山和苏州等重点城市核心区域的配电自动化系统和配网调控一体化智能技术支持系统建设；在有条件的县域电网因地制宜地推广典型模式的配电自动化和配网调控一体化智能支持系统的建设。按区域、分步骤地完善和推广先进适用的配电信息化系统。完善配电地理信息系统平台，实现全面推广应用；完善配电网规划智能化辅助决策、配电网故障管理、配电网设备优化检修等相关应用功能，并全面推广应用。实现信息化系统中各类应用功能与配网调控一体化智能支持系统之间的有机集成；实现配电环节与调度、用电等其他环节的双向互动。开展分布式电源/储能及微网接入与协调控制试点，总结各个不同区域分布式电源/储能及微网发展的典型模式，形成有关标准；选取成熟度较高的典型发展模式适时进行推广应用。到“十二五”末，城市配电网供电可靠率达到99.97%，综合电压合格率达到99.2%，线损率进一步下降到6.0%；农网综合线损率低于6.2%、供电可靠率高于99.73%、综合供电电压合格率高于98.45%。第三阶段（20162020 年）本阶段配电环节智能化建设的主要目标是：进一步完善配电自动化系统和配网调控一体化智能技术支持系统，以经济实用为原则，扩大系统覆盖范围，扩展系统应用功能，使得系统在提高配网供电可靠性、电网运行效率和电能质量方面发挥更大作用；进一步加强和完善配电信息化系统有关应用功能，拓展应用范围和应用深度，各类应用功能之间实现有机整合，配电环节和调度、用电等环节实现高效互动，对配电网运维管理集约化起到全面支撑作用；全面掌握分布式发电/储能和微网系统的接入与协调控制技术，在提高电网可靠性和提升电力系统整体运行效率方面取得较大的综合效益；配电智能化关键设备得到全面应用，部分国产核心设备达到国际一流水平；形成完善的配电相关技术标准体系，在国际智能电网技术标准制定中的影响力显著提升，并掌握一定的主导权。公司城市配电网供电可靠性、电压合格率与线损率等指标达到世界先进水平，农网供电可靠性、电压合格率进一步提高，综合线损进一步降低。发展路线（1）通过采用先进的自动化、通信、信息技术，循序渐进地分阶段、分层次规划和实施，逐步提高配电自动化系统与配网调控一体化智能技术支持系统的覆盖范围，充分发挥坚强配电网架的潜力，实现配电网的全面监控、灵活控制、优化运行以及运维管理的集约化，大幅度提升电网整体的可靠性和运行效率。通过与其他应用系统的互联，还能扩展诸如保电管理、事故紧急处理等功能，进一步满足智能配电网发展的需要。（2）通过加强配电信息化系统建设,完善配网已有信息化系统建设，拓展适应配网未来发展趋势的新型应用功能系统，促进配网生产指挥与运行维护集约化，消除信息孤岛，有效整合配电各类应用系统之间的数据与功能，深化与调度、用电等环节的互动，提升配网的整体生产管理水平。（3）通过研究和推广分布式发电/储能及微网的接入与协调控制技术，深入分析对电网负荷特性以及生产运行带来的影响，正确引导，逐步扩大分布式发电/储能与微网的在电网中的应用规模，逐步提高协调控制能力，充分发挥新型分布式发电/储能与微网技术能源利用效率高、节能减排效益明显、电热冷三联产综合效益好的优点，提高系统的供电可靠性，改善系统的峰谷特性，使其成为未来大型电网的有力补充和有效支撑。（4）通过关键技术进步与突破推动配网智能化建设。包括深入开展配电自动化标准体系研究；开展智能配电网自愈控制技术、设备智能监测与预防性维护技术等确保高可靠供电的关键技术研究；开展超导技术应用、分布式储能与大电网协同互动等前瞻性课题研究，占领相关科技制高点。4.4.2 技术标准配电环节以满足智能配电网建设要求为目标，重点关注三个关键技术领域，分别为“配电自动化”、“配电分布式电源并网”、“配电储能系统并网”。相关技术标准主要包括：配电调度、配电运行、配电自动化、配电设备、分布式电源、供电安全和电能质量等方面。智能配电网运行、调度、智能控制终端等方面的标准仍然缺失，亟需补充制定。配电网的分布式电源、储能、智能配电设备接入、配网调控一体化管理等方面的标准和规程规范需要进一步增补和修订表 4-7 配电环节技术标准制定规划图 4-7 配电专业标准制定技术路线图4.4.3 关键设备（系统）配电环节的智能化将使配电网在规划、运行、控制等方面发生重要变化，需要研制智能化的配电设备和系统，以支撑配电环节智能化建设，实现对分布式发电/储能及微网的接纳与协调控制，提高配电网供电可靠性，改善供电质量，提高配电网安全预警及供电应急能力。智能配电关键设备的现状是：配电金属封闭开关设备基本上全部采用真空和SF6 断路器；已有配电自动化系列设备，但实用性、规范性、可靠性有待提高；分布式发电/储能及微电网的研究尚处于起步阶段。为保障智能电网建设，尤其是保证配电自动化试点工程顺利实施，配电环节必须加快研制和完善智能配电设备、配电自动化、调控一体化、分布式发电/储能与微网接入等方面的关键设备。配电环节关键设备研制包括智能配电设备、配电自动化、分布式发电/储能和微网控制、保护及接入。（1）智能配电设备关键设备配电设备是智能配电网的重要基础。为满足一次设备可靠操作、分布式发电接入需求，解决线路和配变保护测控设备的功能分散及标准化问题，保证多电源接入配电网的电能质量，智能配电关键设备主要包括环保智能化柱上开关、智能配电网保护测控一体化装置、智能配变监测终端、复合电能质量控制器等。（2）配电自动化关键设备为提高配电自动化系统实用化、智能化水平，提升配网安全、经济和智能化管理水平，配电自动化关键设备主要包括配电自动化系统、配电网调控一体化智能技术支持系统、智能配电网规划计算机辅助决策系统等。（3）分布式电源和微网控制、保护及接入关键设备随着分布式发电/储能和微网的高速发展，为满足智能配电网接入分布式发电/储能及微网的需求，分布式发电/储能和微网控制、保护及接入关键设备主要包括分布式供电系统标准化换流装置及电能控制装置、分布式供电系统及微电网电能质量治理装置、分布式供电系统微机保护装置、大容量、高可靠快速切换开关，大容量化学储能装置、高温超导储能装置、超级电容器储能装置、飞轮储能装置等。图 4-8 配电环节关键设备研制计划图4.4.4 重点项目4.4.4.1 配电自动化与配网调控一体化智能技术支持系统建设根据配电网设备和网架现状以及未来的发展需求，循序渐进、分阶段、分层次地规划和实施配电自动化系统建设。根据各地区经济发展和电力负荷差异的情况，以及对供电可靠性的实际需求，适当选择配电自动化的实现方式、通信方案、软硬件配置和应用功能。同步建设配网调控一体化智能技术支持系统，利用配电自动化覆盖区域内的各类信息（包括实时数据、准实时数据、非实时数据），实现对配网的全面监控和优化调度，为配网生产指挥和运行提供坚强的支撑。按照公司统一部署，在地、县逐步实行调控合一，根据“安全第一、统筹协调、试点先行、稳步推进”的原则，在技术支持到位、人员配备到位、安全责任到位的基础上，将相应地域范围内电网设备的实时运行控制业务纳入调度统一管理。设备运行监控功能应满足智能电网调度技术支持系统功能规范和相应技术标准的要求。第一阶段（20092010 年）规范配电自动化技术的开发、设计、建设和运行，形成针对各种不同需求的配电自动化典型模式系列，开展相关关键技术研究和试点建设。结合配电自动化系统建设，研究配网调控一体化智能技术支持系统的关键技术并开展试点应用选择北京、浙江、宁夏和福建公司作为第一批试点单位，开展配电自动化建设，完成试点区域配电自动化系统主要功能，并在试点基础上完善和出台城市配电自动化建设的有关技术标准和规范。选择 19 个大型城市作为第二批试点，在城市核心区域进行配电自动化建设，同期建设配电网调控一体化技术支持系统。在本阶段完成试点工程建设方案编制与审查，并开展有关建设。积极开展配电网自愈馈线自动化技术、农村电网供电模式优化技术以及农村配电线路远程监测与故障分析技术等研究工作。第二阶段（20112015 年）在全面完成第一阶段试点区域配电自动化系统建设的基础上，逐步开展其他重点城市的配电自动化系统建设，完成直辖市、省会城市、计划单列市、唐山、苏州等城市核心区域的配电自动化系统建设。根据实际需求，适时由公司统一组织，在以上城市范围之外选取条件成熟的地级市核心区域开展配电自动化系统建设，有条件的县域电网完成典型模式的配电自动化建设。在完成第一阶段试点工程建设和具备相关条件的基础上，进一步研究和完善配网调控一体化智能技术支持系统，结合配电自动化系统的建设，分阶段适时地在直辖市、省会城市、计划单列市、唐山、苏州等城市加以推广应用。全面推广配电网优化运行技术。实现配电系统线损的自动分析计算，为各类客户提供线损分析、线损查询、线损监测、窃电管理、降损分析、无功优化、电网运行方式优化等各类应用功能。实现正常方式下降低网损、提高配电设备使用效率的优化运行；实现检修方式下的网络优化和故障方式下的快速转供；实现与储能技术及需求侧管理相结合的配电网优化运行。全面推广配电网电能质量监控技术。建立配电网电能质量监测有关指标体系，建立各级配电网电能质量监控的技术原则和实现方法；针对不同行业的电能质量需求，实现电能质量优化控制。进一步深入研究自愈馈线自动化技术、农村配电线路远程监测与故障分析等配电自动化与配网调控一体化相关技术，并适时推广应用。第三阶段（20162020 年）根据需求，在有条件的地区全面开展配电自动化和配网调控一体化智能技术支持系统建设；依据不同地区的特点，因地制宜地选择合理的配电自动化系统典型模式进行建设；指导有条件的股份制县和代管县开展实用型配电自动化建设。4.4.4.2 配电信息化系统建设随着配电自动化和配网调控一体化智能技术支持系统的建设，以及信息通信技术的不断进步，将为配电网生产指挥与运维管理提供更为丰富的数据和更为先进的工具与手段。因此，利用先进的自动化、信息与通信技术，结合现代管理理念，加强配电信息化系统建设，完善和拓展配电有关应用功能；消除信息孤岛，促进配电各应用系统之间的有效整合以及配电环节与调度、用电等其他环节的双向互动将变得更为重要。第一阶段（20092010 年）完成配电地理信息系统平台建设，建立与生产管理系统中其他环节相衔接的技术标准体系，在全公司系统中进行推广应用。研究配电地理信息系统平台应纳入公司地理信息与空间服务平台的必要性和方式。开展配电网规划智能化辅助决策应用系统、故障管理应用系统、设备优化检修应用系统的研究与试点工作。研究智能配电系统中各类应用系统有机整合及与调度、用电等其他环节双向互动的通信与信息交换的实现机制；研究基于IEC 61970/61968 CIM 公共信息模型及企业集成总线的数据平台架构；研究数据可视化以及数据挖掘技术在配网中的应用；研究并行计算与分布式计算等技术的应用。综合利用已有成熟度较高的技术在部分重点城市开展试点建设。第二阶段（20112015 年）全面推广配电网规划智能化辅助决策应用系统。实现规划数据统一维护、滚动更新，实现全电压等级序列的配电网规划管理与信息共享,建立有效的规划版本管理机制，实现配电网发展规划的全寿命周期管理,优化规划业务流程,建立规划人员的工作及管理平台,实现规划的审批和发布，提高规划人员工作效率。结合配电自动化和配网调控一体化智能技术支持系统建设，推广应用配电网故障管理应用系统。实现配电网运行实时信息、电网拓扑、设备检修信息、用户信息及地理信息的高度整合；实现用户故障电话投诉管理；实现停电范围、故障原因、恢复供电时间的自动应答；实现基于用户性质、设备信息、班组计划、实时地理信息的故障检修协调指挥和智能化管理机制；实现故障抢修信息双向互动与可视化。全面推广配电网设备优化检修应用系统。建立配电网设备优化检修的有效性指标体系，实现设备的状态检修和资产全寿命周期管理；建立设备状态检修的技术支持平台，具备状态评价、维修辅助决策、绩效分析、设备状态监视（评价）、健康评估（故障诊断）、寿命评估、趋势预测、设备风险评价、数据灵活展示等功能；实现设备状态、电网运行与资产管理的互动与优化。研究移动式配电智能监测系统的关键技术和设备，在部分监测设备机动性要求高的地区推广应用。基于 IEC 61970/61968 CIM 公共信息模型及企业集成总线，利用电力专用网络以及公共宽带通信网络的通信实现配网中各应用系统之间通信以及配电和调度、用电等其他环节的双向互动；实现配电系统设备统一编码、命名及图形规范；建成各类应用系统之间以及配电环节和调度、用电等部分的数据交换和信息传递的标准与规范。运用数据可视化技术和数据挖掘技术，实现对配网各类绩效指标及其属性的汇总、分析和展示，为配电网的智能化运行提供有效技术依据和数据平台；实现对配电网数据仓库的深度挖掘、数据清理，实现数据的可视化；利用并行计算与分布式计算技术实现海量数据的快速处理与绩效指标的快速运算。第三阶段（20162020 年）实现配电信息化系统的全面推广，依据不同地区的配网规模和特点，因地制宜地选择合理的实现方式，并指导有条件的股份制县和代管县完成有关配电信息化系统建设。根据相关政策、技术和需求的变化，扩充和完善有关应用系统的功能。4.4.4.3 分布式发电/储能及微网的接入与协调控制分布式发电/储能及微网技术近些年在欧美各国得到广泛研究，在某些技术上已经取得突破性进展。新型的分布式发电/储能及微网技术具有能源利用效率高、节能减排效益明显、电热冷三联产综合效益好等优点，同时还有助于促进清洁能源的大规模开发利用、提高系统的供电可靠性、以及解决边远地区供电困难问题。可以预见，分布式发电/储能与微网系统将成为未来大型电网的有力补充和有效支撑。因此，研究和推广分布式发电/储能及微网的接入与协调控制技术，是配电环节智能化的发展趋势，对于坚强智能电网的建设具有重要意义。第一阶段（20092010 年）开展城市分布式电源/储能接入与协调控制的研究与示范工程建设。在河南公司开展分布式光伏发电接入及微网运行控制试点，结合河南省“金太阳工程”的安排，建设作为项目业主的光伏电源及入网相关技术支持系统，制定并完善相关技术和管理规范。研究分