配電網如同城市的“血脈”,為經濟社會發展提供動能。浙江省杭州市發布的《杭州市國土空間總規劃(2021~2035)》提出,杭州城市定位從“長三角中心城市”躍升為“東部地區重要中心城市”。城市體量不斷增長,未來杭州電網應該怎么建成為各界關注的焦點。
——編者
近期,《杭州市“十五五”配電網全要素規劃》編制工作接近收官。杭州作為地方生產總值超兩萬億元的超大城市,對供電可靠性要求不斷提高,杭州配電網建設也進入了新的階段。
“隨著新型電力系統建設的推進,配電網正逐步由單純接受、分配電能給客戶的電力網絡轉變為源網荷儲融合互動、與上級電網靈活耦合的電力網絡。打造一張承載能力強、調控靈活、互動效率高的配電網,已成為支撐城市能源結構轉型的重點。”《杭州市“十五五”配電網全要素規劃》編制負責人葉軒介紹。
走進杭州錢江新城,“無線+量子”加密通信技術為配電網數據傳輸保駕護航,人工智能助手全息感知140座重要開關站設備運行狀態,全域配電網全類型網架已實現自動化全覆蓋,“城區1分鐘、農村5分鐘”自愈圈已形成……一張更柔性、更數字、更智能的配電網正在織就。
精準管控新型負荷
“日管光伏、夜管充電樁”
11月2日12時30分,杭州供電公司供電服務指揮中心“新要素一張圖”管控平臺上,光伏綜合管理界面彈出一條紅色預警信息,配電網監測班班長李衡點開預警詳情,發現桐廬縣橫村鎮柳巖村臺區的反向功率超出安全閾值。該中心當即派發整改任務單至橫村供電所處理。
杭州是首批國家碳達峰試點城市。截至10月底,杭州市光伏發電總裝機容量達592萬千瓦,年增速超50%,已成為當地最大電源;杭州市新能源汽車保有量達133萬輛。高比例新能源和高比例充電樁等設備接入,電網呈現出網絡潮流多向、源荷雙重不確定、拓撲結構靈活多變等復雜特征,迫切需要可靠數據提升電網感知能力。
杭州供電公司瞄準配電網建設新需求,于今年10月上線“新要素一張圖”管控平臺。該平臺依托配電自動化系統,全量采集中低壓線路實時數據,通過光伏發電、充電樁綜合管理模塊實時監測臺區用電負荷、光伏發電功率、充電樁運行狀態,生成異常臺區問題清單,為臺區治理提供數據基礎。
“‘新要素一張圖’管控平臺是我們白天重點監測光伏發電情況、晚間調控充電樁負荷的重要工具。”李衡說。目前,“新要素一張圖”管控平臺已在杭州余杭、桐廬、臨安、淳安等地區試點應用。監測班工作人員通過該平臺每天梳理數據異常臺區,特別是光伏發電設備較多的臺區清單,每周比對臺區充電樁用電負荷曲線,及時閉環處置電壓、用電負荷等異常問題。經過精細化管控和綜合治理,杭州電網10月份的全量電壓合格率已提升至99.899%。
“十五五”時期,杭州供電公司將聚焦光伏發電項目及充電樁接入領域,通過“新要素一張圖”管控平臺貫通營銷、生產專業業擴接入等業務的數據,開發變壓器可開放容量估算功能,支撐配電網動態預測臺區負載及電壓質量,建立“日管光伏、夜管充電”監測機制,以工單化模式線上管控光伏發電及充電樁接入容量,實現新要素全鏈條線上展示管理。
主配微網高效互動
防災抗災能力全面加強
11月11日10時,杭州連續陰雨天氣引發區域光伏發電出力波動。關鍵時刻,杭州西部山區17家庫容水電站與下游55家小水電組成的“微網集群”快速響應。溪流畔小水電站閘門次第開啟,水流沖擊水輪機發出沉穩轟鳴,頂峰出力精準補位,在短短數分鐘內便平抑了光伏出力缺口,保障了城市電網供電平穩可靠。
“我們加強氣象研判與負荷預測,提前調度庫容水電站蓄水儲能,就像給電網準備了一個‘綠色充電寶’。”杭州供電公司調控中心相關負責人吳汕介紹。“這些水電站在光伏發電出力充足時優先消納清潔能源,在負荷高峰或光伏出力波動時啟用水電補充,形成‘水光互補’模式。”
近年來,臺風、極端高溫等災害頻發,對電網安全運行的影響顯著提升。杭州供電公司將區域內239家小水電的發電數據、運行狀態全面接入源網荷儲智能調控平臺,利用全流域水電信息電網用電負荷預測情況,形成以流域為基礎的水電合力發電策略。這種“新能源+微網集群”的協同模式,既保留了分布式電源的靈活性,又具備了規模化調節能力。這是該公司通過提升電網智能化水平提升防災抗災能力的新探索。
杭州供電公司還結合地域特點,打造自平衡、自安全、數智化的微網系統。在新型制造業集中的錢塘區,該公司試點建設交直流混合配電網,應用中低壓匯流、柔性互聯、臺區儲能等技術,提高配電網自愈能力。在富陽區新登鎮湘溪村,該公司結合臺區負荷特性,將新能源電源和充電設施用交直流混合微電網連接,讓臺區功率互濟。近5年來,通過源網荷儲協同布局,杭州主配微網互濟技術能力顯著提升,極端天氣影響的停電時戶數下降了94.4%。
“十五五”時期,杭州供電公司將融合氣象五區圖,突出微地形、微氣象等復雜環境的監測和影響分析,提升新能源出力預測精度,優化分層協同控制策略,重點打造山區末端保供微電網群、園區碳電協同微電網群,聚合碎片化的靈活可調控負荷資源,進一步提升配電網防災抗災和新能源消納能力。
建設透明配電網
服務客戶無感用電
今年,杭州供電公司以智能融合終端為載體,拓展故障研判、光伏監測等功能,通過實時采集與分析中壓、低壓電網設備的數據,在蕭山、余杭等地區試點建設配電網透明化示范點,實現“客戶未感知、故障先發現。”
“配電網數據是提升營銷服務及運維檢修質效的重要支撐。配電網透明化建設的最大好處就是讓從電源到客戶的配電網所有節點數據一目了然。”杭州供電公司配網部專職單知非介紹。
通過5年的配電網數據治理以及計算推演模型調整,杭州供電公司摸索出了一套透明配電網建設的機制,一張拓撲關系和量測狀態準確、運行監測全覆蓋的數字配電網逐漸形成。“所有線路、末端客戶實際情況都能一望便知,我們能快速準確發現問題所在,實現故障主動運維、客戶零感知用電。”單知非說。
9月20日午夜,杭州供電公司科技城供電所監控室內,值班人員收到告警信息:位于余杭區的楓翠云軒小區地下車庫電表突發故障。值班人員第一時間通過透明配電網系統調取低壓監測設備實時數據,發現故障是表箱內客戶的空氣開關老化跳閘所致。搶修隊員在客戶報修前趕到現場,幫助客戶更換了開關,及時修復了故障。
2024年以來,杭州供電公司在224個臺區部署2200余套智能融合終端,覆蓋620萬戶低壓客戶,實現故障主動搶修,供電可靠性管理從中壓向低壓延伸。
今年年底,杭州供電公司將在余杭未來科技城區域的20個臺區試點安裝營配合一的智能配電網終端,替代原來的營銷一型集中器和配電變壓器監測終端,實現一個終端匯聚營銷、配電專業所有監測數據,實現故障快速研判,準確定位。
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