新型配电系统运行态势感知

新型配电系统运行态势感知与风险预警构建新型配电系统的形势与任务1关于运行态势与风险预警的思考2态势感知与风险评估的重点课题结语341.1

新型配电系统的核心需求配电网作为新型电力系统建设的主战场，承担着保障电力供应、支撑社会经济发展、服务改善民生的重要作用。近年来，随着构建新型电力系统步伐不断加快，用电需求持续增长，分布式新能源、新型储能、电动汽车快速发展，新型用能形式不断涌现，配电网作为电网高质量发展的关键，发展所面临的压力越来越大，促使传统配电网朝向资源配置型配电网演进升级。3/201.1

新型配电系统的核心需求随着分布式能源的接入，传统配电网朝着资源配置型局域电力系统演进，聚焦城市、农村、园区三类典型场景，统筹源网荷储关键要素，协同感知、分析、决策等全环节，实现多元负荷等要素的时空互补调控，支撑各类主体深度参与、高效协同、满足电力优质供应、资源优化配置、能源绿色转型需求，具有安全高效、清洁低碳、柔性灵活、融合智能等特征。基于形态发展驱动因素，从时空分布维度，新型配电系统构建城市-农村-园区三大类、五小类典型场景，即核心区城市场景、自平衡型农村场景、聚合型农村场景、绿色微电网园区场景、综合能源园区场景。4/201.2

构建新型配电系统的重点任务2024年2月6日，国家发改委、国家能源局发布了《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》，围绕建设新型能源体系和新型电力系统的总目标，明确打造安全高效、清洁低碳、柔性灵活、智慧融合的新型配电系统。对电力保供、转型发展、全程管理、改革创新提出了今后新型配电系统建设的重点任务。5/20构建新型配电系统的形势与任务1关于运行态势与风险预警的思考2态势感知与风险评估的重点课题结语342

关于运行态势与风险预警的思考7/20新型配电系统的形态演进呈现出智能化、分布式、协同化、柔性化、开放化的特征，但随着各种新要素的增加，供电可靠性仍然是最核心的重点。2000年分布式新能源分布式储能充电桩等新要素探索期2010年2015年2020年2025年技术突破期规模化推广期配电自动化新要素应对再升级？2

关于运行态势与风险预警的思考将状态（当前快照）、趋势（未来演化）、关联（多因素交互）三者统一成为一体。通过动态融合与智能推演，将零散化数据升为可决策的态势认知。什么是配电网运行态势？配电网运行是指配电系统在电能传输与分配过程中持续的动态活动，可以考虑包括电能传输、状态监控、设备操作、故障处置等。在运行态势感知中，“运行”还可以特指实时动态过程、系统交互行为、外部环境耦合等，而“态势”可以特指配电系统动态运行状态和综合表征与演化趋势。实时动态过程：设备状态变化、拓扑重构等系统交互行为：源荷互动、多层级协同等外部环境耦合：气象影响、人为干预等状态：主要包括设备级状态、系统级状态趋势：短期预测、长期演化等关联性：多因素耦合、跨层级影响等运行态势8/202

关于运行态势与风险预警的思考状态类别判定标准典型场景技术监测重点正常运行态所有参数在安全阈值内：例如，电压偏差≤±7%，负载率≤80%等晴好天气下负荷稳定运行常规SCADA监测（分钟级刷新）异常运行态参数偏离标准但未触发保护：例如，电缆接头温度85℃，电压暂降0.85p.u.等光伏出力突发波动引发电压波动重载线路局部过热高频采样（PMU毫秒级）红外测温/局放在线监测临界过渡态参数临近保护动作阈值：例如，

绝缘子泄漏电流≥80mA等台风前夕导线舞动增大放电风险电动汽车集中充电导致短时过载趋势预测算法（LSTM）泄漏电流实时监测配电自动化故障运行态保护装置动作：例如，短路电流≥整定值等单相接地设备绝缘击穿引发相间短路故障录波器（采样率10kHz）行波定位装置（误差≤50m）故障后恢复态故障隔离后重构供电：例如，非故障区复电成功等FA动作隔离故障段微网无缝切换至孤岛运行自愈控制算法（GOOSE协议）储能SOC动态管理环境耦合态外部环境引发风险：例如，风速≥14m/s，覆冰厚度≥5mm等暴雪导致导线覆冰断线雷暴区绝缘子闪络概率激增气象雷达联动预警导线拉力传感器监测特殊状态例如，计划检修状态等配电自动化系统可以很好的利用系统运行状态，只要处于“故障运行态”，不用考虑设备的状态，只需要故障后快速处置。如果配电自动化系统全覆盖，且网架与开关设备配置得当，是否还需要考虑运行态势感知？配电网运行状态分类9/202

关于运行态势与风险预警的思考10/20配电自动化系统是“治已病”的急诊手段，态势感知是“防未病+系统调养”的健康管理。考虑到我国配电网络覆盖面积广、配电系统场景对供电可靠性、质量等多类型需求，运行态势感知技术仍不可或缺。考虑技术融合，采用“配电自动化+态势感知决策+快速处置”，构建主动免疫配电系统，将多源数据融合构建设备健康指数。此外，通过“态势感知+配电自动化系统”执行网络重构，实现故障风险提前隔离以及面向不同需求的分布式资源灵活接入并网。配电自动化运行态势感知与风险预警故障后响应（可以再故障后快速隔离，但无法阻止故障发生）预防故障发生（设备隐患预警，系统风险阻断）数据维度单一（依赖电气量（电压/电流））优化运行效率（负荷管理、分布式新能源消纳、电能质量调节等）无预测能力（对设备老化、新能源出力波动等趋势性风险无分析能力）降低全生命周期成本（状态检修降低运维成本，减少故障损失）运行态势感知与风险预警技术的必要性2

关于运行态势与风险预警的思考11/20系统运行状态监测：已覆盖但仍需深化已经对电气量（电压、电流、功率）进行监测，城市配电网覆盖率超过90%；此外，还可以通过开关设备支持拓扑状态的感知与识别。但对于低压拓扑仅有辨识技术与示范，没有规模化推广，高频谐波监测不足、三相不平衡动态追踪等精度不足。设备状态监测：覆盖不足，技术成本最优下寻求突破农村配电网传感装置覆盖率低，对变压器、电缆、开关柜、绝缘子等监测手段尚有局限，无法全面掌握薄弱环节状态。考虑差异化深层次设备缺陷检测，并且考虑环境等多因素耦合监测与评估。新型配电系统新要素的监测：有效手段有待优化高频谐波监测缺乏、对分布式新能源、储能、充电桩、柔性负荷等并网缺乏统一的状态监测手段。配电自动化系统的建设是经过充分考虑与验证的，需要兼顾系统可靠性需求以及经济性的情况下，按需补足设备深层次监测或检测装置，例如，差异化布置不同采样频率的传感，并考虑AI异常唤醒等技术降低装置能耗；加强终端边缘智能化功能等。运行态势感知，对状态的感知是否足够？2

关于运行态势与风险预警的思考感知层传输层平台层应用层电气量监测巡视检测非电气量 边缘预处理公共网络专用网络安全加密物联网关通信单元环境感知信息处理应用集成 数据汇聚 数据挖掘边轻量AI深度分析

云业务应用模块

场景化应用服务人机交互风险预警自愈控制能效优化等12/20态势感知框架技术框架新型配电系统运行态势感知框架（初步思考2

关于运行态势与风险预警的思考城市配电系统场景下的运行态势与风险预警城市新型配电系统以高可靠性、密集负荷承载、智能化管控为核心特点，分布式新能源接入相对少，但柔性负荷多，存在区域柔性互动需求，整体对供电可靠性要求很高。场景特点采用多维度高精度感知，以配电自动化、智能终端、计量装置等为基础，补充电力气象环境监测、充电桩、多维负荷监测、电能质量监测，加强对电缆等关键设备的监测或检测。感知手段聚焦设备隐患、系统波动、环境灾害、网络攻击为核心，针对主要设备的缺陷异常、线路外破、充电桩等密集接入导致的局部重过载、电压暂将、极端天气引发隐患、恶意网络攻击等预警。风险预警13/202

关于运行态势与风险预警的思考农村配电系统场景下的运行态势与风险预警农村新型配电系统以高渗透分布式新能源接入、广域覆盖、经济适配、灾害防御为核心特点，配电系统相对薄弱、分布式新能源规模化接入就地消纳困难、季节性负荷、树线矛盾、山火风险等。场景特点采用低成本广域感知，以故障指示器、开关设备、计量装置等为基础，补充电力气象环境监测、分布式新能源并网监测（选择）、无人机巡检、定期巡视等。感知手段聚焦自然灾害、设备过载、新能源消纳瓶颈为核心，针对极端天气、自然灾害、分布式新能源消纳饱和、季节性或农灌等特殊负荷变化、树线放电、覆冰、设备缺陷等预警。风险预警14/202

关于运行态势与风险预警的思考园区配电系统场景下的运行态势与风险预警园区新型配电系统以高可靠性、定制化电能质量、多利益博弈、绿电溯源、极限生存为核心特点，对可靠性及连续供电、电能质量要求高、注重绿电使用及消纳、平衡多主体利益、拓扑灵活重构等。场景特点采用高精度协同感知，以配电自动化、电能质量监测等为基础，补充设备深度检测装置、电能质量全息感知、分布式新能源、储能、充电桩并网监测、绿电溯源与碳足迹监测、源网荷储互动感知等。感知手段聚焦电能质量、设备可靠性、绿电认证等为核心，针对电能质量、极端天气、分布式资源源网荷储异动、电源切换失败、绿电溯源偏差等预警。风险预警15/20构建新型配电系统的形势与任务1关于运行态势与风险预警的思考2态势感知与风险评估的重点课题结语343

态势感知与风险评估的重点课题感知技术规模化应用故障辨识与自愈控制分层级预警初步构建政策与标准逐步完善目前已开展工作存在问题与挑战需深化开展课题感知精度与覆盖不足多源数据融合有壁垒预警模型适应性受限边缘智能算力有瓶颈多主体协同标准欠缺弱量测状态估计理论动态拓扑网灵活重构新型传感与检测技术云边协同轻量AI推理多时间尺度风险预测新型配电系统态势感知与风险预警技术已在感知覆盖、智能控制、政策框架等取得实质进展，但仍面临感知盲区、数据孤岛、模型适应性等瓶颈。今后还需通过基础理论创新（动态拓扑/量子传感）、技术架构升级（云边协同/芯片）、跨域融合应用（区块链-绿电）等破