数字化配电网怎么建？宁波综合示范区的思考与解答

来源：中国能源新闻网 时间：2024-12-12 16:37

唐瑾瑾 宋晓阳 朱正航

　　11月28日，国家电网公司发文评定10个数字化配电网综合示范区和10个专项示范区。浙江宁波是数字化配电网综合示范区之一。

　　早在去年9月，国家电网公司为促进分布式光伏、电动汽车、储能等新要素发展，满足电力优质供应、能源绿色转型、资源优化配置需要，启动了数字化配电网综合示范区建设，加速推动配网转型升级。

　　经过1年多的建设，国网宁波供电公司打破营销、运检等系统层面的数据壁垒，推动专业深度融合，省公司系统内首家实现营配业务数字化贯通、配网“规划、建设、运行”数字化移交，基于“电网一张图”建成我国首个“全域能量管控平台”、投运全球首套轻量化中压柔性互联装置，9816平方公里的宁波全域供电可靠性99.9955%，达到世界一流城市供电可靠率水平。

　　在建设数字化配电网综合示范区的过程中，国网宁波供电公司不断探索深入思考三个关键问题：

　　宏观目标上，配电网要建成何种形态？

　　实施演进上，数字化与配电网如何耦合发展？

　　落地推广上，有怎样的一整套系统性解决方案？

　　这样的“追问”来自一线，形成了体系化的理论成果，并融入基层日常工作中，成为浙江在配电网建设方面的领先探索与实践。

　　宏观目标上，配电网要建成何种形态？

　　如今的配电网正向着负荷多样化、市场互动强、用电需求高演变。

　　在宁波，新能源发展迅猛，截至10月底宁波光伏发电装机784.91万千瓦，持续居浙江省首位。宁波电动汽车保有量全省第二，市场多主体互动需求旺盛。配电网不仅要支撑好新能源发展和经济高质量发展，也面临着冬季防冰、夏季防台风、城区防涝、山区防雷等各种防灾减灾任务。这些都给电网的承载力、服务力、协同力等带来诸多挑战。

　　“配电网不仅仅是配电网。”国网宁波供电公司营配部主任凌健认为：新型配电系统是配电网的建设目标，它具有分布式、智能化、低碳化的特征，需要优化配电网调度运行方式，发挥“数字化+人工智能”优势和市场多元主体潜能。因此，配电网势必要在物理形态、数字形态、商业形态上进行与之匹配的演进。

　　在物理形态上，要建成高可靠性网架，适应分布式能源、微网等多类型要素主体接入，探索柔直互联，助力配电网从传统的“无源”单向辐射网络，向“有源”双向交互系统转变。数字形态上，要基于中台架构，实现对源网荷储设备信息、运行信息、状态信息的深度感知，利用大数据、大模型等人工智能实现精准数据支撑分析决策，最终提升中低压“可观、可测、可控、可调”能力。商业形态上，要挖掘客户侧调节潜力，促进社会运营商、负荷聚合商、车网互动等新业态创新发展，推动政府和市场两手发力，提高系统响应速度和调节能力。

　　国网宁波供电公司建设新型配电系统的目标，以及把配电网的物理形态、数字形态、商业形态作为突破重点，与国家电网公司的顶层设计不谋而合。

　　“新型配电系统建设要以物理形态为基础，数字形态为支撑，商业形态为关键，实现多元复合等要素的时空互补控制与调节。”国家电网公司设备部副主任窦晓军在今年6月的新型配电系统技术大会上表示。

　　实施演进上，数字化与配电网如何耦合发展？

　　既然要建设数字化配电网，那么数字化和配电网究竟是什么关系呢？

　　国网宁波供电公司锚定配电网高质量发展方向，理清数字化和配电网实体“数实”关系，创新性提出“以数映实、以数控实、以数优实、数实互动”四个逐层递进的“数实”耦合发展新模式。

　　“以数映实”，配电网“看得见”。宁波“电网一张图”不仅呈现了配电网“站—线—变—户”图模及拓扑关系，而且省内率先将光伏、充电桩、储能新要素全量纳入“电网一张图”，并打通全域全量低压表计数据，实现配网数据准确率与用户表计表箱数据准确率均达到99.99%以上，实现在“电网一张图”上的全要素动态呈现。

　　“以数控实”，配电网“控得住”。通过补强中低压关键节点基础感知终端，宁波配电自动化有效覆盖率提升到100%，FA动作成功率98.70%，实现配电网故障快速自愈。通过开展光储充新要素调控场景建设，宁波光伏微型并网断路器投运量全省第一，实现低压分布式光伏“刚性可控、柔性可调”。

　　“以数优实”，配电网“协得动”。建成全域能量管控平台，实现宁波全域509万千瓦光伏、137万千瓦充电桩、62.4万千瓦储能等分布式资源的分层分级聚合和调控；建立配电网安全运行和客户/微网经济利益的博弈模型，在保障电网安全稳定的基础上，最大程度促进分布式资源发展和用户收益。

　　“数实互动”，配电网“管得牢”。通过优化移动端、电脑端交互方式，探索人与业务虚拟伴生，实现“人—数字平台—物理实体”深度互动。基于“电网一张图”实现抢修指挥、运行检修、停电管理等业务的100%工单驱动及可视化管控指挥。

　　落地推广上，有怎样的一整套系统性解决方案？

　　国网宁波供电公司统筹源、荷、储三类关键要素，贯通规划、建设、运行全流程，构建了适应配电网高质量发展的成套系统性解决方案，在城市、园区、农村全面落地，推动配电网物理、数字、商业“三态”演进。

　　聚焦可靠供电，打造城市场景

　　浙江的城市核心区域负荷密度大，空调、充电桩等柔性负荷占比高，保供要求高。

　　在宁波核心城区东部新城，区域内有50多栋超高建筑群体、10余座超大规模商业综合体，以及20多个超高要求政府机构群体，对供电可靠性要求极高。国网宁波供电公司在配电网物理形态上，聚焦打造保供型标准双环网架，在重大保供活动期间，通过调整运行方式，实现专线供电；在数字形态上，以全域FA全覆盖为基础，试点光纤差动分布式技术，通过部署地钉、微拍等在线监测技术，实现电缆精益化运维；在商业形态上，通过政策机制引导，4.38万千瓦空调负荷纳入可调节范围，夏季尖峰负荷最多可削减15.77%。通过分时电价宣传引导，2430户充电桩客户主动避峰填谷。

　　目前，国网宁波供电公司在东部新城、姚江南岸核心区等区域已建成高可靠供电示范区，供电可靠性达99.9999%，年户均停电时间小于1分钟，达到国际领先水平。

　　聚焦协同互动，打造园区场景

　　浙江的工业园区整体规模大、用能体量大、互动需求强。宁波作为典型的制造业城市，工业用电占比超过七成，政府提出“园区之外无工业”的理念。

　　在宁波“361”万千亿级产业集群示范园——北仑灵峰现代产业园，国网宁波供电公司建成国际首套轻量化中压柔性互联装置，实现主配网协同和柔性交互。今年迎峰度夏期间，为北仑灵峰现代产业园供电的110千伏徐洋变负载率居高不下，调度员根据实时负荷情况每天通过园区内新投运的中压柔性互联装置向110千伏永丰变转移1500至3000千伏安不等的负荷，提升了变压器的整体利用率，保障变电站在高温天气下的安全稳定运行。针对园区内生活与生产片区用电特征的差异，供电公司采用低压柔直互联的思路，建成低压多端口分散式柔性互联系统，开展生产、生活片区之间低压电网的协同互治。在客户侧，供电公司打造企业级能量管理微网、可离网型风光储微网以及水电气热耦合等多种形态的微网，促进客户内部多源资源的平衡自治。

　　目前，国网宁波供电公司已建成北仑灵峰现代产业园、杭湾数字经济产业园、慈溪氢能耦合综合能源园等17个可推广可复制的典型园区数字化配电网，初步形成各类主体深度参与、高效协同、共治共享的园区级能源电力生态圈。

　　聚焦稳定运行，打造农村场景

　　浙江的农村经济较发达、分布式资源广泛、山区末端供电薄弱。

　　在浙江省级未来乡村——宁波前湾新区富北村，有新能源接入体量大、局部重过载风险大、台区电压波动大的“三大”特征，传统单一光储充调节方式已不足以解决这些问题。

　　国网宁波供电公司在前湾新区富北村建成了省内首个光储充一体化平衡自治台区，由融合终端实施“自我管理”，开展光储充协同柔性调节，缓解台区正反向重过载、电能质量异常等问题，实现台区下光储充资源协同配合、实时调节、平衡自治。今年8月8日，富北村5号台区因充电桩集中充电，公变负载率飙升至82.43%。台区自治策略迅速响应，自动切换至防重过载运行模式，将台区负载率降至60%，从计算分析到策略成功执行仅耗时2分钟，有效避免台区重过载的发生。

　　目前，国网宁波供电公司已建成前湾新区富北村新能源自治自平衡型、北仑双狮村低压柔直互联自平衡型、海曙龙观乡分布式光伏聚合型、余姚石板坑村、奉化东山村等偏远保供自平衡型等农村落地场景。

　　截至11月12日，宁波今年全社会用电量已累计达1001.61亿千瓦时，同比增加12.65%，较2023年提前38天突破千亿大关。宁波配电网已进入“状态透明感知、业务数字驱动、管理智能决策、资源协同互动”的新阶段，初步形成新型配电系统雏形。

　　大规模、全方位、多场景、可推广的数字化配电网“宁波方案”是否带给你些许启发？

　　责任编辑：于学华