张夏瑶
国网长子县供电公司，山西省长治市046600
摘要：电网企业传统业务基础支撑薄弱，各环节关联较差、灵活性低，因数据收集手段落后，相关业务信息无法充分发挥作用优化和助力提升电网综合管理水平。国网供电公司开展“网上电网”配电网智能化规划应用平台建设，通过打造“图—数—模”一体的数字化、可视化、智能化规划工作模式，实现公司电网规划与数字化规划有机衔接，全面深入提升配电网精益建设水平和安全可靠运行水平。
关键词：高弹性电网环境；网上电网；智能规划
1网上电网概述
1.1建设目标
从高弹性电网特征出发，充分利用现有营配调网上信息系统资源，通过AI智能聚类技术，将逻辑算法与电气算法相结合，开发全自动化的智能规划系统，打造“图—数—模”一体的数字化、可视化、智能化规划工作模式，从而大幅提升配网规划自动化、一键式、智能化等电网规划作业应用水平。利用自动规划系统，深度挖掘现状电网供电潜力，构建“强—简—强—智”目标网架，并在信息状况变化的情况下，通过终端信息整合，进行实时检测和校正，确保精准规划和建设，有力支撑清源能源强县建设，全面促进多元清洁能源主体灵活便捷接入、可靠输送、高效利用，提升能源互动互济、电网可靠感知和自愈能力，不断提升电网高弹性建设水平。
1.2实现数据一个源
为保障“网上电网”技术应用时取数精准、完整，首先开展数据治理工作。一是针对PMS2.0数模核查，确保GIS平台上“站—线—变”拓扑关系、坐标信息；二是台账数据核查，确保PMS2.0内“站—线—变”台账各类数据信息的正确性；三是建立数据核查与治理的长效制度，确定一周一更，一月一校核的数据治理模式。积极开展运行类数据治理，重点核查迎峰度夏期间设备运行数据，包含但不限于调控系统中的主变、线路、数据，用采系统中台区类数据，配电系统中的负荷开关、断路器数据等，收集整理并整治缺失数据、异常数据。
2网上电网支撑技术
2.1智能传感技术
高精度、高灵敏的感知监测系统是数字电网实现的基础和万物互联感知的入口，虚拟电网对物理电网的全息复制和动态调整依赖实时的传感技术。目前电磁式电流互感器和电压互感器，功能上主要获取局部、片段、串行的部分数据，性能上，不支持局部互联、体积庞大、结构复杂、价格昂贵、有源通信，无法满足数字电网全时空广域感知要求。微型化、物联化、高精度、宽范围、低功耗、低成本的智能传感技术是未来的主要发展方向。应用隧道磁阻等新型传感理论，实现高精度的电气量测量，如基于TMＲ传感芯片的微型电流传感器。结合其他空间、力学、环境、化学智能传感技术形成覆盖物理电网多维度行为状态的数字化感知点，如监测配电房的温度、SF6浓度、电流电压等信息，实现设备健康度综合判定。融合低功耗通信技术，实现感传一体化，采用自组网技术和辩识鉴错技术，扩大单个传感器的视野，通过点面结合、多体协同实现广域范围群智感知。结合边缘计算技术和协调分配技术，实现感知监测数据的就地汇总、分析和协同。
2.2异构通信技术
数字电网面临孪生系统广分布、大连接、海量数据的双向传输需求，对电力通信基础设施提出了极大的挑战。目前的无线技术受限时延、抖动，不具备海量连接，超低功耗，深度覆盖等能力。
应用大规模多天线技术和超密集异构网络技术，实现5G的高速率、高容量、低时延接入，基于软开放技术以及电力切片技术，实现5G通信资源的按需定制、动态编排，确保物理电网海量传感要求的接入要求和虚拟电网精准控制指令的传达要求。LTE和IoT电力无线专网载波聚合、自适应编码调制及信道备份等技术，构建智能泛在、安全高速的电力信息通道。充分利用目前完备的电力线路，将电力线载波和无线通信协议完全融合，最终形成光纤、蜂窝无线、窄带无线、无线专网、WLAN等泛在异构融合的通信网络架构，支撑数字电网虚实映射、双向交互、协同优化，实现物理电网的全要素数字化和全状态实时化。
2.3数据中台技术
数字电网模型构建与自我优化依赖全域全量的电网数据，目前的电力数据来源分散、结构多样、关系复杂、粒度精细、体量巨大，无法提供全面的数据资源、数据服务。通过建设横向关联、纵向贯通的数据中台，作为数据的汇聚、治理、挖掘、共享中心，实现超大规模全量多源数据的安全存储、高效读取、为数字电网智慧平台优化决策提供精细的数据要素。数据中台需提出多源异构数据的全景信息模型、元数据规范与统一转换格式，构建电网数据语言体系，实现数据协同与交互统一。通过元数据分割与抽取方法，建立数据间的关系模型，实现多源、多层维异构数据的关联集成与无缝融合技术，建立数据的血缘关系图。需结合业务本质特征和数据的周期性与趋势性，实现坏数据的自动辩识，对时序数据开展智能分析和预测技术，实现异常数据的在线、离线修复。针对多源冗余数据建立逻辑判断、冲突检测与数值诊断框架，实现数据清洗和数据质量核查。数据中台基于丰富的数据资源，开展电力生产业务中波形图像、操作行为、语义逻辑、交互问答中特征识别、提取和筛选，建立特征库和知识图谱。
3预期成效
现状全量化评价。“网上电网”技术应用实现了标准化分析，包括网架标准性分析、变电站全停全转下的薄弱环节分析、供电可靠性分析，了解长子县现状电网薄弱环节。采用数学逻辑算法与电气算法集成技术，实现现状电网量化分析，提升规划科学性。采用面向大规模电网图形显示技术，实现规划方案、地理图以及计算分析结果管理及可视化，同时采用大数据挖掘技术、AI人工智能技术，提升实现配网规划精准度。
变革配电网规划模式。将传统的人工+CAD规划模式转变为配电网智能自动规划模式，复杂的指标计算让计算机自动完成，更加精准；人工重复的工作让计算机自动完成，更加高效，提升规划的精准度。
实现灵活规划。统筹分析长子主城区灵活源网荷储互动资源库电网可调节能力、负荷转供能力、负荷特性及设备利用效率等，以柔性规划理念开展本项目实施，落实95%尖峰负荷平衡。延缓该地区电网新增变电站容量规模，促进区域电网容量优化规划与设备运行效率双提升。
促进四“高”实现。高承载：通过黑白校验，利用行业错峰，可以做到削峰填谷，提高线路利用小时数，以供电单元标准化划分，以提高线路承载最大值，并满足线路N-1准则，实现95%尖峰负荷平衡。高效能：采用面向大规模电网图形显示技术，实现规划方案、地理图以及计算分析结果管理及可视化。梳理负载低、高损型号配变，进行配变更换优化。高互动：远景网架是一张动态的理想网架，结合现状已建地块、政府规划、新地块开发、充电桩等负荷发展情况，做到源网荷可调控的高互动性配电网。高自愈：远景网架构建以双环网、架空多分段单联络为主，以达到网架结构坚强的目的。采用电气仿真技术，可实现电网设备、规划资源统计和分析，阶段性对变电站全停全传校验，完成转供能力评估。
4结束语
“网上电网”立足企业级电网业务平台及数据中台，对内共享电网资源，营-配-调-规业务高效协同；对外快速响应热点，辅助政府开展复工复产监测分析，支撑宏观经济决策，实现数据增值。基于“现状态”电网一张图，智能诊断网架薄弱环节，直观展现业扩需求，融入市政规划信息，辅以电气计算，在网上开展网格划分、需求预测、布点规划及多方案比选，实现网上可视化规划设计。
参考文献：
［1］刘金长，杨德胜，孙飞，等．平行电网体系框架研究［J］．电力信息与通信技术，2016，14(8):7－13．
［2］陶飞，刘蔚然，刘检华，等．数字孪生及其应用探索［J］．计算机集成制造系统，2018，24(1):1－18．