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用上这个系统,配电网供电可靠性全景感知!
来源: | 发布日期:2021-07-27 次 | 人气:289
 供电可靠性涉及电网网架、设备运维、负荷状态、运行方式和管理技术等诸多方面,分析研判起来十分复杂。针对供电可靠性事前评估预警需求,上海电科院提出了供电可靠性数字孪生与全息评价理念,设计研发供电可靠性预测评估系统,实现了配电网供电可靠性的全景感知。


7月25日12时30分左右,台风“烟花”在浙江舟山市普陀区登陆,对上海影响逐渐加强。截至7月26日,上海电网保持安全平稳运行,220千伏及以上主干电网未出现故障,部分区域因树木倒伏造成配网架空线路跳闸。此前,上海电力科学研究院结合气象预测信息、网架参数和设备历史运行数据,通过供电可靠性预测评估系统分析上海各区域供电可靠性,对台风暴雨天气下的电网薄弱环节开展辨识,提出需重点关注浦东、崇明等区域,并联系相关单位做好防台风准备。


供电可靠性预测评估系统是上海电科院基于供电可靠性数字孪生与全息评价创新理念设计构建的配电网可靠性感知系统。这个系统于2月份正式上线,覆盖上海10千伏至110千伏配网,强化城市配电网供电可靠性预测评估能力,助力提升配电网供电可靠性。


1、预先评估,应用数字孪生技术实现环节前置


提高供电可靠性,坚强的电网是基础。上海电网110千伏线路长度4158千米,35千伏线路长度超过1.5万千米,10千伏线路长度接近7.8千米。


按照常规工作方式,配电网供电可靠性是基于历史信息统计得出的,无法在故障发生前评估预测。而供电可靠性涉及电网网架、设备运维、负荷状态、运行方式和管理技术等诸多方面,分析研判起来十分复杂。如果能够精准辨识配电网供电可靠性的薄弱环节,建立供电可靠性的事前评估和预警机制,供电质量将更有保证。


“供电可靠性从事后评价到事前评估预警是趋势。”上海电科院电网技术中心系统技术室主任冯煜尧说,“随着客户对供电质量的要求不断提升,除了通过优化电网网架结构、加强带电作业、提高故障排除效率等提升供电可靠性,供电企业对供电可靠性事前评估预警的需求也越来越迫切。”


2019年年初,上海电科院提出供电可靠性数字孪生与全息评价理念,构建可靠性预测评估算法和供电可靠性预测评估系统。该系统利用数字孪生技术对配电网建模,通过数字模型反映配电网的变化,将供电可靠性的判断环节前置到故障发生前。


数字孪生技术以数字化建模的方式对配电网线路、设备进行全生命周期模拟、评估、预测和控制。应用这项技术构建的数字孪生模型就像是现实中配电网的数字“双胞胎”,二者一一映射。当配电网的设备、电缆等状态发生变化,数字孪生模型也会相应改变。同样的,数字孪生模型也可以将研判结果反馈给现实中的配电网。


2、一张全息图,区域内供电可靠性信息全掌握


把数字孪生技术应用于配网可靠性评估,需要完成基于实际配电网架、设备、用户负荷等海量信息的接入以及对上海电网10千伏至110千伏电网的详细建模,并在模型实际运行中开展供电路径分析、拓扑分割、参数校准和指标计算,工作量巨大。


为此,上海电科院开发了可靠性测算系统与国家电网有限公司生产管理系统、数据采集与监控系统之间的数据接口,实现电力系统实际网架拓扑、开关状态、设备参数、客户负荷、运行状态等信息导入,并根据供电可靠性理论评估算法,实现配电网可靠性测算、分析、评估和预测。


2020年11月,供电可靠性预测评估系统上线试运行,服务第三届进博会保电。该系统对进博会西虹桥保电区域近2万台电力设备开展运行数据抽取校核和可靠性指标计算评估,完成了对保电区域内中低压配电网的可靠性全息图展示、可靠性指标及其影响因素统计等工作,实现了进博会供电可靠性的全景感知、全息评价和动态预测,为进博会保电做好了技术服务和支撑。


根据电网实时拓扑和设备历史运行状态,供电可靠性预测评估系统可以开展配网薄弱环节自动扫描和在线辨识,形成供电可靠性指标分布情况和动态变化趋势,生成保电区域供电可靠性全息图。指定区域内的每个客户、每个保护区段、每一条馈线的供电可靠性指标都可以在线显示。


“这张图上,设备当前的状态和过负荷条件下的‘健康’程度一目了然。根据设备状态,系统还会给出‘预诊断’建议。”冯煜尧说,“这可以帮助运维人员更好地掌握运行设备的状态,并根据负荷情况有针对性地开展设备运维,助力供电可靠性提升。”


3、不仅能保电,还能量化配网改造成效


6月11日至7月5日是中共一大会址区域重点保电期,这段时间也是上海的雨季,雷电天气较多。


为保障中共一大会址区域供电可靠,上海电科院形成了中共一大会址区域电网供电可靠性数字孪生与全息评价机制。保电期间,上海电科院依托供电可靠性预测评估系统,结合上海市气象台数据以及雷电智能监测风险预警系统数据,每日9时生成日报,评估24小时内中共一大会址区域有无落雷风险,分析电网整体设备运行风险点,并给出相应处置建议。同时,上海市区供电公司与上海电科院联动,按照日报分析建议做好运维预案,实现保电期间中共一大会址区域的100%可靠供电。


除了实现供电可靠性事前评估预警,供电可靠性预测评估系统还可以量化展现配网工程效果。


4月份,上海电科院为市区4座10千伏开关站新增加电源进线和分段开关建模,依托供电可靠性预测评估系统完成开关站双电源改造工程的供电可靠性提升成效评估。评估结果显示,3座开关站改造后,其供电台区可靠率指标均由99.99%提升至99.999%。上海电科院与国网上海市电力公司相关部门进一步开展联动分析,差异化评估分析开关站改造措施,进一步提升开关站改造成效。

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