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雄安新區電網建設展望

發表時間:2020-07-08 11:23

設立雄安新區,是黨中央作出的重大曆史性戰略選擇,是深入推進京津冀協同發展的重大決策部署。國家電網公司研究提出將雄安新區電網打造成為“綠色低碳、智慧高效、友好便捷、堅強可靠”的國際一流綠色智能電網的發展目標,使雄安新區電網成為大型城市電網示範的旗幟、智慧城市配用電係統的標杆、供電服務優質普惠的典範、能源消費清潔高效的品牌,主要指標達到世界領先水平。


目前,傳統配電網存在的問題主要包括三個方麵:


一是可靠性指標較低,不滿足雄安新區起步區供電可靠性達到6個9(99.9999%)的要求。傳統配電網網架結構薄弱、自動化水平低、設備技術性能落後、停電檢修時間長,供電可靠性指標與世界先進水平仍有較大差距。


二是線損較大,不符合綠色低碳發展目標。受管理水平、技術水平以及設備性能落後等因素影響,傳統配電網線損率指標仍然較高。


三是運行模式為單向供需模式,不符合智能電網發展趨勢。傳統配電網基本是以供方主導、單向輻射狀供電為主,它與輸電網、用戶之間是自上而下的單向供需關係。隨著可再生能源和分布式能源的不斷滲透,以分布式可再生能源和微電網為重點的多元電力供應係統將逐漸改變傳統配電網的形態,配電網與輸電網、用戶之間形成雙向、互動的供需關係。傳統配電網無論網架結構還是自動化水平都不能滿足多電源、雙向潮流、環網供電的特征。


一、堅強網架結構


根據雄安新區發展需要和可靠性要求,確定協調發展、安全堅強的網架目標,需選用可靠性高、技術成熟的網架結構,通過對比國際先進配電網網架結構,考慮新區特點,兼顧經濟效益分析、電網經濟性和可靠性,可選擇新加坡“梅花”狀網架結構。


500千伏電網形成雙環網,220千伏電網形成相對獨立的供電分區,區內成環,區間相互支援,符合N—2原則。10千伏配電網參考新加坡以變電站為中心的花瓣形接線,即同一個雙電源變壓器並聯運行的變電站每兩回饋線構成環網,閉環運行。不同變電站的花瓣間設置備用聯絡(1~3個),開環運行,兩個環網之間的聯絡處為最重要的負荷所在,每個花瓣狀配電網的負載率控製在不超過50%,充分考慮N—1原則,重要用戶實現N—2原則。為了滿足運行需求,線路站點上都配置斷路器和光纖縱差保護,當線路任一段發生故障時,其兩端站點的光纖縱差保護動作瞬時切開故障區域,非故障區域不受影響。該網架結構特點是合環運行,依靠全站點配置斷路器和光纖縱差保障電網安全穩定運行,供電可靠性非常高,但線路較長、投資較大,對於雄安新區要求供電可靠性高的地區可以應用。


二、智能配電係統


隨著大量分布式電源、多元負荷並網將使配電係統發生根本性變化,配電網將從單純的電力分配網絡,向服務終端能源消費的能源信息一體化綜合基礎設施擴展。各類分散的智能終端、新能源設備、用電設備逐漸接入配電係統,形成能源、信息、業務雙向流動網絡,配電網從電網本體拓展到包含能源轉化和利用的智能係統,配電網的結構形態、設備形態、運行形態、運維模式都麵臨一係列技術創新需求。


為適應配電網功能發生深刻變化,積極開展智能配電係統應用研究,實現配電自動化係統測量數字化,利用先進的傳感技術進行數字化測量,為實現信息化打下基礎;控製網絡化,對配網各種設備、分布式電源實現基於網絡的控製和管理;狀態可視化,使設備狀態和電網運行狀態可觀測;功能和結構一體化,優化配網設備功能,實現設備與係統有機結合;信息互動化,信息網絡與物理係統高度融合,現實調度、設備運管及用戶之間的互動。


一是堅持“可靠性、安全性、先進性”原則,建設智能配電自動化係統,實現配電網智能故障處理、智能自愈,支撐各層級數據縱、橫向貫通以及分層應用,支撐配電網狀態感知、數據融合、智能決策。


二是建設統一雲平台,利用雲存儲、雲計算、大數據等技術,實現配電網全業務數據的可視化展示、在線分析和輔助管理,實現風險預警和薄弱點透視,支撐配電網狀態感知、數據融合、智能決策,為配電網精益管理和精準投資奠定基礎。


三是建設源—網—荷協調控製係統,主動應對雄安新區分布式電源、多元負荷快速廣泛應用所帶來的係統運行複雜性,實現網—源—荷—儲協調控製,提升電網運行的自動控製水平,保障電網整體安全、可靠、優質、經濟運行。


三、智能配電裝備


圍繞在雄安新區建設智能、高效、可靠、綠色電網的要求,按照“成熟可靠、技術先進、節能環保”的原則,優先選擇技術成熟、質量可靠的設備,加強智能裝備研究及應用。


一是落實資產全壽命周期成本理念。優先選用國內外知名企業技術成熟、質量可靠的設備,確保主要一、二次設備全壽命周期內不改造。注重設備節能降耗、兼顧環境協調,采用技術成熟、免(少)維護、低損耗、具備可擴展功能的設備。設備選型一步到位,設備選型和配置利於設備狀態檢修和不停電作業。


二是加強智能裝備研究及應用。在經試點驗證技術成熟、設備可靠的基礎上,在雄安新區積極開展新技術、新材料、新設備的應用,提升設備本體智能化水平,推行功能一體化、設備模塊化、接口標準化。智能配電裝備主要包括變電站、開閉所、線路、配電台區等環節的各類智能終端、智能配電開關、智能變壓器等。


智能配電裝備集常規的數據采集、控製和保護等多功能為一體,並采用狀態傳感器、電子互感器,具有狀態感知和信息傳輸的功能,為配電設備優化檢修、配電運行控製等提供決策支持。


智能配電裝備應滿足一體化設計原則,具有一、二次融合、性能可靠、功能模塊化、接口標準化等特點,主要技術包括智能配電開關一、二次融合技術、自適應符合的配電變壓器技術、智能配電台區技術、即插即用的智能配電終端技術等。


四、智能運維技術


積極推動雄安電網差異化狀態檢修和帶電作業,在各個變電站之間采用高速寬帶通信係統,利用智能監控設備進行自適應控製,減少電能質量問題,提高供電可靠性。


一是提高綜合管廊和電纜管廊運維水平。利用電纜感溫光纖和測溫接頭、隧道環境監測裝置、變電站在線監測裝置、隧道無線通信係統等,在綜合管廊和電纜管廊建設電纜及隧道狀態監測係統,完善設備狀態檢測體係,實現隧道環境狀態和電纜運行工況的實時監測、動態評估和災害預警。


二是應用小型化導航智能巡檢機器人和無人機巡檢技術,建立具備巡檢設備自動定位和跟蹤、巡檢的全過程數字化記錄、在線智能診斷缺陷等功能的智能巡檢係統,對輸變電設備進行無人化巡檢。


三是加強帶電作業技術推廣和應用,實現“能帶電,不停電”檢修作業,提高供電可靠性指標。


雄安新區是綠色智慧新城、創新開放高地,電網建設需充分考慮“互聯網+”技術與能源產業深度融合,微電網和綜合能源供應等新課題,實現網架再優化、裝備再升級、功能再提升,吸收最領先的理念、應用最先進的技術,為雄安新區提供智能、高效、可靠、綠色的電力保障。


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