配电网如同城市的“血脉”,为经济社会发展提供动能。浙江省杭州市发布的《杭州市国土空间总规划(2021~2035)》提出,杭州城市定位从“长三角中心城市”跃升为“东部地区重要中心城市”。城市体量不断增长,未来杭州电网应该怎么建成为各界关注的焦点。
——编者
近期,《杭州市“十五五”配电网全要素规划》编制工作接近收官。杭州作为地方生产总值超两万亿元的超大城市,对供电可靠性要求不断提高,杭州配电网建设也进入了新的阶段。
“随着新型电力系统建设的推进,配电网正逐步由单纯接受、分配电能给客户的电力网络转变为源网荷储融合互动、与上级电网灵活耦合的电力网络。打造一张承载能力强、调控灵活、互动效率高的配电网,已成为支撑城市能源结构转型的重点。”《杭州市“十五五”配电网全要素规划》编制负责人叶轩介绍。
走进杭州钱江新城,“无线+量子”加密通信技术为配电网数据传输保驾护航,人工智能助手全息感知140座重要开关站设备运行状态,全域配电网全类型网架已实现自动化全覆盖,“城区1分钟、农村5分钟”自愈圈已形成……一张更柔性、更数字、更智能的配电网正在织就。
精准管控新型负荷
“日管光伏、夜管充电桩”
11月2日12时30分,杭州供电公司供电服务指挥中心“新要素一张图”管控平台上,光伏综合管理界面弹出一条红色预警信息,配电网监测班班长李衡点开预警详情,发现桐庐县横村镇柳岩村台区的反向功率超出安全阈值。该中心当即派发整改任务单至横村供电所处理。
杭州是首批国家碳达峰试点城市。截至10月底,杭州市光伏发电总装机容量达592万千瓦,年增速超50%,已成为当地最大电源;杭州市新能源汽车保有量达133万辆。高比例新能源和高比例充电桩等设备接入,电网呈现出网络潮流多向、源荷双重不确定、拓扑结构灵活多变等复杂特征,迫切需要可靠数据提升电网感知能力。
杭州供电公司瞄准配电网建设新需求,于今年10月上线“新要素一张图”管控平台。该平台依托配电自动化系统,全量采集中低压线路实时数据,通过光伏发电、充电桩综合管理模块实时监测台区用电负荷、光伏发电功率、充电桩运行状态,生成异常台区问题清单,为台区治理提供数据基础。
“‘新要素一张图’管控平台是我们白天重点监测光伏发电情况、晚间调控充电桩负荷的重要工具。”李衡说。目前,“新要素一张图”管控平台已在杭州余杭、桐庐、临安、淳安等地区试点应用。监测班工作人员通过该平台每天梳理数据异常台区,特别是光伏发电设备较多的台区清单,每周比对台区充电桩用电负荷曲线,及时闭环处置电压、用电负荷等异常问题。经过精细化管控和综合治理,杭州电网10月份的全量电压合格率已提升至99.899%。
“十五五”时期,杭州供电公司将聚焦光伏发电项目及充电桩接入领域,通过“新要素一张图”管控平台贯通营销、生产专业业扩接入等业务的数据,开发变压器可开放容量估算功能,支撑配电网动态预测台区负载及电压质量,建立“日管光伏、夜管充电”监测机制,以工单化模式线上管控光伏发电及充电桩接入容量,实现新要素全链条线上展示管理。
主配微网高效互动
防灾抗灾能力全面加强
11月11日10时,杭州连续阴雨天气引发区域光伏发电出力波动。关键时刻,杭州西部山区17家库容水电站与下游55家小水电组成的“微网集群”快速响应。溪流畔小水电站闸门次第开启,水流冲击水轮机发出沉稳轰鸣,顶峰出力精准补位,在短短数分钟内便平抑了光伏出力缺口,保障了城市电网供电平稳可靠。
“我们加强气象研判与负荷预测,提前调度库容水电站蓄水储能,就像给电网准备了一个‘绿色充电宝’。”杭州供电公司调控中心相关负责人吴汕介绍。“这些水电站在光伏发电出力充足时优先消纳清洁能源,在负荷高峰或光伏出力波动时启用水电补充,形成‘水光互补’模式。”
近年来,台风、极端高温等灾害频发,对电网安全运行的影响显著提升。杭州供电公司将区域内239家小水电的发电数据、运行状态全面接入源网荷储智能调控平台,利用全流域水电信息电网用电负荷预测情况,形成以流域为基础的水电合力发电策略。这种“新能源+微网集群”的协同模式,既保留了分布式电源的灵活性,又具备了规模化调节能力。这是该公司通过提升电网智能化水平提升防灾抗灾能力的新探索。
杭州供电公司还结合地域特点,打造自平衡、自安全、数智化的微网系统。在新型制造业集中的钱塘区,该公司试点建设交直流混合配电网,应用中低压汇流、柔性互联、台区储能等技术,提高配电网自愈能力。在富阳区新登镇湘溪村,该公司结合台区负荷特性,将新能源电源和充电设施用交直流混合微电网连接,让台区功率互济。近5年来,通过源网荷储协同布局,杭州主配微网互济技术能力显著提升,极端天气影响的停电时户数下降了94.4%。
“十五五”时期,杭州供电公司将融合气象五区图,突出微地形、微气象等复杂环境的监测和影响分析,提升新能源出力预测精度,优化分层协同控制策略,重点打造山区末端保供微电网群、园区碳电协同微电网群,聚合碎片化的灵活可调控负荷资源,进一步提升配电网防灾抗灾和新能源消纳能力。
建设透明配电网
服务客户无感用电
今年,杭州供电公司以智能融合终端为载体,拓展故障研判、光伏监测等功能,通过实时采集与分析中压、低压电网设备的数据,在萧山、余杭等地区试点建设配电网透明化示范点,实现“客户未感知、故障先发现。”
“配电网数据是提升营销服务及运维检修质效的重要支撑。配电网透明化建设的最大好处就是让从电源到客户的配电网所有节点数据一目了然。”杭州供电公司配网部专职单知非介绍。
通过5年的配电网数据治理以及计算推演模型调整,杭州供电公司摸索出了一套透明配电网建设的机制,一张拓扑关系和量测状态准确、运行监测全覆盖的数字配电网逐渐形成。“所有线路、末端客户实际情况都能一望便知,我们能快速准确发现问题所在,实现故障主动运维、客户零感知用电。”单知非说。
9月20日午夜,杭州供电公司科技城供电所监控室内,值班人员收到告警信息:位于余杭区的枫翠云轩小区地下车库电表突发故障。值班人员第一时间通过透明配电网系统调取低压监测设备实时数据,发现故障是表箱内客户的空气开关老化跳闸所致。抢修队员在客户报修前赶到现场,帮助客户更换了开关,及时修复了故障。
2024年以来,杭州供电公司在224个台区部署2200余套智能融合终端,覆盖620万户低压客户,实现故障主动抢修,供电可靠性管理从中压向低压延伸。
今年年底,杭州供电公司将在余杭未来科技城区域的20个台区试点安装营配合一的智能配电网终端,替代原来的营销一型集中器和配电变压器监测终端,实现一个终端汇聚营销、配电专业所有监测数据,实现故障快速研判,准确定位。