10月31日20時左右，位于浙江省紹興市柯橋區(qū)的10千伏東安線發(fā)生故障。紹興供電公司調(diào)度主站系統(tǒng)成功斷開B1014智能開關(guān)，合上B1047智能開關(guān)，故障區(qū)域被有效隔離，非故障區(qū)域立即恢復(fù)供電。依托量子通信技術(shù)，此次遙控操作在無運維人員到場的情況下，實現(xiàn)配網(wǎng)線路故障自動分段隔離，將配網(wǎng)故障處置時間從小時級降到秒級。
目前，新能源大規(guī)模并網(wǎng)，智能化終端設(shè)備大量接入，電力系統(tǒng)對通信技術(shù)的依賴程度日益增強。而量子通信傳輸速度快，準確性、安全性高，契合電網(wǎng)需求。紹興供電公司與技術(shù)供應(yīng)商合作，在現(xiàn)有的安全架構(gòu)基礎(chǔ)上，開展“量子+”電力全業(yè)務(wù)驗證，讓量子通信技術(shù)為配網(wǎng)運維服務(wù)。
配網(wǎng)負荷調(diào)節(jié)更柔性
電力需求側(cè)響應(yīng)存在海量資源，常規(guī)的需求側(cè)響應(yīng)面臨信息匯聚和調(diào)節(jié)能力不足的難點，特別是感知大量、分散的客戶側(cè)負荷。
10月11日10時，紹興供電公司開展“量子+”電力用戶側(cè)負荷的集群控制場景驗證，通過調(diào)度主站系統(tǒng)發(fā)令，將位于上虞區(qū)e游小鎮(zhèn)和柯橋區(qū)馬鞍供電所的兩個空調(diào)集群下所有空調(diào)制冷系統(tǒng)的溫度統(tǒng)一設(shè)定成26攝氏度。系統(tǒng)發(fā)出指令后，集群下空調(diào)陸續(xù)響應(yīng)，1分30秒后，各臺空調(diào)的運行溫度均調(diào)整到了26攝氏度，此時空調(diào)集群即時功率下降55%。
今年迎峰度夏期間，紹興電網(wǎng)負荷達到919萬千瓦，其中降溫負荷約占15%。為確保設(shè)備不重載運行，常需要運維人員到現(xiàn)場調(diào)整配網(wǎng)運行方式。通過設(shè)備量子化改造后，調(diào)度主站系統(tǒng)對線路和設(shè)備的負載實時感知能力提升，同時可有效節(jié)省光纖敷設(shè)和運維成本。
以變電站負荷均衡為目標，當(dāng)調(diào)度主站系統(tǒng)監(jiān)測到兩個變電站的負荷差值超過5000千瓦時，內(nèi)置的控制策略會自動計算線路的最佳分段點，一鍵執(zhí)行開關(guān)分合，實現(xiàn)兩個變電站的負荷柔性調(diào)節(jié)，避免設(shè)備重載運行，同時提升電網(wǎng)資源利用率，減少主變壓器增容等方面的投資。
“此次驗證后，我們將加大與政府機關(guān)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)、家電生產(chǎn)廠家的合作力度，將更多的智能家電接入到調(diào)度主站系統(tǒng)，在客戶無明顯感知的情況下，壓降尖峰時段用能，提高客戶側(cè)能效水平。這對提升全社會綜合能源效率意義重大。”紹興供電公司市場營銷部負責(zé)人胡泳說。
新能源消納更有保障
國慶長假期間，由于分布式光伏發(fā)電出力大于負荷，位于紹興市上虞區(qū)的臥龍分布式光伏10千伏專線出現(xiàn)倒送主變壓器的情況。調(diào)度主站系統(tǒng)監(jiān)測到該專線功率倒送后，立即提示調(diào)度人員利用預(yù)設(shè)的控制策略進行一鍵式操作，將臥龍分布式光伏1960千瓦倒送功率切換到附近的公用線供電，實現(xiàn)分布式能源的就地消納。
目前，紹興地區(qū)分布式能源裝機容量達110萬千瓦，預(yù)計到2025年將達252萬千瓦。分布式光伏裝機容量快速增長加大了現(xiàn)有主變壓器、線路增容改造壓力。而且由于光伏發(fā)電出力的不確定性，潮流及電壓波動也會隨新能源裝機增長而加劇，難以實現(xiàn)光伏電量就地消納。
紹興供電公司在光伏發(fā)電設(shè)備的逆變器上加裝量子客戶終端設(shè)備，利用量子通信技術(shù)把分布式光伏的實時出力信息接入到調(diào)度主站系統(tǒng)，從主站端一鍵遠程調(diào)節(jié)光伏發(fā)電的出力、頻率和電壓，驗證分布式光伏參與電網(wǎng)運行調(diào)節(jié)甚至在電網(wǎng)故障條件下作為獨立電源微網(wǎng)運行的可行性。
全業(yè)務(wù)應(yīng)用更廣泛
10月30日，在220千伏袍興變電站智能巡檢機器人正通過紅外測溫、可見光拍攝等方式采集數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行深度分析。目前，紹興供電公司共有變電站智能巡檢機器人115臺。此前，巡檢機器人的信息數(shù)據(jù)都匯集在專用網(wǎng)絡(luò)中，在數(shù)據(jù)傳輸、任務(wù)設(shè)置等環(huán)節(jié)，存在無線通信鏈路安全隱患。
針對這一問題，紹興供電公司利用量子密鑰為主站和終端間無線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息加密，增強了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕⒗眯滦臀锫?lián)網(wǎng)量子網(wǎng)關(guān)，實現(xiàn)信息的高帶寬快速接入和交互。
在此基礎(chǔ)上，紹興供電公司進一步與技術(shù)供應(yīng)商合作，實現(xiàn)量子加密設(shè)備的小型化。“我們最初采用的智能開關(guān)體積和功耗較大，開關(guān)廠家為此特意定制了開關(guān)的二次終端箱。目前，我們已研制出量子芯片內(nèi)嵌式終端，整體功耗明顯下降，且體積壓縮近50%。”胡泳介紹。
此前，紹興電網(wǎng)超過4000個智能開關(guān)由于信息安全方面的考慮，僅能用于故障定位，分合操作仍需人工執(zhí)行。經(jīng)過量子化改造后，智能開關(guān)具備遙控和饋線自動化功能，將在配網(wǎng)故障處置中發(fā)揮更大作用。
目前，紹興供電公司已完成無人機、電纜在線監(jiān)測、移動機器人、分布式光伏、智能開關(guān)等9類設(shè)備全業(yè)務(wù)的量子化改造和實際驗證，覆蓋營銷、配網(wǎng)、調(diào)控等各個專業(yè)。
作者：王亁鵬 李爽
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