“互联网+”智慧能源行动计划主动配电网示范工程建设方案

"互联网+"智慧能源行动计划 2 3 4.1一次系统 8 9 5.2控制特性指标 5.3运行特性指标 5.4经济性指标 1主动配电网示范工程建设方案在配电网领域，分布式电源接入量不断增大、电动汽车不断增大的普及率以及可控负荷的增多，使得传统配电网将面临诸多的挑战；尤其在当前分布式光伏相关国家鼓励政策不断出台，将打破传统配电网潮流单向辐射状供电模式，使配电网成为功率双向流动的有源网络，如果协调不当的话，将会影响电力系统的全局运行，高渗透分布式光伏电源接入配电网所可能导致的电压水平升高、短路电流增大、供电可靠性降低以及电能质量恶化等问题显得尤其突出，电网消纳分布式发电的能力将受到限制，目前XX已出现此类现象。传统的规划设计手段、保护控制和运行管理方式需要做出根主动配电网是解决以上问题的有效手段。通过建设主动配电网，对分布式可再生能源从被动消纳到主动引导与主动利用，把配电网从传统的被动型用电网转变成可以根据电网的实际运行状态进行主动调节、参与电网运行与控制的主动配电网。从而全面提高配电网消纳可再生能源能力，全面提高电网资产利用率，及用户双向互动需求侧服务能力。形成主动配电网主动规划、主动控制的技术路线、典型设计和工程案例，实现源网荷储协调控制、配电网与上级电网之2间全面互动，达到电网安全经济运行条件下全额消纳可再生能源发电的目标。二是主动服务模式示范，形成需求侧服务与主动配电网的智能互动模式、区域能源服务中心运营模式、以客户为中心的营配调集成工作模式，实现配电网与客户的互动互惠，提升核心竞争能力。示范工程的建设和运营，为主动配电网技术和主动服务模式在XX省内乃至全国的推广打造样板、提供模板。示范区的选取，考虑选择有较好配网基础、供电可靠性要求高，同时具有较多的分布式电源和电动汽车接入、可控负荷数量多等特点的地区。同时，由于涉及综合能源服务模式、用户双向互动、节能服务、电网建设等方面，还需要地方政府的大力支持。2.建设目标及内容2.1建设目标工程将充分利用主动配电网的各类可控资源，研究可以实现电网侧的主动规划、管理、控制与服务，负荷侧主动响应和发电侧的主动参与的核心技术。其中主动管理包括分布式电源和储能等的管理；主动控制包括分布式电源控制、各类协调控制、需求侧响应控制和冷热电联供控制等；主动规划包括适应分布式能源的配网规划和主配网一体化规划；主动服务是指给用户提供更加多样能源服务和高品质的电能质量；负荷侧主动响应主要是需求侧响应；发电侧的主动参32.2主要建设内容(1)更加灵活的配电网络设计(2)更多的测量、控制和通信设施传感器和通信连接设施能监测配电网系统和设备的状(3)更多在配电网和用户上的控制和管理4(4)更多的接口管理不同种的发电机(同步和非同步，直流)将连接到配电网中，因此各类接口管理需要建立。特别注意的是所有的DG将有完善的本地接口，以便于适应配电网络的50/60Hz的特(5)更多的保护机制快速的保护机制和自动重构能够避免高的故障水平，从而实现自愈。这些机制需要处理和接受实时数据和通信系统，甚至需要包括为了实现快速决策的配电网络仿真计算(实时数据的采集需要SCADA)。(6)广域的协调和互动主动配电网应该能够和相邻地区进行能量交换的达成协议，这应该需要在当地的控制中心进行协调，并且需要允许和顾客更高级的互动。(7)处理孤岛运行的能力主动配电网需要保证和输电网络断开孤岛模式下配电3.工程技术路线根据建设目标和内容，主动配电网工程能量监控与供给管理平台构架主要分为配电网调控中心、配电网侧和用户侧三个层次，同时还应包括能量服务平台、必要的通信网络和用户侧各类能源管理系统等，各部分功能总体框图如下。5统算测电网故能效及经济性分析能量互动服务平台协调优化设备调度/配电自动化系统协调优化设备能量互动服务平台IED联供图1主动配电网工程总体框图6(1)建立主动配电网统一信息模型和标准保护控制设备、分布式发电设备和智能用电设备的信息模(2)建立主动配电网信息通信网络带载波和无线专网/公网为辅、灵活接入的一体化终端通信(3)实现主动配电网全景态势感知7(4)实现主动配电网主动控制开展电网运行方式主动控制，基于配网调度自动化系电动汽车)、需求侧响应负荷和用户双向互动，实现有序用(5)实现分布式电源主动地调节与控制8(6)实现需求侧可控负荷主动响应负荷在系统功率平衡控制以及平滑电力系统负荷曲线的作供电压力较大的高峰阶段降低或关掉家用电器(例如热水器、空调、洗衣机等)或电动汽车充电桩，改善配电网供电4.1一次系统1)分布式发电系统接口并网/离网状态的切换，尚不具备远方状态监测和故障状态9电的一次系统进行改造，增加标准化并网接口设备和远方可控开关设备，并具备可靠的宽带通信网络，以实现对分布式发电运行状态进行在线监测和远方操控功能。2)可控负荷接口可控负荷包含众多的工矿企业、家用电器等负荷类型，传统的家用电器尚不具备远方控制和主动响应功能，只有接通/断开两种工作模式。因此，在主动配电网建设工程中，需要对具备可控负荷条件的设备增设智能监测设备和远方控制开关设备，并具备可靠的宽带通信网络，以接受远方控制指令，并监测其运行状态。3)交直流混合型主动配电网试点交流主动配电网中，按照直流负载的需求以及网络优化等需要，试点建设交直流混合型主动配电网，配置交直流能量转换控制设备，实现分布式电源直流的灵活接入及高效消纳，同时也可为电动汽车以及多种直流负荷提供高效的供4.2二次及通信系统主动配电网二次系统结构如图2所示。1)专用测控终端或接口设备对分布式电源、电动汽车、可控负荷、储能设备、微电网接口开关等配置测控终端或接口设备，按照统一的通讯规约标准，实现其信息的采集。2)保护装置源配电网的要求。一般应配置(方向)过流保护；当上述保3)信息通信网络为主、宽带载波和无线专网/公网为辅、灵活接入的一体化4)电能质量监测装置配置相电压不平衡、谐波等电能质量指标符合电能质量标准要负负荷负荷负荷负荷表计oTD储能系统光伏发电低风速风力发电储能系统光伏发电4.3配网调度自动化系统1)网络拓扑分析可以根据电网连接关系和设备的运行状态进行动态分(1)适用于任何形式的配电网络接线方式；(2)电气岛分析，分析电网设备的带电状态，按设备的(3)支持人工设置的运行状态；(4)支持设备挂牌、投退役、临时跳接等操作对网络拓(6)计算网络模型的生成，可依据配电网络拓扑结构生2)状态估计析方法进行一定的数据修复和补充，具体要求包括但不限(1)计算各类量测的估计值，量测类型包括：电流、电(2)配电网不良量测数据的辨识，对配电自动化尚未完(3)可以人工调整量测的权重系数；(5)状态估计分析结果快速获取，满足不同配电网应用3)潮流计算(4)潮流计算结果提示告警，能根据线路热稳限值(最4)网络重构(1)结合配电网潮流计算分析结果对配电网络进行重(2)综合分析配电网架结构和用电负荷等信息，并通过(3)除满足正常运行方式下的配电网络优化调整，也可(4)依据网络重构在线分析的结果，采用自动或人工介5)自愈控制(1)智能预警，支持配电网在紧急状态、恢复状态、异(2)校正控制，包括预防控制、校正控制、恢复控制、(3)具备相关信息融合分析的能力，在故障信息漏报、(4)支持配电网大面积停电情况下的多级电压协调、快(5)支持大批量负荷紧急转移的多区域配合操作控制；(6)自愈控制宜延伸至配电高电压等级统一考虑。6)分布式电源/储能/微网接入与控制(1)具备对分布式电源/储能设备/微网接入、运行、退(2)实现分布式电源/储能装置/微网接入系统情况下的7)无功电压控制与经济运行配电网经济优化运行的目标是在支持分布式电源分散(1)支持分布式电源接入条件下的经济运行分析与优化5.工程技术指标(1)间歇式能源渗透率间歇式能源渗透率=间歇式能源额定功率/配网最大负(2)间歇式能源分布率(3)间歇式能源分散度间歇式能源分散度=(间歇式能源额定功率-接入配电网的间歇式能源平均额定功率)/接入配电网的间歇式能源(4)间歇式能源出力波动性2∑(后一时刻间歇式能源的实际出力-前一时刻间歇式能源的实际出力)n间歇式能源的额定输出功率错误；末找到引用源。5.2控制特性指标(1)供蓄比率供蓄比率=间歇式能源发出的有功功率/(负荷的有功功率+可控分布式资源的最大蓄电功率)(2)预测准确率预测准确率=Min(间歇式能源出力预测准确率，负荷预(3)控制偏差率(1)消纳率消纳率=间歇式能源的实际出力/实际环境下间歇式能类似地，点、线、面消纳率=点、线、面间歇式能源的实际出力/实际环境下点、线、面间歇式能源的最大运行出1(2)电压合格率(3)馈线出口功率波动性(4)高峰负荷消减率高峰负荷消减率=(原有高峰负荷-消减后的高峰负荷)(1)消纳收益率消纳收益率=间歇式能源消纳带来的经济效益/消纳过其中间歇式能源消纳带来的经济效益包括消峰填谷收(2)电能替代增加率主动配电网工程一般通用性技术指标的要求见表1:内容参数/规格故障隔离时间小于30秒配电网电压三相不平衡度配电网交流额定电压配电网交流输出频率并网电流THD功率因数范围支持通信规约IEC62056,Modbus、IEC101/104、CDT等主动配电网工程关键技术指标的要求见表2指标内容目标配电网系统并网接入指标间歇式能源渗透率间歇式能源分布率间歇式能源分散度间歇式能源出力波动性指标供蓄比率预测准确率控制偏差率指标消纳率电压合格率馈线出口功率波动性需求响应高峰负荷消减率经济性指标20年消纳收益率电能替代增加率1)主动配电网示范工程较好地体现了“互联网+”智慧充分体现了开放互联、对等协作的"互联网+"特征，是未2)主动配电网示范工程具有较强的社会影响力。目前3)主动配电网示范工程具有良好的工程技术引领示范4)主动配电网示范工程将较大提升优质服务能力和市企业价值链，创新互联网+服务模式，实现电力流、业务流信息通信支撑工作方案2015年7月1日，国务院印发《关于积极推进"互联网能源互联网的创新实践和"互联网+"智慧能源的革命，在公司拟开展""互联网+"行动计划，以云大物移技术为电、低碳高效绿色电3个方向6项工程的建设。智能互动省公司"互联网+"行动计划的核心是在传统电网的基础电能服务平台，实现电能资源安全的互通和控制。最终1)客户、电动汽车等行业持续服务能力；2)实现企业内外的和智能高效；3)创新公司商业模式和运营管理模式，提高2.工作目标本工作方案以《"互联网+"行动计划》为工作基础，借鉴国内外智能电网建设及"互联网+"优秀经验，结合重点工程业务需求，对"互联网+"环境下信息通信平台进行总体设计；建设"泛在、柔性、智能、互动、安全"的信息通信基础平台；开展业务应用创新，有效支撑“互联网+”重点工程；完善"互联网+"环境下的信息通信安全体系；制定根据"互联网+"重点工程的业务需求，对相关业务应用(如主动配电网协调控制中心系统、云端营业厅APP系统等)进行总体设计。整个信息通信支撑系统包括电力基础设施层(资源和控制传感器)、信息基础设施层(通信网和操电动汽车互电动汽车互动交互工程网络运营系统数据中心客户系统变电系统配电系统操作管理系统通信网信息基础设施电力需求侧服务工程续分布式能源运营服务工程绿色岸电清洁替代工程智能家居主动配电网建设区域能源服务中心“云”服务工程控制传感器资源电力基础设施分布式控制系统分布式能源系统分布式传感器变电站传感器统发电传感器输电系绕服务"互联网+"环境下的高速通信网络必须是高带宽、接末端用户。"互联网+"环境下通信架构图如下所示：终漏接入通信网终漏接入通信网主站交互控制平台 就力骨干网或主站控制置路由器路曲黑前置相E中央处理系统结算中心资产管理电能提供方与电网企业w变电站数据连接器手持终端智能用电多功能计量设备·智能家居设备/电动汽车手持终端电力计量及遇信交换设备3.2.业务应用建设3.2.1.主动配电网建设工程业务应用1)研制主动配电网协调控制中心系统，研制基于大数据技术的需求响应能力评估模块、虚拟电厂发电调控能力评估模块、分布式电源及可控负荷预测模块，协同电动汽车服务网络运营系统，实现可控负荷的主动响应功能、配电网重构与自愈功能、功率预测与控制功能、自动协调控制功能、预警功能等，实现主动配电网"源-网-荷-储"协同优化控3.2.2.区域能源中心“云”服务工程业务应用1)开展“云端供电营业厅”APP建设实现客户在虚拟营业厅内的线上服务工单下达(业务发起)、服务反馈(业务进度实时反馈)、服务推送(电费提醒等),和线下服务提供(业扩、计量、用电检查等作业)同步交融。研制电动汽车充换电功能，实现充换电站及装置位置的查找、导航、充换电控制和自助缴费，在为用户提供方便快捷的优质服务基础上，引导用户参与有序充电。研制居民用水和燃气缴费模块，支撑“三表联抄”的公用事业联合抄收业务模式。研制社会充电设施的接入申请和业务交互模块。研制分布式能源的互动接入模块，向广大用户开放查询各个区域最大可接入分布式电源的容量，用户可自由选择接入点和接入方案，并进一步地与电网公司在线进行互动并确研制智能家居互动模块，实现智能家电的远程控制、能耗分析、用电优化、故障定位、用电方案优化等功能。研制智能电网宣传模块，对"互联网+"智能电网及其业务进行宣传，并引导客户在APP中快速添加微应用实现功能互动。2)研制“电滴”维修服务系统和电工用APP借鉴“滴滴打车”、"快的打车"成功经验，梳理社会需求和社会服务供需矛盾，组织社会电力设施设备修理资源，搭建用电客户提供内部电气故障处理、安装等服务的桥梁，共享客户地理位置、基础档案信息，形成电力“电滴”维修服务平台，研制电工修理抢单及结算模块，推动社会力量协同解决用户内部电气故障维护问题。3)研制公用事业统一缴费系统研制公用事业统一缴费系统，与燃气、自来水公司探索建设公用事业单位居民客户的集中档案，实现公用事业单位1)构建电力侧需求响应交易系统1)电力光纤到户建设2)研制居民能效管理系统1)电力市场交易系统改造：构建研制电能替代技术交2)国网电力商城应用推广：研制电能替代设备交易模1)建设分布式能源数据采集系统，实现分布式能源数2)建设分布式能源运行管理系统，实现对分布式能源运行情况管理，支撑可再生能源以及分布式能源的灵活接3)建设分布式能源智能分析系统，通过大数据分析为1)研制电动汽车充换电服务网络运营系统，将充换电2)研制V2G交易结算系统，实现电动汽车充放电的动调一体化和电网调控一体化等智能电网领域应用技术体系掘等大数据平台组件。依照省公司信息化标准体系总体要两层网络，骨干层将依托现有500kV网架，构建OTN骨干传输网。各地区市公司通过本地区的两个500kV变电站汇聚点术，带宽从10G提升到400G,彻底打破全省核心网络一省-主、载波和无线专网/公网为辅、多种技术并存、多业务灵A类区域采用光纤(载波、无线专网)全覆盖，B类区域光纤(无线专网)覆盖率20%,C类区域三遥终端采用光纤(载用无线公网覆盖。增强无线应用环境建设，开展230MHz无挑战，构建网络、平台、终端、应用"四位一体"的网络信火墙、入侵检测/防御等通用边界安全设备的部署结构和配制”,充分发挥信息化领导小组在公司"互联网+"建设过程组织做好"互联网+"发展规划，完善规划与年度计划以及项目储备的衔接，定期执行滚动修编，保障“互联网+”"互联网+"本身就是代表新型生产关系和生产力的新生满足"互联网+"的创新发展需求，加快建立知识结构合伍，培养一批精通电力业务、熟悉IT技术并理念信息安全是"互联网+"应用的基础，必须深化信息安全支撑业务责任部门时间计划主动配电网建立兆级宽带载波通道，解决农网宽带入户问研究无线网信息安全技术，实现光纤/无线混合组网，解决海量分散的数据采集、传输问题；研究制定主动配电网信息模型和通讯规约的统一标准，实现主动配电网软硬件设备的即插即主动配电网电力基础设分布式电源管理系统研制能够实现配电网潮流、电压等灵活控制的电力电子能量管理装置；建设交直流混合主动配电网，实现分布式电源交流、直流的灵活接入及高效消纳。(接入、调度、平衡)支撑业务责任部门时间计划主动配电网台建设研制基于先进计算技术和大数据技术的需求响块、分布式电源及可控负荷预测模块，协同电动汽车能源服务平台，实现主动配电网"源-网-荷-储”协同优化控制。研究制定激励用户参与互动的电价和经济补偿措施；研究制定分布式电源、储能参与主动配电网互动的激励措施；研究制定规模化电动汽车有台，研发主动配电网互动服务移动终端APP,实现分布式电源、用户与配电网的双向互动。时间计划支撑业务时间计划改造打造“云端电力营业厅"“云端供电营业厅”APP借助手机、电视、电脑、智能网关、触控终端等终端方式，再造传统的业扩、电费、计量等营销服务流程，满足各类用电业务在线办理，。在实体营业厅打造智能用电体验区，展示虚拟营业厅、智能家居等智能用电成果，引导客户转变生活习惯，拓展智能用电服务。实现故障抢务“电滴”维修服务系统借鉴"滴滴打车"、"快的打车"成功经验，梳理社会需求和社会服务供需矛盾，组织社会电力设施设备修理资源，搭建用电客户提供内部电气故障处理、安装等服务的桥梁，共享客户部分地理位置、基础档案信息，形成电力"电滴"维修服务平台，推动社会力量协同解决用户内部电气故障维护问题“电滴”电工用APP支撑业务时间计划拓展基于020的用电服务云端电力营业厅相关APP与凭借现有营销业务系统、用电信息采集系统、营销GIS等系统的无缝对接与良好互动，实现客户实时掌握自身用电情况、及时获取公司发布的各类信息等功能。良好的客户互动管理。公用事业统一缴费系统依托覆盖全省电力客户的用电信息采集支撑业务时间计划居民用能行为大数据挖掘与分析系统，采用宽带载波、微功率无线等技术建设水、电、气表抄表网络，实现电、水、气三表一体化采集；建立客户信息资源共享机制，与燃气、自来水公司探索建设公用事业单位居民客户的集中档案，进而建成公用事业统一缴费平台，实现公用事业单位的数据集中发行、线上缴费和业务联合受理；借助公用事业一体化缴费服务平台，可以开展用户用电、用水与用气大数据分析，挖掘用户用能行为，智能推送用能建议。网络电动汽车服务网络运营系统将充换电站、分散充电桩接入充换电服务网络运营平台，结合配电网负荷、电动汽车充换电需求、价格信息等因素，通过电支撑业务时间计划电动汽车充换电第三方支动汽车充换电设施与电网的互动以及电动汽车用户与充换电服务网络运营平台的互动实现有序充电控制和引导。同时，从面向电动汽车用户的角度出发，基于车载终端、手机APP等平台构建与用户之间的友好互动。支撑业务时间计划改造电力需求响应交易平台电力侧需求响应交易系统利用互联网双向交互功能，建立需求发布、方案编制、响应反馈、数据核查的全过程互动管控，让客户能够便利的获取需求响应信息、得到响应结果反馈、查询响应全过程负荷曲线和负荷基线。通过价格激励的形式促使用户在用电高峰时段根据电网需求让出负荷支撑业务时间计划智能小区建设将与家居生活有关的各种电器设备有机地结合，建立立体化、多层次、全方位、科学的24小时智能社区服务网络系统。实现对用户各种设备的信息采集、分析、处理和监控，小区低压配电设备故障的精业务流双向互动与集成智能家居交互终端控制软件研发应用智能交互终端、智能插座、家庭用能管理模块等多种设备，实现与用户间的实时交互功能改造与集成利用EPON技术，铺设电力光纤到楼栋，能够采用同一光纤物理网络开展三网融合、配网自动化的应用时间计划改造与集成支撑业务时间计划改造端能源消费中的占比电力市场交易管理系统研制电能替代技术交流平台及交易平台。可全方位展示宣传电能这一清洁、特殊的终端能源消费商品的优越性，并提供分时电价等需求响应类的电能消费产品，展示高效、智能的电器设备供，提供电力用户可选择丰富的电能产品，并按照事先设定好的用电模式智能参与需求响应等活动，从中受益。电力交易市场用户APP改造国网电力商城系统支撑业务时间计划维管理体系分布式电源管理系统(分布式光伏发电数据采集)升发电和运营效率，推动分布式光伏发电生产和交易模式转变。分布式电源管理系统(电智能运维管理)分布式电源管理系统(大数据挖掘与分析)电力市场交易管理系统支撑业务时间计划电动汽车智能交互营系统研制电动汽车充换电服务网络运营系统，将充换电站、分散充电桩接入电站智能化管理，自动检测、实时检测、故障报警等。时间计划车充放电的动态费用结算和支付功任务支撑业务时间计划改造强化云计算平台能力推进软硬件资源池建设，完成企