配电网安全

“输入功率为491千瓦，电流为746安……”4月15日，中国电力科学研究院有限公司新能源研究中心储能应用技术研究团队成员朱帅，记录下500千瓦/500千瓦时移动储能电源车充电数据。这些数据可以帮助储能应用技术研究团队研判储能系统效率，对于评估移动储能的经济性和安全性具有参考价值。

目前，接入海北10千伏配电网的小水电和光伏电站，经排查存在以下问题：一是电站并网点分断设备以跌落式熔断器、隔离开关为主，部分电站未安装分支开关；二是上网线路不具备内部故障隔离功能，分界点开关较少，设备均无“三遥”功能，不能精准动作，线路发生故障时，开关不能及时跳闸，致使恢复供电时间延长；三是当配网设备出现故障或异常，因10kV线路长，路途远，导致排查困难重重，不仅延误供电时间，而且经常造成主线大面积停电，影响供电可靠性。同时，在检修过程中存在反送电的安全风险，直接危及作业人员的人身安全。随着国家“双碳”战略的实施，能源供给侧越来越多的新能源（光伏、水电）接入配电网，对配电网安全、运维、管理、调度等多个方面带来了严峻的挑战。

不停电作业的全域发展，是建设世界一流城市配网的重中之重，也是响应国家电网公司“获得电力”指标号召的重要措施之一。本次演讲首先陈述了较为完善的配电网目标网架：合理的电网结构是满足配电网安全可靠、提高运行灵活性的基础，也是不停电作业开展的前提；其次，描述了中低压不停电作业的类别，并用具体的组合案例来展现不停电作业的优点；最后，提出了多种新型不停电作业友好型装置与接口，为今后全面开展不停电作业提供切实可行的理论依据和实践成果。

伴随着现代智慧配电网绿色发展的脚步，对配电网安全可靠运行提出了更高的要求。10kV配电线路接地故障诊断对于提前发现故障隐患、快速定位和隔离故障、保障供电可靠性具有重要意义，本方案针对10kV接地故障诊断方法进行了深入研究，通过机理、AI算法相融合的方式实现接地故障的有效诊断，并将其应用到暂态录波型故障指示器、一二次成套设备中，现场应用效果验证了该方法的有效性。同时，公司深耕配电网智能感知和配电自动化设备，从规划、设计、验证、生产、运维等多个维度保障设备的运行可靠性，为国家现代智慧配电网建设保驾护航。

对光伏出力的精准预测在配电网安全稳定运行中起着至关重要的作用。因此，提出了一种基于余弦相似度和TSO-BP（金枪鱼群优化-反向传播）神经网络的短期光伏预测方法。首先，利用余弦相似度算法筛选出与预测日具有强相似度的历史数据作为训练样本；然后，采用TSO算法寻找BP神经网络的最优初始权值与阈值，训练TSO-BP短期光伏预测模型；最后，利用TSO-BP模型分别预测平缓天气与波动天气下的光伏出力。仿真结果表明：在平稳和波动两种不同天气情况下，该方法相较于传统预测方法精度更高。

目前围绕量测条件受限的配电网展开的故障定位研究较少，且传统的主站集中式故障定位系统在实时性与安全性等方面存在不足。针对上述问题，提出一种基于边缘计算和深度学习的单相接地故障区段定位方法。首先，构建基于分区修正的边缘计算单元配置多目标优化模型。该模型通过分区修正方法降低了故障定位系统的通信时延，提升了数据传输安全性，进而保障配电网安全运行。其次，将基于数据驱动的智能算法应用于配电网故障区段定位，选择易获取的相电流稳态有效值在故障前后的变化量作为故障特征，利用全连接型深度神经网络学习样本特征与标签间的映射关系，得到离线训练好的定位模型并储存在边缘节点以实现快速故障定位。最后，以IEEE33节点系统为例进行仿真。算例结果表明该模型在分布式电源接入、高阻故障、噪声干扰以及拓扑改变等情况下均具有良好表现。

电网企业支持分布式光伏新能源大量并网，实现传统能源替代，减少碳排放，十四五期间，随着大量分布式光伏电源并网，配电网面临重过载，电压越限，光伏无序发电等安全风险，我们应该主动采取措施防范和化解这些风险。但是传统单电源配电网运维方式难以适应分布式光伏并网后的多源配电网运维要求，通过大数据分析，智能研判等技术替代人工计算，经验判断，实现配电网安全、高效、智能化运维模式是今后配电网发展的方向。

为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想，全面贯彻党的二十大精神，落实“四个革命、一个合作”能源安全新战略，紧扣新形势下电力保供和转型目标，聚焦配电网安全运行、供电保障、防灾减灾和坚强可靠等方面安全风险，推动解决城乡配电网发展薄弱等问题，全面提升配电网供电保障和综合承载能力，国家能源局决定开展配电网安全风险管控重点行动。现制定方案如下。

随着配电网拓扑结构的复杂程度提高，针对高比例可再生能源出力预测误差会导致配电网优化调度决策的准确性下降的问题，提出考虑分级重构方法的配电网安全低碳两阶段优化方法。首先，分析了配电网两类分级开关的影响程度和两阶段运行优化框架。其次，提出了配电网日前-日内两阶段优化方法，通过协调分级开关动作、储能系统、工业负荷需求响应等手段实现配电网最优化运行。然后，考虑到光伏出力在不同时间尺度上预测误差，分别构建了以低碳性为目标的日前全局低碳经济调度模型及以安全性为目标的日内滚动安全经济调度模型。最后，算例验证了所提模型能够在光伏高比例渗透背景下，有效支撑复杂配电网安全低碳运行。

随着极端自然灾害在园区智能配电网中频繁发生，大面积停电给园区智能配电网安全运行带来巨大挑战。针对上述问题，建立灾时故障抵御吸收双层优化模型，提出一种计及多种灵活性资源的园区智能配电网灾时弹性提升策略。首先，上层故障重构模型以最大化负荷恢复价值期望为目标，优化配电网故障重构方案，并将重构结果传递给下层。其次，下层弹性提升模型以最大化配电网弹性水平为目标，量化需求响应配置方案。最后，以营口市自贸区配电网和PG&E69节点配电网为例进行仿真分析。结果表明，所提策略系统负荷价值恢复期望提升81%，系统负荷损失降低61%，同时提高园区智能配电网整体弹性水平。