加快構(gòu)建與國家中心城市相匹配的一流配電網(wǎng)
——河南鄭州供電公司推進(jìn)國際先進(jìn)型城市配電網(wǎng)示范建設(shè)

1月31日晚，河南鄭州地區(qū)出現(xiàn)強(qiáng)降雪天氣。在未來華庭小區(qū)的地下配電房內(nèi)，剛投入應(yīng)用的全站巡檢預(yù)警系統(tǒng)將室內(nèi)濕度、溫度、局部放電等數(shù)據(jù)匯聚后，實(shí)時(shí)傳遞至鄭州供電公司鄭東供電服務(wù)指揮分中心，輔助運(yùn)維人員開展遠(yuǎn)程巡檢，密切跟蹤降雪天氣下配電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。該配電房是一座智慧化無人巡檢配電站房，也是該公司推進(jìn)配電網(wǎng)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型的最新成果。

鄭州是國家中心城市和“一帶一路”國家戰(zhàn)略重要節(jié)點(diǎn)城市。為加快構(gòu)建與國家中心城市相匹配的一流配電網(wǎng)，2022年3月以來，鄭州供電公司積極推進(jìn)國際先進(jìn)型城市配電網(wǎng)示范建設(shè)，通過應(yīng)用數(shù)字化、智能化技術(shù)，著力打造與城市高質(zhì)量發(fā)展相適應(yīng)的高質(zhì)量智慧城市配電網(wǎng)。

“百秒感知”推動(dòng)配電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型

2月1日13時(shí)1分，鄭州35千伏狼城崗變電站某配電變壓器失電，觸發(fā)了鄭州供電公司配電網(wǎng)故障“百秒感知”系統(tǒng)的智能主動(dòng)研判程序。該程序經(jīng)過88秒研判，準(zhǔn)確識(shí)別出故障開關(guān)并發(fā)出告警，為后續(xù)快速開展搶修復(fù)電工作提供了支撐。“百秒感知”技術(shù)在鄭州電網(wǎng)應(yīng)用以來，累計(jì)完成了800余次配電網(wǎng)故障研判，準(zhǔn)確率超過98%，促進(jìn)了城市配電網(wǎng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

配電網(wǎng)是向客戶供電的末端電網(wǎng)，在發(fā)生故障后會(huì)直接影響客戶的用電體驗(yàn)，需要運(yùn)維人員盡快確定故障范圍、發(fā)布停電信息并及時(shí)搶修復(fù)電。針對(duì)配電線路分支開關(guān)不具備故障感知功能、人工研判故障耗時(shí)長等問題，鄭州供電公司創(chuàng)新配電網(wǎng)停電“百秒感知”技術(shù)，并構(gòu)建應(yīng)用系統(tǒng)，改變運(yùn)維人員到現(xiàn)場(chǎng)檢查確認(rèn)故障的傳統(tǒng)模式。該公司依托“百秒感知”技術(shù)，將故障研判時(shí)間由此前的平均45分鐘縮短至100秒內(nèi)，進(jìn)一步提高了配電網(wǎng)故障感知的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，促進(jìn)了城市配電網(wǎng)故障搶修工作效率提升。

“百秒感知”系統(tǒng)通過開發(fā)主網(wǎng)信號(hào)研判算法，貫通了營配調(diào)數(shù)據(jù)資源，優(yōu)化了配電網(wǎng)故障研判啟動(dòng)條件，讓配電網(wǎng)故障時(shí)引起的主網(wǎng)保護(hù)啟動(dòng)和負(fù)荷突降信息通過智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)（D5000系統(tǒng)）自動(dòng)上傳至配電區(qū)云主站。該系統(tǒng)的智能主動(dòng)研判程序可在故障發(fā)生后可迅速、全面獲取線路臺(tái)區(qū)停電基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，直接開展故障研判，解決了用電采集終端停電信號(hào)上送不及時(shí)等問題。

“除了縮短故障查找時(shí)間，‘百秒感知’技術(shù)還將故障研判的準(zhǔn)確度由67%提升至98%以上，將開關(guān)有效感知率由以往的27.8%提升至95%。”鄭州供電公司供電服務(wù)指揮中心專責(zé)陳啟龍介紹。

“星型”結(jié)構(gòu)架起高可靠城市配電網(wǎng)

2023年10月5日，鄭州鄭東新區(qū)第6組“星型”網(wǎng)架的第三次干網(wǎng)搭建工作完成，實(shí)現(xiàn)姚橋區(qū)域10個(gè)大型小區(qū)負(fù)荷的靈活轉(zhuǎn)供，為區(qū)域冬季供電保障提供了更加堅(jiān)強(qiáng)的網(wǎng)架支撐。

針對(duì)鄭州市二七商圈、如意湖核心區(qū)等城市發(fā)展重點(diǎn)區(qū)域的用電需求，鄭州供電公司設(shè)計(jì)了“星型”高可靠性配電網(wǎng)網(wǎng)架方案，通過較小改動(dòng)、較少投資，實(shí)現(xiàn)變電站變電容量利用效率、電網(wǎng)資產(chǎn)利用效率與投資效率、變電站出線間隔資源利用率“三提升”。

“星型”高可靠性配電網(wǎng)網(wǎng)架采用雙層組網(wǎng)理念，將以開關(guān)站為節(jié)點(diǎn)的配電網(wǎng)雙環(huán)網(wǎng)作為主干網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)開關(guān)站“站站相連”；將以環(huán)網(wǎng)柜為節(jié)點(diǎn)的單環(huán)網(wǎng)作為次干網(wǎng)，構(gòu)建出“星型”接線結(jié)構(gòu)。這一配電網(wǎng)網(wǎng)架厘清了主干網(wǎng)、次干網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的高效連接、互聯(lián)互供。

“目前，我們已經(jīng)建成19組‘星型’高可靠性配電網(wǎng)網(wǎng)架，包含41組雙環(huán)網(wǎng)，優(yōu)化了全市12個(gè)供電網(wǎng)格的配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)‘主次雙層、雙通互濟(jì)、主配協(xié)同、全停全轉(zhuǎn)’。”鄭州供電公司配網(wǎng)管理部主任馮志敏介紹，該網(wǎng)架主干全線配置自愈系統(tǒng)，供電可靠率提升至99.999%以上。

隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)的推進(jìn)，鄭州供電公司結(jié)合鄭州配電網(wǎng)實(shí)際，通過實(shí)施“星型”高可靠性配電網(wǎng)網(wǎng)架建設(shè)等，提升了配電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性與數(shù)智化水平，對(duì)河南城市配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展具有重要的示范引領(lǐng)作用。

“機(jī)器代人”升級(jí)配電網(wǎng)作業(yè)方式

“繼續(xù)升高斗臂，注意三維成像里的距離提示。”2023年9月22日，鄭州高新區(qū)雪松路附近，在一臺(tái)帶電作業(yè)車斗臂里的不是高空作業(yè)人員，而是一臺(tái)白色機(jī)器人。升至指定位置后，機(jī)器人靈活揮舞機(jī)械臂，為配電線路加裝了故障指示器。

這次帶電作業(yè)采用人機(jī)協(xié)同模式進(jìn)行，極大提升了作業(yè)效率和安全性，確保了10多戶高壓客戶和1000余戶居民的正常用電，與計(jì)劃檢修方式相比多供電量2.2萬千瓦時(shí)。

“機(jī)器人作業(yè)給我最大的感受是安全、省力，作業(yè)人員不用登高，也不用進(jìn)入帶電區(qū)域，在地面操作平板電腦就可以完成全部流程。”現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人王培丹說。

為進(jìn)一步提升配電作業(yè)質(zhì)效，鄭州供電公司不斷研發(fā)應(yīng)用新技術(shù)、新設(shè)備。以此次雪松路帶電作業(yè)為例，帶電作業(yè)機(jī)器人在三維模擬系統(tǒng)的輔助下進(jìn)入帶電區(qū)域，通過雙臂協(xié)同操作，運(yùn)用視覺識(shí)別、運(yùn)動(dòng)控制等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自主識(shí)別及引線抓取，再完成穿線、剝線和接線等工作，提升了高空帶電作業(yè)的效率及安全性。

“自2022年首次應(yīng)用以來，帶電作業(yè)機(jī)器人技術(shù)經(jīng)過不斷嘗試和改善，已在鄭州配電網(wǎng)帶電作業(yè)中推廣。2023年我們使用帶電作業(yè)機(jī)器人開展了60余次作業(yè)。”鄭州供電公司不停電作業(yè)中心員工竇孝祥介紹，目前該中心正在開展末端工器具的開發(fā)優(yōu)化，進(jìn)一步擴(kuò)展帶電作業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景，不斷提高配電網(wǎng)作業(yè)的“機(jī)器代人”智能化作業(yè)水平。