建模

泛在物联的配用电系统是智能配电网与电力物联网深度融合形成的信息物理社会系统。分析泛在物联的配用电系统的参与主体及其信息、物理、社会属性，并从物理域、信息域和社会域三个层面探讨参与主体之间的交互影响，并提炼其运行特点，包括物理域中的节点、网络和功能的灵活性；信息域中的泛在感知的不确定性；计算模式的边缘化、开放交互的安全性，社会域中的角色可变性、效用个性化、商业模式多元化；在分析国内外研究动态的基础上，提炼其难点，包括复杂配用电系统的特征识别、社会行为建模与混合仿真、非完全信息的随机博弈框架与应用、融合社会属性的优化问题、边缘计算的调度策略与驱动机制、配用电终端物联网的交互安全机制等。在理论层面为信息、物理、社会系统的多学科交叉提供分析探讨，在应用层面为泛在电力物联网和智能电网的建设提供技术支持。

国网上海能源互联网研究院有限公司正在从传统信息化建设向数字化转型阶段迈进，对统一数据模型的设计和应用提出了更高需求，需要进一步凝聚共识，从源头主动应用统一数据模型，推动业务协同和数据共享，助力公司数字化转型，支撑公司战略落地。其中，电网资源领域以电网资源业务中台和网上电网建设为依托，聚焦构建“发一输一变一配—用一新”全环节的“电网一张图”，以及基于“一图三态”的全网基础共性业务优化情况，遵循IEC 61970/61968/62325等国际标准，重点完善主、配网侧相关逻辑模型设计，主要涉及电网域、资产域、综合域等。国网公司配网模型通过在两系统一平台模型建设、配电物联网模型建设、电网资源业务中台模型建设等方面已开展多项建设工作，从标准体系、技术体系、产品体系三方面完成统一信息模型成果积累。实现电网数据深度融合、业务系统协同交互、业务应用标准化构建的支撑作用。

当前电网设备的智能巡维还未能实现真正“无人化”，机器人等智能终端还存在个体能力有限、智能程度偏低、系统孤岛运行等问题，基于智慧物联的立体巡检是解决上述问题的关键，广东电网能源技术公司围绕电网场景高精度建模与重构，移动式终端个体智能自治技术提升，分布式终端物联互动，多模态数据融合贯通等四项关键技术开展系统攻关，为实现电网设备智慧运行做出了积极探索。

分布式电源群调群控建设实践，主要通过系统性考虑主配网潮流、电压等各项要素，基于 “全感知”和“群调群控”两个维度加强分布式光伏电源调度运行管理。全面梳理分布式光伏电源设备台账，依托基于调控云的水电及新能源平台实现所有包括0.4千伏在内的分布式电源全面采集及观测。通过整合营配调各业务系统的档案信息、多源泛在数据，开展中低压水电及新能源的标准化建模与采集，因地制宜规范采集频度，建立数据同步机制，弥补原有调度主站中低压水电及新能源数据的空缺，建设基于调控云的水电及新能源模块，引入水利、气象等多源信息辅助开展数据纠偏，最终实现泛在分布式电源实时数据的全感知。开发分布式电源群调群控系统，技术路线是以配电主站为核心，根据不同应用场景需求下达各个分布式电源需要调节的数值；将调节指令下达给多个分布式电源群调群控子站；由群调群控子站负责分配各个逆变器的启停，实现多个分布式电源的批量调节，如图2所示。基于以上系统，再根据电网侧需求，实现分布式光伏电源集中执行电网实时平衡控制和安全自校正控制，集群参与电网有功、无功电压等动态调节，进而优化利分布式能源，并保障主配网安全经济运行。

在配电网数字化、智能化建设的过程中，如何实现配电网的信息建模、形成客观物理电网的数字化镜像至关重要。本报告从配电网标准化建模、元数据管理、模型一致性检测、模型评估与管控四个关键点展开讨论，探索配电网标准化信息模型的建设思路，探讨模型建设过程中的关键问题。相关技术成果既为系统开发人员提供技术支撑，也为基层数据维护人员提供切实可行的解决方案。

6月30日，针对新能源高出力的电网运行方式，中国电力科学研究院有限公司国家电网仿真中心电力系统全数字实时仿真装置（ADPSS）仿真团队开展了高比例新能源电力系统安全稳定分析试验。仿真团队开展了全网不同运行方式下的故障扫描，并根据扫描结果找到影响新能源电量消纳的主要因素。

在火力发电领域，传统土建专业与工艺专业协同配合主要以二维配合为主。土建专业与工艺专业根据司令图，独立分别工作。土建专业先使用结构分析软件计算初版结构模型，并绘制CAD结构图纸，提出资料交给工艺专业。工艺专业工程师根据管道布置选型初算结果，给结构专业提出修改意见并在CAD图纸上手动增加工艺荷载。结构专业接收后在计算分析模型中更新荷载和布置，流程再循环。此流程端是双方专业在提出资料前交互较少，资料交互后发现问题会导致双方各专业较大的返工量。工艺专业提资图需要结构专业提资后手绘，进度慢且容易出错。积累版本多后，容易引起管理混乱，导致土建专业输入工艺荷载漏项。 电力结构设计专家系统SmartPPDS主要创新点如下：1、首次实现PDMS模型与土建gen计算模型双向局部更新而不丢失相应属性信息，实现模型一键更新。避免了工程师重复建模工作量，保持版本唯一性。2、首次提出预布梁概念，并应用于软件中。软件赋予工艺专业预布梁权限，由工艺专业在PDMS提预布梁位置，由土建结构专业接收确认调整，实现了工艺需求快速响应。3、首次将最新版《火力发电厂土建结构设计技术规程》DL5022-2012工况及荷载组合内置于软件，由软件根据需要自动生成需要的荷载组合。这种方法工况更加细致，准确性得到极大的提高，大大减轻了土建专业编辑荷载组合、荷载工况的工作量。4、创新设计流程。PDMS作为布置设计平台，由传统二维设计提资方式变为基于PDMS模型可视化提资，专业之间配合更加高效直观，减轻了专业内部外部的工作量，极大的提高了设计工程师的劳动生产率。5、首次研制出三维数字化流程管理。根据工艺提资土建受资流程，工艺提资分别设提资、校审、复核人，土建设主设接收人，并将提资数据分配给卷册负责人。各流程结束，自动推送到下一流程人，方便快捷。同时，对过程文件归档记录，加强了过程控制，提高了可追潮性。

无人机具有灵活机动，视角广阔的特点，在输电及配电设备巡检中发挥了重要作用。变电站户外设备种类繁多、布置密集，人工巡检工作量大，如何将无人机安全可靠地应用于变电站户外设备设施巡检，实现机器代人，减轻基层人员工作负担，广东电网公司在安全风险评估、变电站高精度建模、巡检航线规划及无人机作业风险管控等方面开展了积极探索及实践，取得了显著成效。

南方电网电力科技股份有限公司十年精心打造。由慧航云航线规划工具、慧眼无人机及机库、慧眼调度监控分析系统组成，飞向智能巡检3.0新时代。慧眼为用户提供设备与环境的高效信息采集与厘米级数字建模服务，通过慧航云高效规划出精准、安全的航线，打通数字模型与物理世界的壁垒，让无人机按轨迹安全、可靠飞行。集群组网是满足电网大范围、不间断巡检的关键。慧眼智能机库系列可网格化部署在电网运维的各种场景，共同形成一张巡检网络。用户可通过慧眼调度监控分析系统，进行任务编制，远程一键下达任务。接到任务后，无人机可根据既定航线在智能机库间来回“跳跃”，实现“蛙跳式”巡检，突破时空限制，组网联动调度。巡检过程中，调度系统实时监控巡检状况，并对无人机传回数据进行智能分析和自动归档，减少人力与时间的损耗。慧眼无人机，支持4G/5G、Mesh组网及APN专网等方式接入，实现与云端平台的直接双向互动，摆脱遥控器的束缚，来去更加自如。采用4GRTK定位技术，实现厘米级定位，保障了无人机可精确执行航线，在间隔中安全穿梭。更有超清视界，无损还原作业场景；双光测温，洞悉全局；超长续航，多机协同，高效可靠。为配合无人机大范围巡检，根据用户在不同场景的需求，慧眼打造了4种型号的机库。换电机库采用柔性机械臂为无人机自动更换电池，快速换电，分秒必争。充电机库采用充电续能方式，适配市面主流品牌微型无人机，智能小巧、兼容并包。简易机库伫立守护的无人机管家，极简设计，摆脱对飞手、地形的依赖。移动机库小巧便携的飞行大脑。完全解除地形部署限制，为移动而生。高精建模工具+全局管理调度系统+强续航自动“机-库”组合，构建起安全、可靠、大范围低空自动化巡检网。这就是慧眼巡检新生态。目前，慧眼已在全国多个地区、城市应用，应用于2000+座变电站；覆盖70000平方公里，无人机年均起飞20万余架次，安全起降率达99.995%。打破输电、变电、配电专业壁垒冲破信息、时间、空间障碍。心之所向，目之所达。

配网侧分布式资源的规模化发展加大了配网安全可靠供电保障难度。合理规划自治单元能以最小经济成本提升自治单元灵活性、供电安全可靠性以及消纳能力。然而现有的规划方法大多只考虑供电可靠性和经济性约束，未考虑资源相关性、调控模式以及电力市场因素，造成规划结果冗余及资源浪费。从自治单元的物理范围、容量规划影响因素、建模方法及求解算法4个方面进行综述分析，明晰自治单元的物理含义，分析源荷随机不确定性及相关性、调控模式、电力市场政策等因素对自治单元容量规划的影响，讨论考虑多因素的自治单元建模方法，比较不同规划求解算法的适用条件。最后，总结当前自治单元容量规划的不足，并提出相应建议及展望。