7月25日12時30分左右，臺風“煙花”在浙江舟山市普陀區(qū)登陸，對上海影響逐漸加強。截至7月26日，上海電網保持安全平穩(wěn)運行，220千伏及以上主干電網未出現故障，部分區(qū)域因樹木倒伏造成配網架空線路跳閘。此前，上海電力科學研究院結合氣象預測信息、網架參數和設備歷史運行數據，通過供電可靠性預測評估系統(tǒng)分析上海各區(qū)域供電可靠性，對臺風暴雨天氣下的電網薄弱環(huán)節(jié)開展辨識，提出需重點關注浦東、崇明等區(qū)域，并聯(lián)系相關單位做好防臺風準備。

　　供電可靠性預測評估系統(tǒng)是上海電科院基于供電可靠性數字孿生與全息評價創(chuàng)新理念設計構建的配電網可靠性感知系統(tǒng)。這個系統(tǒng)于2月份正式上線，覆蓋上海10千伏至110千伏配網，強化城市配電網供電可靠性預測評估能力，助力提升配電網供電可靠性。

　　預先評估，應用數字孿生技術實現環(huán)節(jié)前置

　　提高供電可靠性，堅強的電網是基礎。上海電網110千伏線路長度4158千米，35千伏線路長度超過1.5萬千米，10千伏線路長度接近7.8千米。

　　按照常規(guī)工作方式，配電網供電可靠性是基于歷史信息統(tǒng)計得出的，無法在故障發(fā)生前評估預測。而供電可靠性涉及電網網架、設備運維、負荷狀態(tài)、運行方式和管理技術等諸多方面，分析研判起來十分復雜。如果能夠精準辨識配電網供電可靠性的薄弱環(huán)節(jié)，建立供電可靠性的事前評估和預警機制，供電質量將更有保證。

　　“供電可靠性從事后評價到事前評估預警是趨勢。”上海電科院電網技術中心系統(tǒng)技術室主任馮煜堯說，“隨著客戶對供電質量的要求不斷提升，除了通過優(yōu)化電網網架結構、加強帶電作業(yè)、提高故障排除效率等提升供電可靠性，供電企業(yè)對供電可靠性事前評估預警的需求也越來越迫切。”

　　2019年年初，上海電科院提出供電可靠性數字孿生與全息評價理念，構建可靠性預測評估算法和供電可靠性預測評估系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用數字孿生技術對配電網建模，通過數字模型反映配電網的變化，將供電可靠性的判斷環(huán)節(jié)前置到故障發(fā)生前。

　　數字孿生技術以數字化建模的方式對配電網線路、設備進行全生命周期模擬、評估、預測和控制。應用這項技術構建的數字孿生模型就像是現實中配電網的數字“雙胞胎”，二者一一映射。當配電網的設備、電纜等狀態(tài)發(fā)生變化，數字孿生模型也會相應改變。同樣的，數字孿生模型也可以將研判結果反饋給現實中的配電網。

　　一張全息圖，區(qū)域內供電可靠性信息全掌握

　　把數字孿生技術應用于配網可靠性評估，需要完成基于實際配電網架、設備、用戶負荷等海量信息的接入以及對上海電網10千伏至110千伏電網的詳細建模，并在模型實際運行中開展供電路徑分析、拓撲分割、參數校準和指標計算，工作量巨大。

　　為此，上海電科院開發(fā)了可靠性測算系統(tǒng)與國家電網有限公司生產管理系統(tǒng)、數據采集與監(jiān)控系統(tǒng)之間的數據接口，實現電力系統(tǒng)實際網架拓撲、開關狀態(tài)、設備參數、客戶負荷、運行狀態(tài)等信息導入，并根據供電可靠性理論評估算法，實現配電網可靠性測算、分析、評估和預測。

　　2020年11月，供電可靠性預測評估系統(tǒng)上線試運行，服務第三屆進博會保電。該系統(tǒng)對進博會西虹橋保電區(qū)域近2萬臺電力設備開展運行數據抽取校核和可靠性指標計算評估，完成了對保電區(qū)域內中低壓配電網的可靠性全息圖展示、可靠性指標及其影響因素統(tǒng)計等工作，實現了進博會供電可靠性的全景感知、全息評價和動態(tài)預測，為進博會保電做好了技術服務和支撐。

　　根據電網實時拓撲和設備歷史運行狀態(tài)，供電可靠性預測評估系統(tǒng)可以開展配網薄弱環(huán)節(jié)自動掃描和在線辨識，形成供電可靠性指標分布情況和動態(tài)變化趨勢，生成保電區(qū)域供電可靠性全息圖。指定區(qū)域內的每個客戶、每個保護區(qū)段、每一條饋線的供電可靠性指標都可以在線顯示。

　　“這張圖上，設備當前的狀態(tài)和過負荷條件下的‘健康’程度一目了然。根據設備狀態(tài)，系統(tǒng)還會給出‘預診斷’建議。”馮煜堯說，“這可以幫助運維人員更好地掌握運行設備的狀態(tài)，并根據負荷情況有針對性地開展設備運維，助力供電可靠性提升。”

　　不僅能保電，還能量化配網改造成效

　　6月11日至7月5日是中共一大會址區(qū)域重點保電期，這段時間也是上海的雨季，雷電天氣較多。

　　為保障中共一大會址區(qū)域供電可靠，上海電科院形成了中共一大會址區(qū)域電網供電可靠性數字孿生與全息評價機制。保電期間，上海電科院依托供電可靠性預測評估系統(tǒng)，結合上海市氣象臺數據以及雷電智能監(jiān)測風險預警系統(tǒng)數據，每日9時生成日報，評估24小時內中共一大會址區(qū)域有無落雷風險，分析電網整體設備運行風險點，并給出相應處置建議。同時，上海市區(qū)供電公司與上海電科院聯(lián)動，按照日報分析建議做好運維預案，實現保電期間中共一大會址區(qū)域的100%可靠供電。

　　除了實現供電可靠性事前評估預警，供電可靠性預測評估系統(tǒng)還可以量化展現配網工程效果。

　　4月份，上海電科院為市區(qū)4座10千伏開關站新增加電源進線和分段開關建模，依托供電可靠性預測評估系統(tǒng)完成開關站雙電源改造工程的供電可靠性提升成效評估。評估結果顯示，3座開關站改造后，其供電臺區(qū)可靠率指標均由99.99%提升至99.999%。上海電科院與國網上海市電力公司相關部門進一步開展聯(lián)動分析，差異化評估分析開關站改造措施，進一步提升開關站改造成效。

　　（上海電科院供圖）