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

王波武汉大学2024年6月1日 研究背景及关键问题 配网侧安全一主动感知 目录 设备本体安全一多物理场成像 CONTENT 四用户侧安全风险一平面立体全息 五 结语 配电系统的新形态 配电网由电能配送网络演化为分布式资源高渗透接入、柔性负荷参与互动的新型局域电力系统 武汉大学分布式资源及柔性负荷接入带来的安全问题，一一以分布式光伏反送电为例"CnWUHAN UNIVERSITY 分布式资源及柔性负荷接入带来的安全问题一一以分布式光伏反送电为例 网侧涉网安全问题一一调峰压力大 为保证分布式光伏的全额消纳 2022年正月午间负荷低谷时段，集中式新能源和10干伏及以上光伏全部停运调峰、火电机组深度调峰，才基本满足电力平衡需求。 武汉大学分布式资源及柔性负荷接入带来的安全问题-一以分布式光伏反送电为例onWUHAN UNIVERSITY 分布式资源及柔性负荷接入带来的安全问题一一以分布式光伏反送电为例 武汉大学WUHANUNIVERSITY 设备电压双向越限 《光伏发电系统接入配网技术规定》（GB/T29319-2012) 分布式资源及柔性负荷接入带来的安全问题一一以分布式光伏反送电为例 涉网保护 工频耐压 相关试验未严格开展，部分设备“带病接网 居民触电安全事故统计：据国家统计局数据显示我国因触电而造成的死亡人数年均超过8000人。 分布式资源及柔性负荷安全管控的指导意见 如何适应“源网荷储”协调互动的新型电力系统多主体，多诱因下的生产安全？ 国家能源局文件 组织开展电化学储能虚拟电厂、分布式光伏等新型并网主体涉网安全研究，加强“源网荷储”安全共治，推进非常规电力系统安全风险管控重点任务落实 国化发表全【2018】35号 国家能源局关于印发《电力安全生产行动计划（2018-2020年））的通知 经信委（二作委）会国电力安全生广费员会#成员单价： 不新关外全国电力发全产水平，保际务力来航安全建实路行和地为可新保医，依委中华人限共和民安全生产法）（中华人民共衣序定等文 新型并网主体接入带来的安全问题一一难点在哪？ 分布式资源及柔性负荷的接入地点随机、接入时间不确定 分布式资源及柔性负荷等都是网外资源，具有强随机不可控性 网外资源设备数据获取困难、跨域调控 新型并网主体都是跨域“网外设备”自前安全管控技术手段够吗？如何无感主动式安全管控？ 研究背景及关键问题 配网侧安全一主动感知 目录 设备本体安全一多物理场成像 ONTENT 四用户侧安全风险一平面立体全息 五 结语 新型并网主体能否像电子设备上网一样即插即用？ 关键技术2-新型并网主体协议互译技术（自注册） 随机并网主体协议怎么最小调试量的转换（互译）？并网主体如何边-端注册、登记传输、校验（自注册）？ 随机新型并网主体即插即用 从信息流角度出发，智能解析异构碎片化的数据模型，并提取自描述注册序列是较为合适路线 目标：实现配电网中海量随机新型并网主体的可观，保障系统“接得住” 难点：不固定的模型协议怎么解析注册序列怎么一致性校验？ 注册报文包括：终端ID、文件版本号、文件修改版本号、文件特征码以及终端IP。 发起注册井登录 智能融合终端与注册设备之间建立注册通道，注册设备作为客户端，智能融合终端作为服务端。 建立注册通道 配置链接通道后，智能融合终端向注册设备主动召唤模型文件，并通过HPLC、微功率无线等通道下装至注册设备。 链接传输报文 →进行文件格式及内容校验，通过则自动加载并复位链路失败则记录失败原因，待延时重新发起注册连接，对已注册设备进行一致性校验，不一致则等待配置确认，一致则注册过程完成，完成终端接入。 并网设备自注册过程及轻量化互译技术路线 关键技术3-配用电跨域业务语义解析技术 配电域和用电域的具体业务源-网一荷一储多场克业务如何自动化生成？ 从信息物理融合角度出发，“真正”梳理配用电业务场景步聚流程和业务资源，理解业务流程的数据语义，交又应用数字化技术是较为合适路线 目标：实现配电网中多业务主体的协同可控，保障系统“管得好” 难点：业务流程如何通用化语义理解？业务流程如何贯通？ 关键技术4-配用电端-边/边-边协同技术及智能终端 从云-边协同如何分层分群边-边/边-边？如何研发自主可控具备软件定义能力的智能终端？ 从终端智能化芯片化角度出发，软硬件资源协同挖掘，业务功能IP核化，是较为合适路线 目标：实现配用电跨域的资源共享和业务功能灵活部署，保障系统“管得好” 难点：边边如何互连互通？如何真正自主国产？ 研究背景及关键问题 配网侧安全一主动感知 目录 设备本体安全一多物理场成像 ONTENT 四用户侧安全风险一平面立体全息 五 结语 新型并网主体本体能否非接触式进行不可见安全隐患辨识？ 安全风险发生时： 视觉方式检 测效果有限 关键技术1--高性能传感技术 关键技术2一单模态物理场表征技术 单模态表征指根据不同模态数据的数据特征和电力场景特殊性，将单模态数据以向量形式表征，从而反映相应电力场景信息的过程。 》浮点数据、二进制数据：可直接使用机器学习算法对相应场景进行处理；时间序列：LSTM：1DCNN；图像/视频：CNN;>文本：LSTM;1DCNN等；》音频：LSTM；1DCNN等。 深度神经网络具有多层结构，每个连续的层以更抽象的方式表示数据，故可选择合适的神经网络层作为相应的数据表征！ 关键技术2一单模态物理场成像表征技术 通过测量声波到达不同麦克风的相位差，可以获得声波入射方向。为更为直观的展示定位结果，采用坐标映射的方法将俯仰角、方位角坐标转化为笛卡尔坐标，以更好的投影到可见光图像中 关键技术3一多物理场融合成像技术 研究背景及关键问题 配网侧安全一主动感知 目录 设备本体安全一多物理场成像 ONTENT 四用户侧安全风险一平面立体全息 五 结语 用户侧涉电公共安全风险特征分析 涉电公共安全行为是涉及人员、防护工具、设备机械和环境等多元交互融合的复杂动态过程，风险通常蕴藏在人员与电力设备、工具和场景等的动态交互关系中，导致触电风险呈现出多元化特征 1）违章动态性一人员主观行为的动态连贯性 （2）场景依存性一部分违章风险与场景强相关 （3）风险瞬时性一触电风险都是在瞬时发生的 4）距离强相关一触电风险与安全距离强相关 （5）风险隐蔽性一触电风险不可见且表征困难 用户侧涉电公共安全风险防控-技术路线 关键技术1--用户侧涉电人员平面化安全行为解译技术 安全过程触电风险特点： 实现动态安全过程中触电风险的精细化判别及智慧化解译--认知 关键技术1--用户侧涉电人员平面化安全行为解译技术 基于知识驱动的用户侧涉电人员触电风险解译一一平面 效果案例 基于知识驱动的用户侧涉电公共安全风险解译一一平面 效果案例 基于知识驱动的用户侧安全风险隐患智能辨识一-平面 关键技术2--用户侧涉电公共安全距离智能测量技术 基于双目立体匹配和场景元素识别的涉电安全距离检测-立体 研究背景及关键问题 配网侧安全一主动感知 目录 设备本体安全一多物理场成像 ONTENT 四用户侧安全风险一平面立体全息 五 结语 结语 设备风险 人身风险 网络风险 电网风险 电力系统动态稳定机理发生变化；>大规模分布式电源接入风险：>受极端天气影响. 海上风电的海底电缆、风机等；沙戈荒大型风光电基地的大规模、海量设备风险.. 网络暴露面增大：网络安全边界防护不足，存在失泄密风险.… 屋顶光伏，家家都是“发电厂存在反送电风险；》海上作业风险 技术层面 其他重大社会影响 职业健康风险 涉电公共安全风险 》沙戈荒、海上等恶劣工作条件：》电化学储能产生的有害气体. 风光发电设备质量良不齐；充电桩使用不当引发火灾. 》停电引发的舆情；》政策宣讲不充分引发的舆情... 新型并网主体涉网安全波及配微网风险、涉电公共安全风险、人身风险，需要系统性安全共治。 请各位专家批评指正！ 电话：15972976215邮箱：whwdwb@whu.edu.cn