2024年10月18日，在“第5屆電力人工智能大會暨第3屆電力行業數字化轉型大會”上，第3屆“智創獎”電力數智化轉型技術創新應用評選結果公布。

國網冀北電力有限公司張家口供電公司憑借其“新型電力系統下分布式新能源智慧管控體系創新應用”案例，獲得“新型配電網創新應用案例獎”。

01｜創新點

02｜應用成效

本項目通過平臺側和就地側的調控策略，實現了對分布式新能源的科學調度、精準控制、實時監測、自動調控，改變現行的盲目調控、單一調控和就地操作方式，減少運維時間，提高運維效率，降低運維成本。

本項目利用源荷就地預測技術，實現分布式新能源臺區的自律控制，促進臺區、饋線電力電量平衡，有利于新能源就近消納、就地平衡，臺區消納平均已達98%。

本項目實時監測光伏用戶電壓質量、臺區反向負載率等數據，并對分布式新能源規模調控、智慧管理。項目在張家口落地應用時，實現反向重過載臺區數量由20.1%減少至10.2%，電壓越限次數減少34.6%，有效提高臺區電能質量水平，增強電網智慧管控力度。

本項目提升張家口電網的分布式新能源承載能力近20%，每年可增加約0.2GW的分布式新能源并網，每年可節約標準煤29863.26噸，減少二氧化碳排放200763.63噸，減少二氧化硫排放7283.72噸，減少氮氧化物排放3641.86噸。

03｜技術路線

為了解決高比例分布式新能源接入配電網帶來的問題，我國電力行業亟需創新技術手段和管理模式，提高分布式光伏發電的消納能力，推動配電網向高度智能、精準可控發展。本文所述的創新項目便是在這一背景下應運而生，旨在通過構建分布式資源調控體系、人工智能源荷就地預測裝置、電能質量治理裝置、源網荷儲柔深度互動等方式，提高配電網的調節能力，保障電網安全穩定運行，降低用戶用能成本，提升分布式光伏發電的消納能力。

聚焦分布式新能源監測數據缺失、預測精度不高、調控策略單一三個痛點問題，自研并網配套裝置，基于配電自動化主站系統構建智慧能源管控平臺，創新性提出“看得見、防得住、管得好、預測準、服務優”的智慧管控體系，具備全域感知、源荷預測、智慧調控、異常診斷四大功能，實現電網安全穩定運行、用戶收益最大化。

該項目致力于解決有源配電網在實時觀測、高精度預測及柔性協同調控方面所面臨的難題。通過攻克分布式光伏實時采集、功率預測及協同調控等技術難題，項目成功研發了分布式光伏協議轉換器、分布式光伏智能斷路器、源荷就地預測裝置等新型硬件設備，以及智能融合終端分布式新能源管控微應用、智慧能源管控平臺等新型軟件產品。這些成果共同構建了新型電力系統有源配電網智慧臺區自動控制的整體解決方案。項目的實施提升了配電網的供電服務水平、電能質量合格率及新能源就地消納率，為我國“雙碳”目標的實現提供了有力支持。

04｜應用場景

本項目選取張家口萬全區宣平堡鄉上營屯村為試點，上營屯村配變及低壓線路完備，分布式光伏資源豐富，負荷類型涵蓋餐飲服務用電、小型農業加工作坊用電、工業園區用電、農業生產用電居民生活用電等，負荷類型全面，具備構建新型電力系統的各種要素，適合開展不同類型的源網荷儲協同研究。結合分布式電源接入情況及負荷分布特征，重點針對上營屯村分布式光伏接入情況進行分析，在上營屯F變、上營屯H變、上營屯工業區D變共建設低壓分布式儲能350kWh。

1.分布式光伏協同管控

采用“光伏控制器+智能斷路器+智能融合終端+5G通信”方案，如下圖所示：在光伏逆變器上增加智能斷路器，在光伏逆變器旁安裝光伏控制器，在臺區安裝智能融合終端。光伏控制器采用RS485方式采集光伏逆變器、智能斷路器信息，并通過HPLC方式上傳至臺區智能融合終端終端；臺區智能終端采用5G APN方式上傳至配電自動化系統平臺；分布式光伏接受主站平臺調控指令實現柔性調節。

2.分布式協同共享儲能

上營屯2號變接入負荷類型豐富，臺區整體負載水平較高，部分時間甚至出現重過載的情況。上營屯3號變，光伏上送情況嚴重，與2號變能量互補優勢明顯，因此選擇該示范點構建邊邊協同的多臺區能量互濟智慧運行示范區，建設一套共享儲能裝置，并通過臺區低壓柔直互聯技術，用直流母線將兩個臺區互聯，通過智能融合終端間邊邊協同的方式，實現單套儲能系統為多個臺區進行支撐的場景應用。

實現多臺區分布式光伏100%就地消納，通過臺區間能量互補共濟，提升區域電網均載能力，非計劃停電狀態下臺區轉供時間小于20毫秒，大幅提升用戶供電可靠性。

基于臺區融合終端的邊緣計算能力，以臺區自治為目標，協調控制臺區內源荷儲資源，實現分布式光伏100%就地消納。

3.智慧臺區建設，就地精準預測

建設新型電力系統下智慧臺區，重點解決因分布式光伏高比例接入導致的臺區問題，通過加裝/改造臺區側的電能質量監測治理裝置、儲能/柔直、就地預測裝置、天空成像儀等設備，以及用戶側加裝無功治理裝置等多種技術路線，實現臺區電能質量可監測、能治理，光伏臺區功率就地精準預測，V2G充電樁靈活響應等目標，實地驗證出一種適用光伏臺區的低功率、低網損無功治理裝置和技術路線，具備全域推廣的條件。

4.智慧能源管控平臺建設

匯聚調度自動化系統、配電自動化系統、用電采集系統的新能源數據，提供分布式新能源的各類功能計算能力，在平臺上進行總體區域的分析計算，然后將調節指標下發的各系統，各系統在進行指令的分解與執行，解決了現有系統對新能源數據接入、分析計算能力不足的問題。

05｜典型經驗和推廣前景

1.典型經驗

項目創新提出的管控體系在冀北張家口首次落地應用，實現臺區自治與科學調控，其成果具有示范引領作用，應用試點成效先后得到國家能源局、國網公司及冀北公司各級領導的高度評價和充分認可，并被國網設備部作為典型經驗發布。

2.產品優勢

產品應用多項領先技術，性能優秀、集成度高、體系完善。與市場同類產品相比，增加臺區自治、無功調節、小顆粒度就地預測、多參數調節等功能，應用場景更廣，調節效率更高。根據現場實際需求，支持定制化服務。

3.推廣前景

項目并網及其配套設備適配主流逆變器廠商自有通信協議，無通信障礙；智能管控APP可在配變終端直接部署，無應用門檻；分布式新能源相關智能監測設備欠缺，推廣前景廣闊。

4.技術優勢

在分布式光伏采集控制交互系統、功率預測方法及多數據融合三方面已授權三項發明專利，《智能融合終端分布式新能源管控APP》已通過第三方檢測。

設備屬于自主研發產品，擁有完整的知識產權，無專利使用費用，研發成本可控；智慧調控策略除前期開發成本外，后期維護成本較低，具有較大的成本優勢。