【优化配电网络“间”强智能电网】智能电网论文

　　立足电力产业中间链条，做好配电网络的建设与改造及计划投资，能够更科学地对接上游发电、输电和下游用电，承上启下，打造更坚强的智能电网。 　　 　　目前，智能电网在我国电力行业和IT行业都炙手可热，但它却是一项巨大复杂的工程。因为电能不能大量存储，从发电、升压、传输、降压、配电到用户，整个发、输、变、配的能源活动过程是瞬间完成的，而整个产业链条的生产运营也是异常纷繁复杂。
　　就以配电网络为例，如何更科学地对接上游输电与下游用电，规划电网建设与改造及计划投资，都是电网公司必须要直面解决的问题。
　　配电网的软硬问题
　　什么是配电网络？IBM大中华地区全球企业咨询服务部高级咨询经理章毅利以水管连接水池与水壶的比喻来形象地向记者展开介绍。他说，配电网络的上游是发电和输电，就像是一个很大的水池，然后需要通过水管把里面的水瞬时配送到下游的水壶――终端用户那里。这些终端用户可能是政府用户、企业用户或者是社会用户，可能是公用事业部门，也可能是个人用电，这些用户分布在全国各地，需求各异。
　　一方面，配电网络要同上游电网相匹配，与上游电网的输送容量以及网络结构（电源点的分布）匹配，它必须有能力把电源点发出的电力全部送到下游，所以水管不能太细，否则就造成电力资源浪费。但并不是简单地加粗水管就能解决问题，因为另一方面，配电网络还要与下游数量巨大、分布各地且需求不一的用户对接，每根小管的需求都不一样。比如，炼钢厂的用电要求就非常高，一是用电量巨大，二是绝对不能停电。因为一旦停电，钢水就会粘在地上，整个炼钢炉就报废了。所以，必须科学地规划建设和改造配电网络，使其同时协调满足上游和下游的需求。而我国现在配电网络的现状不容乐观，在硬件和软件方面都存在一些问题。
　　在硬件方面，配电网络的问题是网络结构不合理、配网装备技术水平低以及各设备新旧程度严重不一。配电网络的网络结构最合理应该是符合N-1校验规则，这样，即使发生单点故障也不会影响用电负荷，同时还要和上一级电源匹配。而另外困扰电网公司的问题是硬件装备水平落后，一是像配电变压器、配电线路（架空线、电缆线）、配电房、配电箱等设备本身老化，基本功能受影响；二是装备的技术水平落后，设备不符合网络结构规范标准，不能收集、传输配电网络运营中的所有数据信息。
　　在软件方面，做配电网络规划需要获取、采集很多数据信息，包括社会发展相关的数据，例如，市政规划数据就很重要。因为通过市政规划，电网公司可以清晰地知道在什么时间、什么地点会建一个耗电量很大的工业园，只有市政规划才会告诉电网公司在铺设电缆的时候，地下管线包括水管、煤气管道、电信通信管线是怎么走的，遇到河流或者穿越路口的时候是否有可利用的现成通道还是需要重新投资铺设等。
　　作为关系国计民生的电力行业，规划配电网络，必须获取大量信息，而且这些信息是实时动态变化的。另外，当下我国电力行业做电网规划更多地是靠个人的专家经验，没有形成知识库，而且目前做规划的人员年龄正不断年轻化，存在经验不足的情况。所以就需要借助得力的软件工具帮助电网公司更高效地做出更专业、更全面、更高水平的配电网络的电网规划。
　　与从前大不同的电网规划
　　原来，电网公司做规划是这样的一个过程：首先由各个专业部门收集相关的信息，包括用户信息、设备信息等，判断确定要做哪些项目，然后将初稿交由规划计划编制部门，再收集信息，考虑所有问题，进行人工判断，编制出规划。
　　这样依据模糊的电网规划方法让电网公司面临四道难题：第一是整合应用难，数据分散于各个信息系统，需要借助一体化平台进行整合；第二是及时评估难，网架结构复杂且变化快，需要自动化的、实时的电网现状评估工具，及时发现薄弱环节；第三是全局协调难，方案制定牵涉多部门，需要智能方案设计工具辅助生成供电和改造项目方案；第四是通盘考虑难，改造项目众多，需要投资优化工具辅助决策者优化投资。
　　为解决电网公司的四大难题，IBM提出智能电网评估和投资优化辅助决策方案（iGAP，intelligent Grid Analysis Planning)。iGAP基于电网结构和海量运行数据，建立配网节能降损的独特技术经济模型，利用智能规则引擎，融合空间分析、模式识别和数据挖掘技术，能对复杂的电力网络加以快速有效的诊断，并使用ILOG ODM 优化平台，在考虑资金、收益、可靠性等复杂目标和约束的情况下，对大规模电网资源优化问题实行智能求解。
　　结合不断持续改进的PDCA管理理念，章毅利介绍，iGAP包含了评估电网、识别薄弱、生成方案和优化投资四个核心环节。在评估环节，它利用全方位、多维度的电网现状评估指标体系，结合现有基础数据，通过指标计算引擎，自动实时计算各类指标，对电网进行全方位、多维度的评估；识别环节以评估环节的结果作为输入，结合专家经验，通过分析引擎，找出电网的薄弱环节，进而辅助电网公司考虑成本、进度、社会影响、地理位置、用户需求等多约束条件并消除电网薄弱环节，形成最优解决方案；最后还会对方案进行事后评估总结、分析优化，以不断滚动修编电网规划，完善投资规划。
　　业扩报装，即业务扩充报装，是指电力公司办理新增用电和变更用电的业务。设计业扩报装供电方案作为电网规划的关键一环，是电网公司面向用户的第一站。目前电网公司在做业扩报装时普遍存在以下四方面的问题：一是工作效率低下，散落各处的电子表格、冗长的方案讨论会、基于文件交换的协作和审批流程使得供电方案制作效率低，留给分析决策的时间很少，二是指标计算粗略，三是专家经验缺乏，四是科学决策乏力，难以全面兼顾成本、降损、电能质量、施工便利性、地理约束等多种因素。
　　而iGAP能综合设备台账信息、电气连接信息、运行信息及GIS信息，充分考虑规划及结存，遵循典设规范，自动生成供电方案。在方案生成的过程中基于详实、科学的业务规则进行用户接入点的自动搜索、校验并对供电方案进行优先级排序，实现方案管理的标准化、方案编制过程智能化和方案接入效果最优化。
　　对行业的理解最关键
　　对于iGAP的价值，章毅利说：“它帮助电力公司在电网规划前期，更好地识别电网薄弱点，了解未来电力需求，确定电网改造的重点；在年度投资决策环节，进行电网升级改造方案优化与辅助投资分配决策，以期在给定投资额度下，达到网损最低、供电可靠率最高等更好的改造效果，或给定改造效果的要求（如网损低于多少），使得改造成本最低；在日常业扩报装过程中，对新用户提供优化的供电方案，降低供电成本、网损，提高电能质量等；在电网改造后，对改造和投资效果进行事后评价。”
　　iGAP能将专家经验固化到系统中，基于IBM软、硬件对海量数据的实时分析决策能力，帮助电力公司更科学、更合理地编制电网规划，设计供电方案，将人的主观因素影响降到最低，实现精细化管理。江南某电力公司的案例告诉我们，iGAP能在提高电网规划编制效率和准确性的同时，帮助电力公司改善投资计划，节约资金和人力成本。
　　“IBM对行业有很强的洞察力，对行业的深刻理解就是我们最宝贵的核心竞争力所在。” 章毅利骄傲地说。