深度文章 | 智慧能源综合服务业务延展与思考-第4页-北极星售电网

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4 面向配电网运营商的能源服务业务拓展

传统配电网设备运行条件简陋、设备种类和数量繁多、分布广泛但运维人员极为缺乏，物联网概念的引入将引领新一代“万物互联”配电网的快速发展。中国增量配电网的放开更是从市场层面催生了一大批能源服务的潜在对象——配电网运营商［66］。能源服务商可以凭借已有的电网建设运维经验，为其提供能源增值服务，作为能源服务在服务对象上的一种拓展，图 4 给出本章对于配电网运行与管理的 3 个方面展望。

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4. 1 实时数据采集下的在线设备运维检修

配电网资产总量庞大、分布广泛、运行特性各异，新增配电网运营商缺乏管理经验，很难对其进行有效的统一管理。对于运维检修，若其采用传统配电网定期进行的人工巡检、保电巡检等巡检方式，会造成严重的人力资源浪费。物联网背景下，能源服务商可为配电网运营商提供以下服务。

1）实时设备健康诊断

智能终端的普及使在线采集设备运行数据成为可能［4］。基于实时获取的设备运行数据，帮助配电网运营商对设备的健康状态实时做出评价，一旦评价结果进入预警状态，立刻提醒配电网运营商安排针对性的现场勘查，即保证电网的安全运行，也可避免不必要的重复现场运维。

2）电力资产物联网

借鉴物联网中“万物互联”的思想与技术，助力配电网运营商实现以资产身份唯一编码为基础，以资产状态全面感知为依据，形成资产管理过程中的多码联动和信息贯通，打造资产-资产、资产-环境紧密结合的电力资产物联网［67］。

4. 2 智能在线网络重构

大规模不确定性因素的接入给配电网的运行与控制带来了巨大挑战［68］。配电网运营商对于管辖区域内电网的故障恢复、网损优化、电压调节等相关控制问题，若依然采用传统方法［69］，则存在求解时间长、操作时间长、保护与控制方式不够灵活等问题［70-71］，难以达到物联网下的精度与速度标准。为了提高市场竞争力，配电网运营商可向能源服务商寻求相关综合性能源服务。能源服务商基于智能终端技术，可助力配电网运营商实现区域内不依赖主站的分布式控制模式，如图 5 所示。

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图中，智能终端（STU1至 STU6）是具备数据处理能力且能够自主控制开关（K11至 K62）动作的保护单元［72］，可根据网络状态的实时变化自动改变相关控制策略，从而实现智能化在线的网络重构，DG1和 DG2表示分布式电源。基于人工智能技术，可考虑研究以数据为驱动的方法，实现网络重构问题的快速求解。例如可以采用迁移强化学习的思想，提高求解速度与质量［73-74］；也可以考虑基于深度学习，建立模型输入与优质解之间的高维非线性映射关系，在实际处理问题时可避免重复的潮流计算，以实现在线问题高精度的快速求解。

4. 3 广域量测下电能质量管理

对于配电网中日益严重的电能质量问题，配电网运营商由于缺乏量测数据支持，电能质量治理的方式趋于简单粗略，在面对多种不确定因素时，往往无法实现有效治理。这一背景下，能源服务商可为配电网运营商提供电能质量管理服务，通过在其网络区域内布置智能终端，为其电能质量治理提供支撑。

1）电能质量治理系统

基于智能终端，帮助配电网运营商建立其网络区域内的电能质量治理系统，利用现场可编程门阵列（FPGA）和 ARM 芯片作为电能质量治理终端设备的主控制器，对电网的无功电流、谐波电流、不平衡电流进行治理，并通过移动端应用软件和服务器应用软件实现终端设备的远程监控，同时使用云服务器、通用分组无线业务（GPRS）无线通信技术、 TCP/IP 通信协议、MODBUS 通信协议等物联网技术实现安全可靠的远程通信［75］。通过在线的数据监控，实现快速精准的电能质量治理。

2）电能质量管理机制

基于终端设备采集的量测数据，可进一步帮助配电网运营商建立“谁污染谁负责”的电能质量管理机制，以区分供用电双方责任，协调纠纷［76］。发生突发电能质量污染事件时，能够快速找到污染源头进行治理并给予一定的惩罚，同时在一般情况下也能够有效约束用户的违规用电行为，改善配电网整体电能质量。

4. 4 数据中台下的业务支撑与拓展

大数据的概念提出已久，但配电网运营商想要真正实现其在配电网中的应用与实践仍存在较多阻碍。首先是效率问题，配电网服务项目中的信息化资产未有效积累，系统中业务和数据的复用化程度低；其次是协作问题，各项目组形成以各自为中心的单体应用，导致较严重的数据壁垒；最后是能力问题，数据的处理与维护需要较稀缺的专业人士完成［77］。

为支撑配电网运营的数据采集与处理工作，能源服务商可帮助配电网运营商搭建数据中台，然后由配电网运营商自行管理。数据中台最早是由阿里巴巴网络技术有限公司在 2015 年提出的“大中台，小前台”战略中延伸出来的概念，其通过数据技术，对海量数据进行采集、计算、存储、加工，统一标准和口径，形成标准数据，并存储为大数据资产层，进而为客户提供高效服务。基于数据中台，配电网运营商可以更好地对网络进行管控运维、项目开发等，对其他形式的能源服务有着重要的支撑作用，其整体架构如图 6 所示。图中，API 表示应用程序编程接口；SCADA 表示数据采集与监控。

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将数据中台技术应用于配电网海量量测数据的管理，其优势如下。

1）适应网络环境的多变性

分布式电源、可中断负荷等因素的加入使得配电网环境具有高度多变性，基于数据中台中的标准化数据，配电网运营商能够以尽可能快的速度响应网络环境的变化，做到灵活管理与控制。

2）数据的共享与协作

通过建立共享的数据中台，打破配电网不同能源服务项目组内部的数据墙，在保证数据安全的基础上，实现数据对配电网项目相关者的开放，加速项目进程。

3）提供配电网项目统一开发平台

数据中台通过接入内部运行数据、外部环境数据为配电网综合性能源服务项目建立统一数据服务接口，并提供可视化、拖拽式自主开发与分析平台，提高其分析测试便捷性。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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