实验室简介
国家电网有限公司多灾害地区配电网规划与运行控制技术实验室依托国网福建省电力有限公司成立,开展多类型灾害叠加情况下的配电网受灾机理研究、防灾规划设计、故障快速处置等关键技术研究,支撑公司解决多灾害场景下新形态配电网防灾能力提升的关键技术问题。
实验室成果展示
●承担国家级科技项目3项、省部级科技项目2项、公司级科技项目11项,获省部级、公司级科技奖励15项
●获得国家发明专利授权81项、实用新型专利授权5项、软件著作权授权5项
●出版专著8本,发表SCI、EI检索论文48篇,牵头及参与编制标准29项
8月11日,国家电网有限公司多灾害地区配电网规划与运行控制技术实验室完成并发布了今年第5号台风“杜苏芮”登陆后福建电网线路杆塔灾损分析等系列报告。
此前,实验室成员应用自主研发的实验平台,密切跟踪台风动态及其带来的天气影响,利用多旋翼无人机等设备辅助开展配电线路特巡;选派电网规划、评审、设计人员组建专班,入驻国网福建省电力有限公司应急中心、相关市级供电公司供电服务指挥中心,参与开展灾情研判,支撑国网福建电力开展防灾决策部署。
实验室重点打造了极端环境下配电网灾损实景验证与仿真平台、配电网防灾规划设计辅助决策平台、配电网防灾运行与快速复电决策平台,具备开展配电网防灾理论研究、仿真分析和实证验证的能力,助力实现配电网灾前预警、灾中应急、灾后分析。
瞄准规划设计源头
从根本上提升配电网防灾能力
福建省易受台风、暴雨等多种自然灾害影响。当台风风力超过线路、杆塔的防风设计标准时,可能发生断线、倒塔等电网事故。台风往往伴随着暴雨,可能引发泥石流等次生灾害,给电网设备抢修带来困难。如何提升配电网对多类型灾害的抵御能力是长期以来困扰福建省配电网建设的难题。
“从规划设计源头提升配电网对多类型灾害的抵御能力,是长期性、根本性的手段。”国网福建省电力有限公司经济技术研究院院长、实验室主任陈彬介绍。
实验室成员深入台风、洪涝灾害现场调研收集相关数据,聚焦配电网受灾机理研究、防灾薄弱环节辨识、防灾骨干网架构建、差异化设计等方面开展攻关,综合考虑强风、雷击、雨雪冰冻等多类型自然灾害分布特征及对配电网的影响,于2020年绘制了细化至乡镇(街道)维度的福建省配电网灾害分区图,并将配电网防灾设计标准关联匹配至每个乡镇,有效支撑配电网防灾差异化设计。
2021年,实验室完成了福建省内首个防灾保底电网规划,按照电压等级,纵向溯源梳理目标重要用户的完整供电路径,横向整合区域间的联络保障通道,形成从电源至目标重要用户的“生命线”供电通道,支撑相关供电通道防灾差异化设计。实验室还研发了电网规划数据分析平台。该平台可以利用斯坦纳树算法智能生成区域电网核心骨干网架规划设计方案,辅助规划人员决策,实现了配电网防灾在线规划设计。
实验室的一系列研究成果得到了系统内外的认可。其中,综合考虑差异化和重要用户保障的抗灾减灾配电网规划技术达到国际领先水平。
挖掘灵活性资源支撑能力
协同增强配电网韧性
“近年来,分布式新能源、新能源汽车充换电设施、柔性负荷及智能化装置规模化接入配电网,给配电网安全可靠供电带来考验。”陈彬介绍,挖掘灵活性资源对电网的支撑能力、增强配电网韧性也是实验室的重要研究方向。
为准确模拟灵活性资源的动态特性,挖掘灵活性资源在灾害场景下的支撑作用,实验室于2022年建设了复杂环境配电网系统韧性全景数模仿真平台,在传统的配电网规划设计稳态仿真基础上,通过应用数字物理混合仿真技术对灵活性资源的运行控制特性和支撑能力进行精准模拟。该平台具备设备极端特性模拟、“配-微”网协同优化调控等仿真测试与方案验证功能。
漳州市龙海区太阳能资源丰富,被列入国家整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点名单以来,分布式光伏设备数量呈爆发式增长,2022年分布式光伏装机规模同比增长121%。龙海区角美镇沙坂村凤山安置房小区的6个台区存在晚高峰配电设备重过载和午高峰分布式光伏高渗透带来的过电压、高线损问题。实验室应用复杂环境配电网系统韧性全景数模仿真平台,对该区域源荷储资源开展建模仿真,创新构建不同馈线供区间互联互济、台区微电网群自治协同的“配-微”网协同规划运行体系,提升了区域电能质量和供电可靠性,打造了配电网高效承载分布式光伏发电接入的示范样板。
产学研用一体化运作
提高实验室科研水平
实验室由福建经研院、福建电科院、国网福建电力应急中心等共建,贯通配电网规划设计到运行、应急全过程。实验室采用“相对固定+柔性专班”方式构建“1+2+3”组织机构,即设立1个实验室领导组总体把关,构建学术委员会、实验环境与资质维护组2个机构分别负责技术和管理工作,建立3个研究团队深入攻关机理研究与验证、防灾规划设计、故障快速处置等相关技术。
实验室强化对外交流协作,围绕“学、研、产、用、培”全过程,建立开放交流与联合运行机制,与清华大学、天津大学等知名院校相关实验室开展技术交流与联合攻关;与宁德时代、百度等知名企业建立合作关系,开展关键技术研究与成果转化应用。
实验室持续加强优秀青年科研人才引进培养,依托国网福建电力博士后工作站、研究生站,与福州大学等加强人才校企联合培养,引进优秀科研人才入驻实验室开展研究攻关。同时,实验室结合高端人才引领、电力工匠塑造、青年人才托举三大工程建设,打造人才实训基地、青年优秀人才创新训练营,丰富人才培养培训方式,提升实验室成员技能水平和科研能力。