武汉大学：2024新型并网主体主动接入配电系统的配用电安全管控技术研究报告_34页_3mb

新型并网主体主动接入配电系统的配用电安全管控技术总结

核心内容

本文围绕新型并网主体（如分布式资源和柔性负荷）接入配电系统所带来的安全挑战，提出了一套涵盖配网侧、设备本体侧、用户侧及跨域协同的配用电安全管控技术体系。研究重点在于如何通过智能化手段实现对新型并网主体的主动感知、协议互译、跨域业务语义解析以及多物理场融合成像，从而提升配用电系统的安全水平，适应“源网荷储”协调互动的新型电力系统发展需求。

主要观点

1. 配网侧安全问题

   • 高渗透分布式资源并网导致配电网承载力不足，调峰压力显著增加。
   • 柔性负荷接入数量巨大，呈现多时标、离散连续混合的复杂特征，对配电网运行提出更高要求。
   • 配电网正从传统的电能配送网络演变为支持分布式资源接入与柔性负荷互动的“新型局域电力系统”。

2. 设备本体安全问题

   • 分布式资源接入导致配变容量不足，引发台区反向重/过载问题。
   • 设备电压双向越限问题严重，缺乏有效监管，导致安全隐患增加。
   • 多物理场（声、光、热、电、磁）成像技术被提出，用于非接触式安全隐患辨识。

3. 用户侧安全风险

   • 用户侧涉电公共安全风险具有复杂性、动态性、场景依存性、瞬时性和隐蔽性。
   • 人员触电行为存在违章动态性、多对象交互性和强瞬时性特征。
   • 需要实现全过程触电防护，采用平面与立体结合的全息分析方式。

4. 安全管控技术体系

   • 主动感知技术：实现对新型并网主体的自发现与自识别，保障配电网的可测性。
   • 协议互译技术：支持多协议转换与自注册机制，实现设备的可观性。
   • 跨域业务语义解析技术：通过业务场景分析与数据语义理解，实现系统的协同可控。
   • 多物理场融合成像技术：结合声、光、热等多物理场信息，实现设备隐患的全息识别。

关键信息

技术难点与突破

• 配网侧：新型并网主体接入具有非线性、多时标、离散连续混合等强随机特性，主动感知技术需应对这些复杂性。
• 设备本体侧：多物理场成像技术通过融合不同物理场信息，实现对设备隐患的非接触式识别，提升检测效率与准确性。
• 用户侧：触电风险具有动态性与瞬时性，需通过知识驱动的方法实现对人员行为的智能解译与风险辨识。
• 跨域协同：智能终端需具备自主可控、软件定义能力，支持边-边、边-云协同，实现多业务场景下的灵活部署。

技术应用与成果

• 多物理场融合成像：通过声光热等多源数据采集，结合深度学习模型（如CNN、LSTM）实现设备缺陷的智能识别。
• 平面化安全行为解译：利用图卷积神经网络（GCN）和双流卷积网络进行涉电行为识别，实现触电风险的精细化判别。
• 立体化安全距离检测：采用双目立体匹配与场景元素识别技术，实现作业人员与电力设备之间安全距离的智能测量。
• 跨域业务语义解析：通过统一物模型与多业务场景的注册、会话、注销机制，实现配用电业务的自动化处理。

政策与行业背景

• 政策滞后：当前适应终端能源电力转型发展的配套机制与政策相对滞后，需加快规划与管理模式调整。
• 市场化机制不完善：电力市场化机制尚不健全，影响分布式资源与柔性负荷的有序接入。
• 国家能源局指导：发布《电力安全生产行动计划（2018-2020年）》，推动新型并网主体涉网安全研究与多主体安全共治。

未来展望

1. 构建大安全分析格局：电力安全问题涉及多种风险主体，需从整体角度进行综合分析，避免业务场景割裂导致的误判。
2. 发展跨模态感知手段：融合不同数据源和特征，实现电力安全风险的综合研判。
3. 推进人机混合增强智能：在高危险的电力工业中，智能识别技术应作为辅助手段，结合人类经验提升风险管控能力。

结语

新型并网主体的接入对配用电系统提出了前所未有的安全挑战。通过主动感知、多物理场成像、跨域业务语义解析及智能终端研发等关键技术，可以有效提升配用电系统的安全性与稳定性。未来需进一步推动政策完善、技术融合与人机协同，构建全方位、智能化的安全管控体系，保障新型电力系统的安全运行。