北极星智能电网在线讯:在碳达峰碳中和国家战略性减碳目标引领之下，作为现代能源系统的中心，电力系统承担着能源转型主力军的作用。新型电力系统的构建成为现代能源系统转型的关键。
配电网涵盖电能汇集、传输、存储和消费的全部环节，具备能源互联网全部要素，是发展新业务、新业态、新模式的物质基础。配电网直面终端用户，是服务民生的重要公共基础设施，也是保证供电质量、提高电网运行效率、创新用户服务的关键环节。
配电网规划
面临三重挑战
近年来，全球范围内数字经济高速发展，物联网、人工智能、机器学习、区块链等新兴技术加速革新，以数字化转型和能源革命相互融合、并行推进的发展方向成为未来能源行业发展的主旋律主路径。
当前，研究传统配电网规划方法主要依托传统人工线下方式进行，缺乏数字化技术支撑，导致规划效率相对较低。与此同时，传统配网规划工作在大多数情景下局限于电力行业内部，无法与城市规划工作进行高效互动配合，因而产生电网规划与城市发展相脱节的现象。再者，随着新能源的大规模发展和大范围应用，风、光、水等可再生能源亟需纳入统一的电网规划中，充分消纳清洁资源，助力碳达峰碳中和目标的实现。眼下，配电网规划面临的挑战主要体现在以下三个方面：
一是跨领域数据的融合与建模。配电网规划既涉及电网拓扑、资源等电网数据，也涉及政府控规、招商引资等外部信息，如何将跨领域多源数据引入配网规划并加以充分利用，是配电网规划工作的一大难点。
二是面向高渗透率新能源的城市配电网规划。新规划既要考虑新型电力系统特征，也要结合特大城市电网发展特点。在高渗透率新能源接入情况下，城市配电网的规划不仅受规模性新能源集群的时空分布特性影响，还受区域发展、城市空间、社会网络特征等因素制约，城市配电网规划难度也随之增加。
三是数字化技术在城市配电网规划中的应用。数字化技术的发展提供了丰富的数据，仅仅依靠传统人工分析方式难以挖掘海量数据信息进而开展精细化城市配电网规划。在已有基础上充分结合新型电力系统发展趋势，研发数字化辅助决策工具，是当前配电网规划中亟需攻克的关键技术。
全流程数字化
规划体系优势明显
为从根本上解决传统配电网规划中出现的供电范围划分不合理、网络结构不清晰、规划深度不足等问题，在数字化转型的新形势下，需要加强配电网与数字化基础设施的融合发展，进一步应用先进能源电力技术和网络通信、控制技术，提升配电网数字化、自动化、智能化水平，不断拓展多能耦合互补、多元聚合互动的深度和广度，构建“运行—规划—设计—建设—运行”的全流程数字化规划体系。全流程数字化规划体系的构建具体体现在架构体系研究、一体化建模研究、规划方法研究、辅助决策研究四个方面：
在架构体系方面，需要深入分析配电网全流程数字化规划的技术需求，构建面向新型电力系统的配电网全流程数字化规划的总体技术架构，形成全流程数字化多能协同规划辅助决策方法，建立兼具科学性、前瞻性、系统性和可行性的电网数字化发展新视角和新思路。
在一体化建模方面，在结合“南网智瞰”统一地图服务、“数字政府”服务基础之上，基于“数字政府”中土地出让信息、建设工程规划许可证、建设工程施工许可证等政府规划信息，融合“南网智瞰”中电网拓扑关系、电网运行信息以及电网地理信息等电网规划数据，风、光、水能等各类能源的出力数据等综合能源数据，对多数据源进行关联建模，构建地理、物理、管理数据融合一体化模型，研究纳入风、光、水能等综合能源数据的跨领域配电网规划数据融合方法，形成电网规划数据、综合能源数据与城市规划数据的一体化建模方法体系。
在规划方法方面，通过对接“南网智瞰”，实现对电网网架结构的全时空分区管理，通过对接“数字政府”，实现电网规划与城市规划有效互动，根据不同区域的发展规划、城市空间以及社会网络特征态势，结合多源数据融合和数据预测方法，进行区域与城市空间的划分，在区域级下构建多类型负荷和新能源出力的时空分布特性模型，并考虑区域间源荷平衡关系，建立高比例集中式、分布式新能源消纳的概率平衡模型。在考虑负荷需求、源荷平衡、城市规划、地理位置等条件限制下，构建配电网分区选址定容规划模型，并从用户供电率、经济成本、新能源消纳率以及可靠性角度建立规划评价指标考核体系。在算法层面上，使用数据驱动的方法对数据层中的基础数据进行预处理与挖掘建模，基于政府控规信息实现分地块负荷测算和饱和负荷测算结果校验。通过对负荷与新能源时空分布特征的提取，分析各区域间新能源出力特性、负荷特性的差异性，结合区域发展、城市空间与社会网络特征因素，通过特征处理与特征选择的过程，对规划区域内的用户进行聚类，划分出不同区域与城市空间，精细化分析不同类型地区用户的用电需求。此外，基于电网规划数据、综合能源数据以及城市规划数据，进行能流计算，并考虑新能源出力不确定性下的概率能流计算过程。
在辅助决策方面，形成基于数字优化的综合能源系统多能协同规划辅助决策方法，实现对各类能源物理特性的差异化管理，建立综合用能标准和多能协同规划辅助决策体系。用能标准和多能协同规划决策体系再辅以城市能源精细化管理，基于数字化规划、数字化设计、数字化交付流程，探索“运行—规划—设计—建设—运行”的全流程数字化规划建设体系。
最终，基于“南网智瞰”等统一地图与“数字政府”的服务实现规划过程的可视化展示。其中，“南网智瞰”将实现“一图三态”：通过对历史态、现状态、规划态的电网运行数据可视化，实现对电网架结构的全时空管理。对接“数字政府”，实现土地出让信息、建设工程规划许可证、建设工程施工许可证等政府规划信息在GIS图上的可视化。建立规划、营销联动的可视化政务信息展示，实现电网规划与城市规划的同步更新和有效互动。
目前，数字产业正在成为经济转型升级的新引擎，以数字化转型为载体驱动能源行业改革性变革以及推动能源行业低碳绿色发展，既是现实迫切需求，也是行业发展方向。构建“运行—规划—设计—建设—运行”的全流程数字化规划建设体系，必将推动现代能源系统转型发展，为实现“双碳”目标提供积极赋能。
（作者系中国南方电网有限责任公司广东电网广州供电局数字化部副总经理）
