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“电网一张图”案例
发布时间：2024-01-10来源:
编者按
电网一张图是实体电网在数字空间映射的重要载体，是电网生产、运行和经营业务数字化的基础性支撑。按照国家电网有限公司《关于进一步加快数字化转型意见》及2023年数字化转型行动十大工程，公司各单位打造“时间-空间-状态”多维度、“规划-建设-运行”多时态的电网一张图，推动业务模式创新和流程重构，进一步赋能基层一线。
01、国网天津电力
全景一张图，保电更智能
作者：倪家明 杨文武
“北闸口‘煤改电’台区三相电流均在正常值范围，台区无重过载风险。”日前，天津城南供电公司和平供电服务中心员工付佳良通过全景保供电场景中的设备预警模块，实时监测“煤改电”台区运行状态。2023年12月中旬，北方多地寒潮来袭，用电负荷攀升，国网天津市电力公司通过该场景加强对“煤改电”台区的运行监测，保障广大客户温暖度冬。
为了构建更加高效的保电模式，满足“一图总览，全局掌控”的保电需求，国网天津电力基于电网一张图融合电网、气象等多源数据，创新开发全景保供电场景。该场景具有负荷情况全掌握、设备状态全监测、保供链条全溯源、保电任务全统筹四个特征，支持跨专业协同开展设备运行监测、保电指挥等业务。
近年来，电力负荷“冬夏”双高峰特征日趋明显，且夏季降温、冬季取暖负荷占比越来越大。全景保供电场景支持供电员工按区域细化分析用电负荷，便捷查看不同电压等级、不同用电性质的负荷曲线信息。结合分区域雷电、大风、高温、暴雨等恶劣天气预警情况，该场景还会分析研判恶劣天气的影响区域及其带来的负荷变化趋势，辅助基层供电企业开展差异化运维。2023年汛期，国网天津电力通过该场景及时发现城市核心区设备异常77次，先于客户感知异常，将隐患消除在萌芽状态。
全景保供电场景能够对重要客户所在区域的全电压等级、全类型设备进行重过载、三相不平衡、低电压、频繁停电等9类设备状态异常监测预警，实现设备异常可视化实时辨识。
在网侧、荷侧运行现状及态势分析基础上，国网天津电力为该场景增加了重要客户供电全链路自动溯源功能，利用电网一张图综合研判拓扑及设备带电等信息，自动溯源分析重要客户上级电源配电线路、主变压器及输电线路运行情况，从“站-线-变-户”全链条研判影响客户用电的电网运行风险，提高隐患研判及排查效率。
“发现问题早，隐患排除快，这主要得益于全景保供电场景的支持。”城东供电公司河东供电服务中心配电专工孙昊说，该应用场景就像是“智能管家”，能够从同线客户运行情况、上级电源设备缺陷隐患、上级电源设备负载等6个维度实时监测分析重要客户用电情况，及时发现设备异常，变被动抢修为主动服务。
目前，全景保供电场景已汇聚整合天津市近2000户迎峰度冬重要客户的全链路业务信息，并可监测10997台“煤改电”配电变压器运行情况，全力保障冬季采暖供电可靠。同时，国网天津电力还构建了涉及设备、营销、物资等专业的跨部门、跨专业数据融通和协作机制。该场景自2023年8月上线以来，已经支撑压降保电物资库存5%，减少了保电应急人员50%的工作量，减少了综合成本投入超100万元，效益显著。
针对多项重大活动保电任务时段重叠等情况，保电人员还可以在全景保供电场景上录入活动主题、活动时间、活动等级、活动内容、保电客户等信息，同时监测多个保电任务及保电客户设备运行状态，实时显示各类异常，实现多场景保障挂图作战，提高重要活动保障精准度。
02、国网山东电力
各类业务上图，基层治数基层用
作者：张玉豹 石鑫磊 王进
2023年12月27日，山东济南历城区供电公司仲宫供电所所长赵新蕾收到故障处置提示，登录供电服务指挥系统，不到5分钟就判断出故障影响范围。“供电服务指挥系统基于电网一张图升级后，能帮助我们作出更准确的判断。我们在图上既能看到中低压配电线路，也能看到各级开关的运行数据和设备地理信息。发生配网故障时，我们通过推演分析，能迅速定位故障隔离的最小区间，精准掌握现场情况，配网抢修效率提升40%以上。”赵新蕾说。
围绕电网一张图建设任务，国网山东电力聚焦“用图作业、用图服务、用图指挥、用图管控”的目标，积极推动各类业务上图，实现基层治数基层用。
为提升电网一张图全时空、全类型、全要素的多维数据融合分析能力，国网山东电力依托数据中台、电网资源业务中台、实时量测中心等，在空间维度汇聚设备的位置、台账、运行状态、拓扑关系以及周边环境气象数据，在时间维度汇聚电网规划态、建设态、运行态数据，对数据进行转换、清洗、计算、连接等处理，生成多元、多态数据，准确描述电网的规划态、建设态、运行态。
“几年后的电网是什么样子？哪些工程正在全力推进？哪座变电站计划在年底投运？在电网一张图中都可以找到答案。”国网山东电力数字化部建设技术处副处长韩振峰介绍，“我们可以通过规划态图查看从大电网到配网网格化规划的全省电网布局，通过建设态图查看在建的工程分布。电网一张图也可以把几个状态叠加在一起展示，方便我们查看电网整体规建运工作安排。未来结合时间轴，我们还可以查看区域电网从无到有的演进。”
烟台雁岭（口子）220千伏输电工程全长35.42千米，跨越污区多。“原来我们评审跨越污区多的工程，依据的是纸质版污区分布图，由人工来判定工程跨污区情况。这种方式界限不清晰，存在一定的误差。现在通过电网一张图提供的污区专题数据，我们能够准确界定工程污区边界，提高了线路绝缘配置的准确性。”山东经研院设计中心专责谭晓哲说。
电网规划设计只是电网一张图的典型应用场景之一。截至目前，国网山东电力基于电网一张图搭建业务场景67个，涉及生产管控、状态监测、故障研判等多类业务。
为提升电网一张图的可视化水平，优化用户体验，国网山东电力还探索结合倾斜摄影、履带式激光点云、背包式激光点云、三维参数化建模等多种方式，在电网一张图中呈现立体化的电网设施，为供电员工日常工作提供全新体验。
“现在在电网一张图中，用户点击图上任一位置，都可以实现交互操作。例如在图上点击一座变电站，就可以查阅站内设备运行情况、监测视频、所在区域天气情况等各类信息，辅助各类业务开展。”国网山东电力数字化部建设技术处专责王进介绍。
03、国网河北电力
构建特色场景，配网运维提质
作者：庞彦娟 方蓬勃 沈宏亮
1月2日一早，河北保定徐水区供电公司高林村供电所所长张鹏飞登录电网一张图实时台区线损场景，查看供电所负责台区的线损状态：“应用这个场景，我们在地图上可以直观看到台区线损状态，橙色表示高损、黄色表示负损、绿色表示正常。我们用这种方式减少查询工作量50%以上，提高现场工作效率3倍以上。”
2023年，国网河北省电力有限公司全力推进电网一张图建设，扎实推进基础数据治理，电网一张图输电、变电、配电容器通过率分别达到100%、100%、99.97%；主网、配网、客户量测数据叠加率分别达到99.97%、99.57%、97.23%。同时，该公司拓展新型要素图形纳管，新增8类新型要素图形，创新推出蓄滞洪区展示等6项服务。
“有了坚实基础，我们把赋能业务提效、助力基层减负作为检验电网一张图建设成效的标准，构建适合河北南网需求的特色应用场景。”国网河北电力数字化部建设处副处长王立斌介绍。
“故障点位于10千伏大营线43602断路器后段，请马上派人抢修。”2023年12月20日，石家庄供电公司配电自动化专责贾孟扬应用配网故障快速研判场景，几分钟内确定了故障点，减少了现场人员故障核查工作量，保障极端寒潮天气下客户用电可靠。
配网故障快速研判场景融合了故障指示器告警、配网网架拓扑等数据，能够精准研判并直观展示故障影响范围，可实时展示故障点位、受影响区域等相关信息，支撑抢修工作高效开展。自2023年9月1日上线以来，配网故障快速研判场景累计精准研判配网故障3424次，准确率达93%，为配网主动抢修、抗灾应急监视、重大活动保电等工作提供重要支撑。
截至2023年12月底，河北南网分布式光伏发电并网装机容量达1754.6万千瓦，占总装机容量的26.37%。针对分布式光伏占比高的特点，国网河北电力打造了分布式光伏发展规划分析工具，构建分布式光伏发展监测、电网设备异动分析、量率协同可开放容量分析3个场景，实时监测分析分布式光伏接入规模、可开放容量等9类指标。2023年，国网河北电力应用电网一张图支撑分布式光伏有序并网，推进反向重过载台区数量和2022年相比减少89%。
配网负荷转供方案自动生成场景实现转供业务由线下人工操作转变为“图上作业”，方案制订平均时长由1个小时以上缩短至10分钟以内，效率提升83%以上；利用电压异常管控场景，电压异常数据查询时长由30分钟缩短至5分钟，问题分析和故障处置效率提升32%……截至目前，国网河北电力在电网一张图上建成并规模化应用20余个场景，推动解决更多的业务难点问题。
04、国网江苏电力
分析智能全面，服务精准高效
作者：武家胜 顾浩 马洲俊
2023年12月30日10时，在江苏省昆山市，联德精密材料（中国）股份有限公司新建的电子元器件产业化基地成功送电。“接到申请后，我们利用电网一张图快速开展业扩方案智能比选，自动搜索可接入电源点，智能规划供电路径，在客户申请当天就初步完成了供电方案。”昆山市供电公司营销部市场班项目负责人张水瑛说。
为了落实国家电网有限公司进一步加快数字化转型工作的各项要求，国网江苏省电力有限公司探索建成多维多态电网一张图，创新构建了“1+2+N”全场景业务“数智”赋能体系，即以电网一张图为统一承载基座，强化数据治理、计算推演两项支撑手段，拓展设备、营销、调控、安监等全场景业务应用。目前，该公司电网一张图已经贯通“发-输-变-配-用”“站-线-变-户-小区”全环节拓扑关系，实现源网荷储全环节要素动静态数据同图纳管。
同时，为了确保电网一张图数据质量，国网江苏电力利用人工智能、大数据分析等新技术高效完成基础数据质量治理，实现营配调数据一致率达到99.96%，量测数据时效性在1分钟以内。在高质量数据基础上，该公司采用“最小化采集+计算推演”方式，将人工智能与传统电网计算理论相结合，实现省级配网4万余条配电线路15分钟周期大规模实时在线计算，为智能化分析决策打下了坚实基础。
昆山市是中国百强县第一名，电力客户数量达120余万户，营销业扩业务量较大。国网江苏电力深入推进电网一张图应用，在昆山市打造公司系统内规模最大、业务最全、场景最多的县域级图上作业应用示范区。
为了提升业扩方案的制订速度，国网江苏电力通过遥感高清影像、无人机、北斗双目鹰眼巡检车“空天地”数字化技术智能校正设备空间位置信息，提升电网一张图设备坐标精准度，实现客户周边电网资源自动识别，支持有效半径内可接入电源点自动搜索和电源供电路径自动沿布，智能化推荐生成最优方案，把电网业扩“问答题”变成“选择题”。从2022年11月至今，昆山市供电公司已通过电网一张图快速生成并答复了1278个供电方案，供电方案答复环节由原来的7个工作日压降到1个工作日，多次勘查减至一次勘查，工作效率提升超85%。
随着分布式光伏接入需求激增，国网江苏电力基于电网一张图积极探索光伏、储能报装业务创新应用，实现了电网光伏接入承载力的科学计算。截至目前，昆山市供电公司营销专业已应用“电网一张图+计算推演”实现了200余个光伏接入方案科学评估，接入方案分析及生成时间由过去的1天缩短至5分钟，准确率达95%以上，助力光伏接入方案答复时间由原来的15天缩短至5个工作日内。
目前，国网江苏电力正在全省范围内深化应用“1+2+N”全场景业务数智赋能体系，已构建服务全部13家地市公司的48类业务场景，支撑企业数字化转型。
电网一张图是什么
“电网一张图”需要融合设备使用、监测、运维和生产等元素，支撑电力用户、电网企业、发电企业、供应商及其设备间的广泛互联。具体的系统架构设计分为拓扑融合与数据融合两个部分，包括基于“数据一个源，电网一张图”的理念，将电网各环节的拓扑结构贯通，同时把电网生产管理与运行维护中所涉及的所有相关数据融合在一起，支撑电网对内对外两条业务主线，最大限度地挖掘数据价值，实现能量流、信息流、业务流的平衡与高效互通。
本文内容来自国家电网报。