9月27日，在國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司營(yíng)銷服務(wù)中心，南瑞集團(tuán)有限公司員工與國(guó)網(wǎng)安徽電力員工討論如何進(jìn)一步完善新型電力負(fù)荷管理系統(tǒng)主站功能，提升現(xiàn)場(chǎng)負(fù)荷管理裝置運(yùn)維水平。今夏，新型電力負(fù)荷管理系統(tǒng)作為科學(xué)調(diào)節(jié)負(fù)荷的重要抓手，為安徽、新疆、福建、河北等地電網(wǎng)應(yīng)對(duì)高溫考驗(yàn)提供了技術(shù)支撐。

小水電頂峰優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)開展聯(lián)合開發(fā)調(diào)試。　　余笑 攝

　　能源電力保供是一項(xiàng)長(zhǎng)期又艱巨的任務(wù)。南瑞集團(tuán)作為國(guó)家電網(wǎng)有限公司科研產(chǎn)業(yè)單位，發(fā)揮科技保供優(yōu)勢(shì)，圍繞負(fù)荷管理、需求響應(yīng)、優(yōu)化調(diào)度等方面開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，將科技創(chuàng)新這一關(guān)鍵變量轉(zhuǎn)化為電力保供的堅(jiān)強(qiáng)支撐。

　　新型電力負(fù)荷管理系統(tǒng)支撐負(fù)荷精準(zhǔn)控制

　　9月28日，國(guó)網(wǎng)安徽電力負(fù)荷管理中心主站操作員登錄新型電力負(fù)荷管理系統(tǒng)，一鍵提取了合肥地區(qū)客戶歷史用電數(shù)據(jù)。通過摸排客戶用電數(shù)據(jù)，國(guó)網(wǎng)安徽電力可根據(jù)客戶實(shí)際負(fù)荷調(diào)節(jié)能力，為客戶制訂更有效的負(fù)荷調(diào)節(jié)方案，助力客戶提高能源綜合利用率。

　　新型電力負(fù)荷管理系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電力供需互動(dòng)、服務(wù)能耗總量和強(qiáng)度“雙控”的重要技術(shù)手段。電網(wǎng)企業(yè)利用該系統(tǒng)可開展電力負(fù)荷全量監(jiān)測(cè)和精準(zhǔn)控制，實(shí)現(xiàn)電力負(fù)荷資源統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)控、統(tǒng)一服務(wù)，為維護(hù)供用電秩序、守住民生用電底線提供支撐。

　　傳統(tǒng)的電力負(fù)荷管理模式是通過在電網(wǎng)企業(yè)建設(shè)電力負(fù)荷管理系統(tǒng)主站，在客戶側(cè)安裝電力負(fù)荷管理終端開展負(fù)荷監(jiān)控，負(fù)荷管理精細(xì)化、智能化程度不足。南瑞集團(tuán)基于多年智能用電技術(shù)積累和技術(shù)預(yù)研，于2021年10月啟動(dòng)研發(fā)新型電力負(fù)荷管理系統(tǒng)。該公司研發(fā)新型智慧能源單元、智能無線控制斷路器、基于負(fù)荷特性分析的智能量測(cè)監(jiān)控單元等成套裝備，實(shí)現(xiàn)常態(tài)化需求側(cè)負(fù)荷互動(dòng)和緊急狀況下的負(fù)荷快速控制，支撐有序用電、需求響應(yīng)、輔助服務(wù)、安全用電等業(yè)務(wù)。

　　在南瑞集團(tuán)研發(fā)的新型電力負(fù)荷管理系統(tǒng)中，新型智慧能源單元是實(shí)現(xiàn)用戶負(fù)荷監(jiān)測(cè)、負(fù)荷管理、智能交互、用電安全管理的核心裝置。針對(duì)用戶現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備類型多、通信組網(wǎng)復(fù)雜、安裝條件各異等實(shí)際情況，研發(fā)人員采用硬件模組化、軟件APP化思路進(jìn)行設(shè)計(jì)。該裝置支持按需組合配置模塊類型和數(shù)量，定制配套軟件，適用于電力需求側(cè)管理下的工業(yè)用戶用能智能遙控、商業(yè)樓宇智能遙調(diào)等業(yè)務(wù)場(chǎng)景。

　　以往的負(fù)荷管理系統(tǒng)控制回路布線工作量大，且有可能因線路虛接、老化等導(dǎo)致控制回路斷開。南瑞集團(tuán)研發(fā)的基于高速電力線載波(HPLC)通信的智能無線控制斷路器解決了這些問題，支持遙控、遙測(cè)、遙信、數(shù)據(jù)凍結(jié)等功能，實(shí)現(xiàn)了用戶用電數(shù)據(jù)分鐘級(jí)采集和低壓配電線路秒級(jí)控制。

　　今年6月，南瑞集團(tuán)研發(fā)的新型電力負(fù)荷管理系統(tǒng)在國(guó)網(wǎng)安徽電力正式上線應(yīng)用，開展用戶中央空調(diào)、輔助用電、可調(diào)生產(chǎn)設(shè)備等可調(diào)負(fù)荷資源全接入、全監(jiān)測(cè)、全管理和全方位服務(wù)，最大可控負(fù)荷占去年安徽電網(wǎng)最大用電負(fù)荷的6.32%，超過了國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局《關(guān)于推進(jìn)新型電力負(fù)荷管理系統(tǒng)建設(shè)的通知》中要求的負(fù)荷控制能力達(dá)到本地區(qū)最大用電負(fù)荷5%的目標(biāo)。

　　需求響應(yīng)促進(jìn)電力供需平衡

　　今年迎峰度夏期間，南瑞集團(tuán)為國(guó)網(wǎng)河北省電力有限公司開發(fā)的“網(wǎng)上國(guó)網(wǎng)”需求響應(yīng)產(chǎn)品累計(jì)注冊(cè)用戶數(shù)達(dá)6389戶，晚峰響應(yīng)能力最大達(dá)404萬千瓦，相當(dāng)于4座百萬級(jí)火電機(jī)組的出力。

　　需求響應(yīng)是促進(jìn)電力供需平衡的措施之一。用戶根據(jù)價(jià)格信號(hào)或激勵(lì)機(jī)制，主動(dòng)改變固有用電模式，減少或增加用電量。需求響應(yīng)產(chǎn)品以分析用電數(shù)據(jù)、客戶畫像等方式，輔助需求響應(yīng)精準(zhǔn)施策，以市場(chǎng)化方式引導(dǎo)客戶錯(cuò)峰避峰用電，挖掘需求側(cè)負(fù)荷削減與靈活性調(diào)節(jié)潛力，保障電力供需平衡與電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

　　“網(wǎng)上國(guó)網(wǎng)”是國(guó)家電網(wǎng)有限公司的線上服務(wù)窗口，注冊(cè)用戶數(shù)超2億，電力服務(wù)產(chǎn)品配套齊全。傳統(tǒng)需求響應(yīng)措施主要靠客戶經(jīng)理線下推廣，或用戶通過智慧能源服務(wù)平臺(tái)等相關(guān)系統(tǒng)電腦端參與。依托“網(wǎng)上國(guó)網(wǎng)”開展需求響應(yīng)，發(fā)揮“網(wǎng)上國(guó)網(wǎng)”電力服務(wù)生態(tài)體系優(yōu)勢(shì)，能更好地實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與用戶的高頻互動(dòng)和精準(zhǔn)觸達(dá)。

　　南瑞集團(tuán)為國(guó)網(wǎng)河北電力開發(fā)的需求響應(yīng)產(chǎn)品是基于“網(wǎng)上國(guó)網(wǎng)”開發(fā)的專項(xiàng)應(yīng)用程序，通過經(jīng)濟(jì)手段引導(dǎo)用戶、負(fù)荷聚合商主動(dòng)參與電網(wǎng)削峰填谷，推動(dòng)企業(yè)錯(cuò)峰用電，優(yōu)化發(fā)電廠運(yùn)行模式，進(jìn)一步提升電網(wǎng)運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。

　　今年4月，南瑞集團(tuán)選派產(chǎn)品經(jīng)理和研發(fā)、測(cè)試等人員，投入業(yè)務(wù)需求分析和流程梳理工作，啟動(dòng)需求響應(yīng)產(chǎn)品開發(fā)。“國(guó)網(wǎng)河北電力決定在5月初開展需求響應(yīng)專項(xiàng)演練，這就意味著我們的產(chǎn)品要在4月底具備線上試運(yùn)行條件。研發(fā)的時(shí)間不足3周。我們接到任務(wù)后，迅速選派骨干人員組建研發(fā)團(tuán)隊(duì)，20天內(nèi)完成4輪產(chǎn)品研發(fā)迭代，終于在4月底完成了產(chǎn)品的初步交付。”該項(xiàng)目成員周于超介紹。

　　南瑞集團(tuán)為國(guó)網(wǎng)河北電力研發(fā)的“網(wǎng)上國(guó)網(wǎng)”需求響應(yīng)產(chǎn)品有服務(wù)注冊(cè)、報(bào)量報(bào)價(jià)、出清公示、實(shí)時(shí)參與、賬單推送等多項(xiàng)移動(dòng)端業(yè)務(wù)功能，服務(wù)高壓工商業(yè)用戶、負(fù)荷聚合商及低壓居民用戶參與用電需求響應(yīng)。

　　除了為國(guó)網(wǎng)河北電力開發(fā)“網(wǎng)上國(guó)網(wǎng)”需求響應(yīng)產(chǎn)品，南瑞集團(tuán)還為國(guó)網(wǎng)冀北、江蘇、福建、安徽電力開發(fā)定制化的需求響應(yīng)產(chǎn)品，目前這些產(chǎn)品都已上線應(yīng)用。

　　優(yōu)化調(diào)度挖掘小水電潛能

　　湖南省水電資源豐富，小水電站數(shù)量眾多。以110千伏及以下電壓并網(wǎng)的小水電站有3400多座，總裝機(jī)容量766萬千瓦。這些小水電站大多地處偏遠(yuǎn)、通信條件差、缺少自動(dòng)化系統(tǒng)，存在分散性、間歇性和難預(yù)測(cè)的發(fā)電特性，調(diào)度人員無法快速、全面、真實(shí)掌控各小水電站機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)。為深入挖掘小水電頂峰潛能，在國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司的組織下，2021年3月，南瑞集團(tuán)成立項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，啟動(dòng)小水電頂峰優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)開發(fā)工作。

　　項(xiàng)目啟動(dòng)后，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)用時(shí)約半年，全面摸排全省3400多座小水電站所在河流、相關(guān)水庫(kù)特性水位、靜態(tài)曲線等信息，以河流為主線，將復(fù)雜的空間地理關(guān)系抽象成流域拓?fù)潢P(guān)系，構(gòu)建了湘江、資江、沅江、澧水四大流域的拓?fù)鋱D，并制成地理信息系統(tǒng)(GIS)數(shù)字化地圖，為優(yōu)化調(diào)度提供了基礎(chǔ)模型。

　　“我們從調(diào)度全口徑采集系統(tǒng)和用電信息采集系統(tǒng)接入3400多座小水電站的相關(guān)數(shù)據(jù)。為了精準(zhǔn)獲取流域全要素水情數(shù)據(jù)，我們還從相關(guān)流域153座大中型水電站采集運(yùn)行信息和水情、雨情信息，從水文局接入1800多個(gè)水情、雨情站點(diǎn)的采集數(shù)據(jù)，從氣象局接入流域氣象預(yù)報(bào)信息。”該項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人王峰介紹，為解決多數(shù)據(jù)源、海量數(shù)據(jù)給采集工作帶來的難題，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)研發(fā)出新一代小水電統(tǒng)一采集和管理平臺(tái)軟件。作為小水電頂峰優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)的采集子模塊，新一代小水電統(tǒng)一采集和管理平臺(tái)軟件實(shí)現(xiàn)了采集數(shù)據(jù)的統(tǒng)一配置、接收和處理，以及數(shù)據(jù)的永久存儲(chǔ)和高效讀寫。

　　項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)利用大數(shù)據(jù)分析方法，分析采集到的各類數(shù)據(jù)，研究湖南各大流域水文、氣象狀況與發(fā)電情況之間的規(guī)律，預(yù)測(cè)小水電站未來三日發(fā)電量。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還利用相似性機(jī)器學(xué)習(xí)方法，對(duì)日發(fā)電量進(jìn)行過程分解，最終得到小水電站未來三日的發(fā)電能力預(yù)測(cè)曲線。

　　南瑞集團(tuán)打造的小水電頂峰優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)，匯集了電力、水情、雨情、氣象等相關(guān)信息，為省調(diào)、地調(diào)以及縣調(diào)之間搭建了統(tǒng)一的信息共享平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)跨地市河流流域數(shù)據(jù)共享，為流域統(tǒng)一調(diào)度提供支撐。

　　該系統(tǒng)在調(diào)度計(jì)算中考慮了包括流域中小水電站梯度分布參數(shù)、裝機(jī)、庫(kù)容、上級(jí)水流到達(dá)本級(jí)電站時(shí)間等參數(shù)信息，提供電量?jī)?yōu)化調(diào)度、頂峰最優(yōu)調(diào)度在內(nèi)的多種優(yōu)化計(jì)算模型。在迎峰度夏(冬)期間，系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)際工況編制小水電發(fā)電計(jì)劃，使得用電高峰時(shí)段整體出力最大化，用電低谷時(shí)段減少出力并蓄力，從而實(shí)現(xiàn)小水電的優(yōu)化調(diào)度，發(fā)揮頂峰保供作用。（盧媛迪 楊渺）