夏季供電三重“大考”來臨，電網如何“處變不驚”？
夏至已過，又到了一年中最炎熱的時期，對電力供應可靠性的三重“大考”也隨之來臨。一方面，各類大功率家電、制冷設備的用電時段高度集中，使城鄉(xiāng)居民用電迎來高峰；另一方面，暴雨、雷暴、洪澇等極端惡劣天氣時有發(fā)生，嚴苛環(huán)境時刻考驗著電網系統(tǒng)的可靠性；此外，近年來新型基礎設施及生產用電的規(guī)模也在不斷擴大，對數據中心、醫(yī)療機構、電動交通等重要設施的供電保障務求萬無一失。這也引起整個電力行業(yè)的關注與思考：如何才能提高電網可靠性，從而保障電力持續(xù)安全穩(wěn)定供應？
事實上，隨著“碳達峰、碳中和”工作的持續(xù)推進，我國終端電氣化水平將快速提升，預計2030年和2060年終端電氣化率將分別超過35%和70%，經濟社會發(fā)展對電力的依賴程度越來越高。此外，隨著新型電力系統(tǒng)的建設展開，新能源為主體計入、大規(guī)模電力電氣設備應用，電力系統(tǒng)將更加復雜，電力電量平衡、頻率調節(jié)、電壓支撐等問題與挑戰(zhàn)逐漸凸顯，保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要性不言而喻。
作為全球能源管理和自動化領域的數字化轉型專家，施耐德電氣持續(xù)探索電網現代化升級改造，并結合全球實踐經驗，發(fā)布白皮書《通過故障管理，提高電網可靠性——適用于大中型配電網的解決方案》，提出遠程控制開關-集中式解決方案，為全球電網公司在電網現代化過程中普遍面臨的可靠性難題提供了新思路。
三個快速行動實現有效的故障管理
一般來說，終端用戶可感的總停電時間主要有以下三大方面：計劃外停電（如配電線路遭遇電氣故障）、計劃內停電（維修、改造）、重大事件（洪水、風暴、臺風）。
據國家能源局統(tǒng)計數據顯示，2021年第一季度，全國50個主要城市供電企業(yè)用戶供電可靠性繼續(xù)保持較高水平，平均供電可靠率為99.971%，用戶平均停電時間為0.63小時/戶，用戶平均停電次數為0.22次/戶，我國電網可靠性保持在較高水平。其中，造成全國50個主要城市供電企業(yè)停電的主要原因是故障停電，占總停電時間的54.38%。
那么，配電公司如何有效減少終端用戶可感的停電時間？這里主要涉及到三個快速行動：第一，縮短定位和隔離故障的時間；第二、快速進行重新配置，使系統(tǒng)逐步重新通電；第三、優(yōu)化資源調動，以便維修和全面恢復正常狀況。這三大步驟合在一起被稱為電力公司的FLISR流程。FLISR流程包括以下子功能：故障檢測、故障定位、故障隔離、服務恢復。
首先，故障檢測是前提和基礎，通過繼電保護、斷路器、重合器的信號以及故障指示器，標明故障位置；隨后，ADMS和ArcFM可以幫助分析故障數據、在示意圖和地圖上準確定位故障，快速做出判斷；故障定位之后，需要快速通過ADMS、斷路器、重合器和分段器的操作，確定電網重新配置，發(fā)送指令，開/關電路實現故障隔離；最后通過ADMS服務、現場服務工程師或維護團隊等定義糾正措施、連續(xù)重新配置、修復電路，實現服務恢復。
采取先進的綜合策略，提高電網可靠性
隨著電網現代化進程的穩(wěn)步推進，配電網對于可靠性、靈活性、數字化也提出了更高要求。施耐德電氣認為：電網公司宜采取更為先進的綜合策略——“遠程控制開關-集中式解決方案”，以更好地應對電網現代化過程中不同的故障管理挑戰(zhàn)。
事實上，為了給配電網運營商提供一套集監(jiān)測、分析、控制、優(yōu)化、規(guī)劃和培訓工具為一體的最全面的電網管理解決方案，施耐德電氣EcoStruxure ADMS將配電管理(DMS)、停電管理(OMS)、監(jiān)督控制和數據采集(SCADA)整合為一個具有50多種先進功能的統(tǒng)一的解決方案，可使物數量日益增長的智能電網設備、分布式可再生能源、高級計量以及其他相關設備發(fā)揮最大的使用效益，并帶來更高的可靠性、效率和安全性。
施耐德電氣創(chuàng)新的“遠程控制開關 - 集中式解決方案”便是由ADMS（高級配電管理系統(tǒng)）控制和管理的獨特的集中式系統(tǒng)。該系統(tǒng)由一個基于可遙控的開關設備（斷路器、重合器、分段器）和通信故障指示器 (FPI) 的優(yōu)化架構組成，包括FLISR，OMS（停電管理系統(tǒng)）、CM（工作人員管理）和LAR（大面積恢復）四個能夠進一步提高彈性的ADMS模塊。因此，電力公司可通過在分析模塊（ADMS）中不斷切換優(yōu)化算法，并根據電網的實際狀態(tài)來優(yōu)化FLISR活動，快速地定位故障并自動重新配置電網。
同時，施耐德電氣還提出了適用于電網關鍵區(qū)域的“自愈解決方案”，即基于“點對點”連接的智能RMU，利用算法來管理“電網自愈”功能。首先，Smart RMU智能環(huán)網柜實現更快捷操作，配備饋電系統(tǒng)自動化管理單元，使配電系統(tǒng)管理、故障診斷、環(huán)網自愈穩(wěn)定可靠。同時，全方位系統(tǒng)狀態(tài)在線監(jiān)測和資產分析應用為系統(tǒng)可靠運行提供全面監(jiān)視和專家警示。作為智能環(huán)網柜的“核心”組件，施耐德電氣分布式DTU Easergy T300采用面向間隔功能的模塊化設計理念，分布安裝在各個環(huán)網柜單元，就地方便地現實每個開關柜的運行狀態(tài)檢測、控制和交流模擬量采樣測量。T300模塊和實物間隔一一對應，避免傳統(tǒng)DTU按錯間隔的可能性，提高標準化程度，即插即用，能夠隨環(huán)網柜的擴展而靈活調整。T300可以實現分布式饋線自動化功能，可在現有的通訊網絡(PON，GPRS，4G等等)上，采用對等通訊技術，構建環(huán)網自愈SHG通訊體系，適用于多種環(huán)網柜型(參數可調)，具有較高的容錯性，充分保障電網可靠性。
例如，在國家電網連島區(qū)域綜合能源服務示范島項目中，施耐德電氣通過以Smart Premset開關柜與Easergy T300分布式智能配電終端組合為核心的解決方案，助力國網連云港供電公司打造“五高一尖端”的全電氣化能源服務示范島項目。由于連島的自然條件特殊，高溫多鹽，且時常受到狂風暴雨侵襲，導致運維被動，負荷大、成本高，效率低，“無效巡視”，“檢修難，檢修累”的傳統(tǒng)方法已經無法適應新時期的配電網管理。針對上述挑戰(zhàn)，施耐德電氣提供的解決方案為保證該項目供電的可靠性，提升設備的安全性，實現設備全面感知，進一步提升配電精益化管理水平貢獻了力量，同時助力客戶提升了運維效率與服務質量。
值得一提的是，在電網現代化改造過程中，施耐德電氣提供的咨詢服務可以為系統(tǒng)設計所需設備的類型、數量和位置提供建議，以助力升級后的系統(tǒng)達到預期的性能水平。
電力系統(tǒng)是支撐經濟社會發(fā)展、保障基本民生的重要基礎設施，金融、通信、交通等領域基礎設施安全可靠運行都建立在電力持續(xù)穩(wěn)定供應的基礎上。未來，施耐德電氣將發(fā)揮自身在數字化轉型和能源管理的領先專長，不斷為客戶打造更加創(chuàng)新的產品、技術和服務，形成更加完善的解決方案，從而全面提升電網可靠性和可用性，創(chuàng)造更大的價值。
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