配電(diàn)網面臨的形勢

在以新能源為(wèi)主體(tǐ)的新型電(diàn)力系統建設背景下，亟需加強低(dī)壓配電(diàn)網的可(kě)測可(kě)控性，提升配電(diàn)網電(diàn)量自平衡能力，充分發揮配網側及用戶側對電(diàn)網運行(xíng)和(hé)新能源消納的支撐作(zuò)用。目前，配電(diàn)網智能化發展仍存在如下問題：

1. 配電(diàn)網終端的标準化、可(kě)靠性、集成度水(shuǐ)平亟待提升，現有(yǒu)各類監測設備硬件獨立、軟件固化，數(shù)據采集及其通(tōng)信方式随制(zhì)造廠家(jiā)不同而各成一家(jiā)，擴展性、靈活性差、業務需求響應不及時(shí)，滞緩數(shù)字化配網發展進程；

2. 配電(diàn)網終端智能分析和(hé)控制(zhì)功能不完善，現有(yǒu)的配電(diàn)網融合終端實現主要側重于集成數(shù)據采集功能，而智能分析、邊緣計(jì)算(suàn)和(hé)控制(zhì)能力不足，難以應對新能源高(gāo)比例接入情形下配網電(diàn)壓波動、三相不平衡等問題；

3. 配電(diàn)網終端的部署應用及運維等工作(zuò)量大(dà)，現有(yǒu)配電(diàn)網終端需要專業技(jì)術(shù)背景人(rén)員編寫所需通(tōng)信和(hé)控制(zhì)功能程序，不便于業務人(rén)員應用，研發人(rén)力成本較高(gāo)，限制(zhì)了其“泛在接入”、“即插即用”能力。

極簡物控團隊研發的低(dī)代碼控制(zhì)技(jì)術(shù)可(kě)集通(tōng)信和(hé)控制(zhì)功能于一體(tǐ)，除了支持現有(yǒu)可(kě)編程控制(zhì)器(qì)的邏輯運算(suàn)、順序控制(zhì)、定時(shí)、計(jì)數(shù)和(hé)算(suàn)術(shù)運算(suàn)等功能，還(hái)支持方程組求解和(hé)優化模型求解功能，可(kě)實現複雜的控制(zhì)策略。針對配電(diàn)網智能化應用場(chǎng)景，在現有(yǒu)配電(diàn)網融合終端中結合低(dī)代碼控制(zhì)技(jì)術(shù)，能夠增強其數(shù)據采集功能全面性、賦予其強大(dà)的數(shù)學計(jì)算(suàn)和(hé)控制(zhì)功能，彌補現有(yǒu)終端在控制(zhì)功能方面的不足。

融合終端應用場(chǎng)景

結合低(dī)代碼控制(zhì)技(jì)術(shù)的新型配電(diàn)融合終端可(kě)集用電(diàn)信息采集、設備運行(xíng)狀态監測、智能控制(zhì)等功能于一體(tǐ)，滿足配電(diàn)台區(qū)基礎運行(xíng)信息監測分析、電(diàn)能質量監控、台區(qū)需求側管理(lǐ)、低(dī)壓配網運維管控、多(duō)主站(zhàn)終端協同控制(zhì)等要求，目前團隊已對低(dī)代碼控制(zhì)技(jì)術(shù)與配電(diàn)融合終端結合應用進行(xíng)了初步技(jì)術(shù)探索。

電(diàn)能質量協調治理(lǐ)

自律協同無功電(diàn)壓控制(zhì)

配電(diàn)網無功電(diàn)壓控制(zhì)通(tōng)過采集實測電(diàn)壓值、上(shàng)級優化電(diàn)壓值等，對有(yǒu)載調壓變和(hé)線路調壓器(qì)進行(xíng)調節。配電(diàn)融合終端采用低(dī)代碼控制(zhì)技(jì)術(shù)後，可(kě)以事件驅動的AOE網絡對控制(zhì)策略進行(xíng)标準化建模和(hé)配置，如下圖所示：

以上(shàng)AOE網絡表示的控制(zhì)策略為(wèi)：當實測電(diàn)壓大(dà)于優化電(diàn)壓上(shàng)限值且小(xiǎo)于考核電(diàn)壓上(shàng)限，且持續一段時(shí)間(jiān)，同時(shí)負荷處于上(shàng)升趨勢中，則不調檔；當實測電(diàn)壓大(dà)于優化電(diàn)壓上(shàng)限值且小(xiǎo)于考核電(diàn)壓上(shàng)限，且持續一段時(shí)間(jiān)，同時(shí)負荷處于下降趨勢中，則降檔降壓；當實測電(diàn)壓大(dà)于考核電(diàn)壓上(shàng)限，且持續一段時(shí)間(jiān)則降檔降壓。其中變量flag可(kě)起到避免AOE網絡被反複觸發的作(zuò)用。電(diàn)壓偏低(dī)時(shí)的控制(zhì)策略設計(jì)方法與電(diàn)壓偏高(gāo)時(shí)類似。

當出現大(dà)範圍低(dī)電(diàn)壓情況時(shí)，由于線路調壓器(qì)調節範圍廣，應先于有(yǒu)在調壓變動作(zuò)，即線路調壓器(qì)控制(zhì)的動作(zuò)延時(shí)設置比有(yǒu)載調壓變短(duǎn)。為(wèi)避免線路調壓器(qì)與有(yǒu)載調壓變之間(jiān)的“投切振蕩”，線路調壓器(qì)的動作(zuò)定值範圍設置比有(yǒu)載調壓變寬。

換相開(kāi)關三相不平衡控制(zhì)

換相開(kāi)關三相不平衡控制(zhì)通(tōng)過采集台區(qū)三相電(diàn)流、負載率，以及換相開(kāi)關處三相電(diàn)壓、負荷電(diàn)流等數(shù)據，制(zhì)定三相不平衡控制(zhì)策略，控制(zhì)負荷換相開(kāi)關進行(xíng)換相，實現台區(qū)各分支線三相功率平衡。基于事件驅動AOE網絡的換相開(kāi)關三相不平衡控制(zhì)策略如下。

營配融合數(shù)據支撐

分路分段線損分析

       分路分段線損分析通(tōng)過采集饋線側與表箱側的電(diàn)能量數(shù)據、台區(qū)總電(diàn)能量數(shù)據，通(tōng)過彙總、對比，分級、分層進行(xíng)線損分析和(hé)管理(lǐ)，便于查找線損點和(hé)竊電(diàn)點。基于事件驅動AOE網絡的分路分段線損計(jì)算(suàn)如下圖所示。

        低(dī)壓分相可(kě)開(kāi)放容量分析

       低(dī)壓分相可(kě)開(kāi)放容量分析利用配電(diàn)側數(shù)據、台區(qū)台賬信息、用戶側負荷數(shù)據，計(jì)算(suàn)台區(qū)分相可(kě)開(kāi)放容量，AOE網絡設計(jì)如下。

充電(diàn)業務有(yǒu)序管理(lǐ)

       通(tōng)過對充電(diàn)樁輸出功率進行(xíng)控制(zhì)，使得(de)台區(qū)總負荷更加平穩，抑制(zhì)配變負載越限，AOE控制(zhì)網絡設計(jì)如下：

當台區(qū)負載率超過75%啓動緊急控制(zhì)策略，計(jì)算(suàn)充電(diàn)樁輸出功率限值使配變負載率降至70%以下，在台區(qū)負載率超過90%時(shí)停止充電(diàn)樁功率輸出；在正常情況下以總負荷曲線相對平穩為(wèi)目标在時(shí)間(jiān)維度上(shàng)把充電(diàn)樁總充電(diàn)能量分配到負載曲線上(shàng)，對應的計(jì)算(suàn)可(kě)利用融合終端的優化求解功能實現。

可(kě)以看出按照事件驅動AOE網絡設計(jì)并表示控制(zhì)策略，能夠靈活适用于配電(diàn)網複雜多(duō)樣的控制(zhì)場(chǎng)景，清晰地顯示控制(zhì)邏輯，同時(shí)使用該融合終端無需編程，隻要按照AOE網絡将控制(zhì)策略以接近數(shù)學公式的形式寫入配置文件即可(kě)導入終端，可(kě)提升控制(zhì)策略設計(jì)效率，方便業務人(rén)員應用。

技(jì)術(shù)先進性

與現有(yǒu)的配電(diàn)網終端相比，采用低(dī)代碼控制(zhì)技(jì)術(shù)的配電(diàn)網融合終端具有(yǒu)如下幾點技(jì)術(shù)先進性：

1. 實現通(tōng)信和(hé)控制(zhì)功能幾乎不用編寫代碼，隻需要按照标準化格式編寫配置文件，其中分析計(jì)算(suàn)和(hé)控制(zhì)策略可(kě)按照類似于數(shù)學公式的形式進行(xíng)編寫，大(dà)大(dà)縮短(duǎn)了控制(zhì)設計(jì)環節的時(shí)間(jiān)，并可(kě)顯著降低(dī)終端部署應用和(hé)運維工作(zuò)量。
        2. 支持以太網通(tōng)訊、RS485和(hé)RS232串口通(tōng)訊，支持目前流行(xíng)的Modbus、IEC 104、MQTT等通(tōng)信規約，集成了現有(yǒu)各種配電(diàn)終端的數(shù)據采集和(hé)通(tōng)信功能，可(kě)實現遙測、遙信、遙控和(hé)遙調功能，并與上(shàng)級調度通(tōng)信。
        3. 基于事件驅動技(jì)術(shù)和(hé)邊活動網（AOE）對控制(zhì)策略進行(xíng)建模，可(kě)快速地對配電(diàn)網中的各類事件進行(xíng)響應，同時(shí)提供了一種通(tōng)用化控制(zhì)策略設計(jì)框架，可(kě)适應各種控制(zhì)場(chǎng)景，有(yǒu)助于應用人(rén)員清晰把握控制(zhì)邏輯，提升控制(zhì)策略設計(jì)效率。
        4. 支持更加豐富的數(shù)學運算(suàn)，特别是方程組求解和(hé)優化控制(zhì)模型求解，這在電(diàn)力控制(zhì)領域中是常見的運算(suàn)形式。
        5. 支持arm和(hé)x86架構的處理(lǐ)器(qì)，支持多(duō)種操作(zuò)系統和(hé)低(dī)性能硬件，支持國産芯片硬件移植，具備跨平台運行(xíng)的能力。

後續，團隊将繼續緻力于研究低(dī)代碼控制(zhì)技(jì)術(shù)與配電(diàn)網融合終端的結合應用，為(wèi)研制(zhì)高(gāo)可(kě)靠性、應用簡單、功能全面、擴展性強、低(dī)成本的配電(diàn)網融合終端提供技(jì)術(shù)支持，通(tōng)過實現完善的控制(zhì)功能彌補現有(yǒu)終端的不足，提升配電(diàn)網融合終端智能化水(shuǐ)平。