电网规划业务数字化转型构想的研究
​南家楠
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​南家楠,. 电网规划业务数字化转型构想的研究[J]. 电网技术研究,2023.8. DOI:10.12721/ccn.2023.157311.
摘要:
目前配电网内增设了大量灵活性调节资源,这些资源均具备发电与用电双重属性,使得传统配电网潮流由单向更换为双向,导致其运行的稳定性降低,增加了配电网规划工作的难度。在配电网中应用数字化技术,可提升灵活性资源的利用率和规划效率,降低投入及运行成本。配电网规划工作既要具备精准的量化能力,又要具备较高的协调能力,为提升这些能力,需要利用数字化技术。将数字化技术应用到配电网中,作为系统的输入,这些研究均为配电网规划工作提供科学依据,云计算与大数据等技术的崛起,促进了配电网规划工作的发展。随着数字化技术的不断完善,可在不同规划业务中提取数据,应用于各大领域中,但该技术的缺点是提取的数据包含部分无效异常数据,还需利用相关方法改善数据提取的精准性。
关键词: 电网规划业务数字化转型策略
DOI:10.12721/ccn.2023.157311
基金资助:

1数字化转型架构

配电网规划工作的数字化转型的三维可视化架构共包含6个层次。该架构中通过6个层次共同协作,根据数据集成情况来获取配电网工作规划相关数据,利用大数据、可视化与三维数字化等方法,完成配电网规划工作的数字化转型、数据移交接收、三维可视化展示和三维基本服务功能等操作,实现信息交互,降低出现信息孤岛概率。数字化转型功能模块主要可以进行配电网规划场景和数据的共享,并定位配电网规划场景和设备,实现配电网规划工作的查询和统计。

数据移交接收功能模块主要可以导入配电网规划数据,对其进行质量检测、入库、存储、共享以及维护等。三维可视化展示功能模块主要可以进行配电网规划场景可视化展示,并能够可视化以及检索配电网规划信息和电力要素,对配电网规划信息和资料进行查询统计。三维基本服务功能模块主要可以实现配电网规划场景浏览、查询定位以及分析量化,并对配电网规划图层进行控制,展示配电网规划专题信息并进行标注。

2电网规划业务数字化转型策略

2.1完善的电网规划数据资产和信息交换渠道

根据数字化电网规划业务需求,通过智能电网建设重点提升配网侧、用户侧等薄弱环节的自动化、信息化水平,完善数字化采集手段,逐步构建全面感知的数据源头;通过建立全面整合各领域、各专业、各部门、各平台数据的统一云数据中心,逐步形成全面统一和共享的大数据库;拓展与各能源生态系统攸关方的数据交换渠道,对政府电力规划、城市发展规划、发电企业电源规划、用户项目规划、充电汽车发展规划和统计情况等信息进行交换,逐步形成全面贯通的数据通道;在此基础上,实现电网规划基础数据的全面采集、多口径融合、自动统计、自动纠错、自动生成和分析指标等功能,逐步形成更加完善的电网规划数据资产,进而彻底打通由于数字化水平低以及信息交换不畅导致的制约电网规划质量和效率提升的基础数据瓶颈。

2.2数据库设计

精准高效的数据库设计可有效提升系统运行效率,本文结合基础数据和专题数据的类型特点,对其进行了逻辑、业务划分,将所有数据划分为系统库、功能业务库、电力设备基础库等各类数据库,并将所有数据存储在服务器端,各类数据类型划分如下。

(1)系统库。主要存储用户信息、角色信息、功能信息、日志信息等系统运行本身所需存储的信息。

(2)功能业务库。各个高级功能的数据库支持,包括本地数据库和中间数据库。

(3)电力设备基础库。主要存储三维系统中所展示的变电设备、输电设备;亦包括交叉跨越、协议区等信息。存储设备所处的空间位置、相互关系、模型信息等,是系统输变电三维展示的核心。

(4)模型库。是所有三维模型文件存储的地方,包括基础模型也包括定制模型。

(5)影像及地形库。存储航飞影像、高程等影像数据。

(6)基础地理信息库。存储道路、行政区、管线等矢量信息。

(7)专题数据库。存储冰区、污区、地震区等专题信息。

2.3布局规划

电力装置布局规划主要包括供电规划,可将智能配电网引入传统配电网,以实现配电网再规划。在整个规划中需结合地方进行有效完善修订。可将智能配电网规划成果纳入电力装置布局规划中并实现二次专项规划,主要内容包括对当前电力资源的设施整体布局。在配电网接线方面,建设初期周边的电源点有限,网架结构随着变电站建设、地区负荷发展程度及用户可靠性要求的提升,需通过适当增设联络,完成向三分段两联络(四电源井字形接线)过渡。电缆网可采用单环网或双射网接线方式,单环网适用于单电源用户较为集中的区域,双射网适用于双电源用户较为集中的区域,在有条件、有必要时,可过渡到双环网接线方式。户外配电设施同步进行外观美化,使之与所处位置及周边环境相协调。

2.4智能化的负荷预测和供需形势分析

以统一云数据中心的数据及负荷特性分析结果为基础,结合与营销业务、政府、用户、发电企业以及气象、水文等机构交换的信息,根据规划人员需求,对各级行政区、各指定片区以大用户法、弹性系数法、负荷密度法、GDP综合电耗法、等多种负荷预测模型自动进行近、中、长期负荷预测和电力电量平衡分析。未来结合逐步积累的大数据,以人工智能技术对负荷预测和电力电量平衡方法不断进行自动优化和改进,提升智能化负荷预测和电力电量平衡的准确度。

2.5智能化的主、配网规划辅助决策

以电力电量平衡结果和电网规划问题库为基础,结合与营销业务、政府、用户、发电企业、分布式电源、电动车充电设施等交换的信息,按照相关规程、策略或规划、技经人员设置的技术原则,对各级行政区、各指定片区自动进行容载比和设备利用率的分析和预测、规划方案和投资估算的编制,智能化提出推荐方案及效益分析,并生成基于GIS系统的规划方案图;根据设定的规划原则和规划时间,自动提出目标网架、配网网格化网架、基础电网网架等,并生成规划项目库及可视化展示图。未来结合逐步积累的大数据,以人工智能技术对电网规划方法和策略不断进行自动优化和改进,提升智能化电网规划的质量和效率。

2.6三维设计控件

三维设计控件是数字化电网平台设计功能实现的主要载体,辅助完成三维浏览、空间分析、规划设计等功能,是底层数据组织、存储、调度和数字化电网流程设计的具体实现与高级应用,本文结合三维可视化特性以及电网规划设计业务范围,实现了三维浏览、空间分析、辅助规划和辅助设计四大控件模块。

(1)三维浏览控件主要用于实现三维场景定位、切换、浏览,以及对输电线路巡察和专题业务查询的相关功能;

(2)空间分析控件主要实现了三维空间量测与空间计算分析两大模块,可对选择的三维对象进行点、线、面的空间量测以及高级的淹没、断面、通视、坡度等分析计算;

(3)辅助规划控件主要是对电网规划所需的电网专题、交通环境、经济人口等数据进行的分类和整合,有效提高工作效率以及规划方案的经济性、合理性;

(4)辅助设计控件主要用于变电站站址和输电线路路径选择,是基于丰富的数据资源和出众的空间分析能力,在三维场景中叠加各类环境和电网专题数据,辅助开展各类专题设计,并可进行设计成果的三维展示。

结论

电网规划业务数字化转型是建设智能电网和数字电网的关键一步,建成“全面感知、全面贯通、全面共享”的数据资产和信息交换渠道是实现“全面可视、全面可控”的智能化数字电网规划的基础。可以实现解决制约电网规划业务质量和效率提升的基础数据瓶颈,促进电网规划业务的革新和效率提升,并将电网规划业务的技术引导和服务功能拓展至更广大的平台。

参考文献:

[1]孙自安,王芝麟,李宝昕,等.三维全景电网平台在电网布局规划评审中的应用[J].电网与清洁能源,2017,33(3):56-59,65.

[2]李鑫,任培祥,陈敬理,等.三维全景智能电网支撑平台在电网信息化过程中的应用[J].中国电力,2010(4):54-57.

[3]任培祥,朱中耀,李鑫,等.三维全景智能电网支撑平台的关键技术研究与应用[J].电力勘测设计,2009(4):51-56.

[4]姚楠.基于三维全景的变电站智能视频监控系统[J].电力信息化,2012(9):37-40.

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