配電網(wǎng)建設(shè)改造進入深化階段 配電自動化設(shè)備成為提高供電可靠性的必要條件
今年8月份,國家能源局發(fā)布了一份名為《2018年上半年全國主要城市用戶供電可靠性指標》的報告。報告中提及,2018年上半年,全國52個主要城市供電企業(yè)用戶供電可靠性繼續(xù)保持較高水平,未發(fā)生大面積停電事故和重大社會影響的停電事件,為優(yōu)化營商環(huán)境、滿足人民生活水平提高和社會經(jīng)濟發(fā)展提供了堅強的電力保障。2018年上半年,全國52個主要城市供電企業(yè)平均供電可靠率為99.918%.同比上升0.021個百分點。其中,城市范圍平均供電可靠率為99.971%,農(nóng)村范圍平均供電可靠率為99.886%。
用戶平均停電時間最短的三個城市分別為佛山(0.54小時/戶)、東莞(0.59小時/戶)、深圳(0.72小時/戶)。供電可靠性排名前十的城市分別為佛山、東莞、深圳、廣州、廈門、上海、北京、南京、烏魯木齊、揚州。南網(wǎng)占據(jù)前四。
按照《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則》(Q/GDW1738-2012)中關(guān)于供電區(qū)域劃分標準的要求,我國的供電區(qū)域劃分為A+、A、B、C、D、E六個等級。
A+類供電區(qū)域
區(qū)域特征: 負荷密集(30MW/kmF以上),主要為直轄市與東部重點城市的市中心區(qū)、對可靠性有特殊要求的國家級高新技術(shù)開發(fā)區(qū),供電可靠性H標為國際領(lǐng)先水平(停電時間5分鐘)。
網(wǎng)架結(jié)構(gòu):高壓網(wǎng)采用鏈式結(jié)構(gòu),中壓網(wǎng)采用三雙、雙環(huán)結(jié)構(gòu);設(shè)備配置:變壓器采用大容量或中容量,中壓線路采用電纜;自動化配置:采用集中式、智能分布式模式,具備網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和自愈能力;
通信配置:光纖通信方式;
用電信息采集系統(tǒng):實現(xiàn)“全覆蓋、全采集”;分布式電源接納能力:完全消納。
A類供電區(qū)域
區(qū)域特征:負荷較為密集(15~30MW/km?) ,主要為直轄市的市區(qū)、中西部重點城市的市中心區(qū)、國家級高新技術(shù)開發(fā)區(qū),供電可靠性目標為國際先進水平(停電時間52分鐘)。
網(wǎng)架結(jié)構(gòu);高壓網(wǎng)主要采用鏈式結(jié)構(gòu),中壓網(wǎng)采用雙環(huán)、單環(huán)結(jié)構(gòu);設(shè)備配置:變壓器采用大容量或中容量,中壓線路采用電纜型式;自動化配置:采用集中式、智能分布式建設(shè)模式,具備網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和自愈能力;
通信配置:光纖通信方式;
用電信息采集系統(tǒng):實現(xiàn)“全覆蓋、全采集”;分布式電源接納能力:完全消納。
B類供電區(qū)域
區(qū)域特征:負荷集中(6~ 15MW/km?),主要為地級市的市中心區(qū)、重點城市的市區(qū)、省級高新技術(shù)開發(fā)區(qū),供電可靠性目標為國際平均水平(停電時間3小時)。
網(wǎng)架結(jié)構(gòu):高壓網(wǎng)主要采用鏈式、環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu),中壓網(wǎng)采用單環(huán)結(jié)構(gòu);
設(shè)備配置:變壓器采用大容量或中容量,中壓線路采用架空型式;自動化配置:采用集中式、智能分布式建設(shè)模式;通信配置:光纖與無線公網(wǎng)相結(jié)合的通信方式;用電信息采集系統(tǒng):實現(xiàn)“全覆蓋、全采集”,分布式電源接納能力:完全消納。
C類供電區(qū)域
區(qū)域特征:負荷較為集中(1~6MW/km),主要為地級市的市區(qū)、較為發(fā)達的城鎮(zhèn),電網(wǎng)建設(shè)目標主要為滿足城鎮(zhèn)化發(fā)展需求,采用小城鎮(zhèn)典型供電模式。
網(wǎng)架結(jié)構(gòu):高壓網(wǎng)主要采用鏈式、環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu),中壓網(wǎng)采用單環(huán)結(jié)構(gòu);設(shè)備配置:變壓器采用中容量或小容量,中壓線路采用架空型式;自動化配置:采用集中式、就地型重合器建設(shè)模式;通信配置:光纖與無線公網(wǎng)相結(jié)合的通信方式;用電信息采集系統(tǒng):實現(xiàn)“全覆蓋、全采集”;分布式電源接納能力:基本消納。
D類供電區(qū)域
區(qū)域特征:負荷較為分散(0. 1~-1MW/kam7),主要為一一般城鎮(zhèn)與農(nóng)村, 電網(wǎng)建設(shè)目標主要為滿足負荷增長需求,采用小城鎮(zhèn)與新農(nóng)村典型供電模式。
網(wǎng)架結(jié)構(gòu):高壓網(wǎng)主要采用環(huán)網(wǎng)、輻射結(jié)構(gòu),中壓網(wǎng)采用單環(huán)、輻射結(jié)構(gòu);
設(shè)備配置:變壓器采用小容量,中壓線路采用架空型式:自動化配置:采用故障指示器建設(shè)模式;
用電信息采集系統(tǒng):實現(xiàn)“全覆蓋、全采集”;分布式電源接納能力:部分消納。
E類供電區(qū)域
區(qū)域特征:負荷極度分散(0. 1MW/km?以下),主要為偏遠農(nóng)牧區(qū),電網(wǎng)建設(shè)目標主要滿足基本用電需求。
網(wǎng)架結(jié)構(gòu):高壓網(wǎng)主要采用輻射結(jié)構(gòu),中壓網(wǎng)采用輻射結(jié)構(gòu);設(shè)備配置:變壓器采用小容量,中壓線路采用架空型式;自動化配置:自動化采用故障指示器建設(shè)模式; 用電信息采集系統(tǒng):實現(xiàn)“全覆蓋、全采集”;分布式電源接納能力:部分消納。
低電壓問題突出的偏遠地區(qū):可采用35kV配電 化建設(shè)模式。
其實,不論是國家電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)域內(nèi),還是南方電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)域內(nèi)的供電可靠性都與其所在地區(qū)的配電網(wǎng)建設(shè)情況息息相關(guān)。
隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展,用電量也在不斷增加。據(jù)國家統(tǒng)計局統(tǒng)計結(jié)果顯示,1-8月份,全社會用電量增速保持快速增長,全國全社會用電量45296億千瓦時,同比增長9.0%,增速比上年同期提高2.1個百分點,各產(chǎn)業(yè)用電量均實現(xiàn)較快增長;8月份制造業(yè)日均用電量超過100億千瓦時,創(chuàng)歷史新高;四大高載能行業(yè)用電均實現(xiàn)正增長,合計用電增速低于制造業(yè);發(fā)電裝機容量增速繼續(xù)放緩,核電和風(fēng)電發(fā)電量保持較快增長;各類型發(fā)電設(shè)備利用小時同比均有不同程度提高,風(fēng)電和火電設(shè)備利用小時提高較多;全國跨區(qū)、跨省送出電量同比增長;全國基建新增煤電裝機容量同比減少,新增非化石能源發(fā)電裝機占比同比提高。
然而,迅速增長的負荷與供電區(qū)域內(nèi)的供電可靠性卻成了突出的矛盾,這些矛盾就主要體現(xiàn)在了市區(qū)陳舊的配電設(shè)施,輸電線路老化等主要矛盾點上。為了解決存在的矛盾問題,對現(xiàn)有的架空線路進行電纜入地改造,對現(xiàn)有的配電設(shè)施性能進行更新提升,改善輸配電線路供電可靠性。2015年以來,國家對配電網(wǎng)建設(shè)改造工作做出了一系列安排部署——國家發(fā)展改革委、國家能源局先后發(fā)布《關(guān)于加快配電網(wǎng)建設(shè)改造的指導(dǎo)意見》與《配電網(wǎng)建設(shè)改造行動計劃(2015~2020年)》(簡稱《行動計劃》)。
通過實施配電網(wǎng)建設(shè)改造行動計劃,有效加大配電網(wǎng)資金投入。2015-2020年,配電網(wǎng)建設(shè)改造投資不低于2萬億元,其中2015年投資不低于3000億元,“十三五”期間累計投資不低于1.7萬億元。預(yù)計到2020年,高壓配電網(wǎng)變電容量達到21億千伏安、線路長度達到101萬公里,分別是2014年的1.5倍、1.4倍,中壓公用配變?nèi)萘窟_到11.5億千伏安、線路長度達到404萬公里,分別是2014年的1.4倍、1.3倍。到2020年,供電可靠率達到99.99%。
想要達到這一目標,僅僅靠我們的電網(wǎng)工人日夜不休的去巡檢、去排查故障,是遠遠不夠的。這個時候“配電自動化”就成為了提升供電可靠性的一種必要手段,而這一手段同時也與我國正在進行的“堅強智能電網(wǎng)”建設(shè)有著密不可分的關(guān)聯(lián)。
配電自動化的優(yōu)越性是不言而喻的,它具備著投資少、見效快等諸多優(yōu)勢。
隨著智能電網(wǎng)的興起,配電自動化的功能與技術(shù)內(nèi)容都隨之出現(xiàn)革命性的變化,從通過自動化開關(guān)設(shè)備相互配合實現(xiàn)故障脫離和健全區(qū)域恢復(fù)供電,不需要建設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)和主站計算機系統(tǒng)的饋線自動化系統(tǒng)(FA)到基于通信網(wǎng)絡(luò)、饋線終端單元和后臺計算機網(wǎng)絡(luò)的實時應(yīng)用系統(tǒng),兼?zhèn)湔咔闆r下的運行狀況監(jiān)視及故障實時處理功能的配電自動化系統(tǒng)(DAS),逐步演變成為與配電GIS/OMS/TCM/WMS以及需求側(cè)負荷管理相結(jié)合的配電管理系統(tǒng)(DMS),可以覆蓋了配網(wǎng)調(diào)度、運行、生產(chǎn)的全過程,能夠支持客戶服務(wù),實現(xiàn)配用電綜合的綜合應(yīng)用。
經(jīng)過30 多年的發(fā)展,配電自動化技術(shù)日趨成熟,作為智能電網(wǎng)建設(shè)的一個主要內(nèi)容,受到了業(yè)界的廣泛關(guān)注并在世界范圍內(nèi)獲得了的應(yīng)用。但總體來看,與輸電網(wǎng)相比,配電網(wǎng)自動化水平還是比較低的,饋線自動化率還比較小,還有很大的發(fā)展空間。隨著對供電可靠性要求的不斷提高以及分布式電源的大量接入,建設(shè)配電自動化系統(tǒng)勢在必行,配電自動化被認為是一個主要的電力投資熱點。
東亞的一些國家與地區(qū)在配電自動化應(yīng)用方面是走在世界前列的。中國香港中華電力公司、新加坡與日本的配電網(wǎng)實現(xiàn)了全面的自動化,如日本東京電力的新DA 系統(tǒng),除了能夠靈活調(diào)整線路的運行方式,提高配電網(wǎng)負載率外,還甚至能夠監(jiān)視電能質(zhì)量,通過記錄瞬時故障產(chǎn)生的零序電流監(jiān)測配電線對地絕緣狀態(tài)。
國家電網(wǎng)公司與南方電網(wǎng)公司也都十分重視DA 建設(shè)工作。截至2017年年底,配電自動化線路覆蓋率達到35%,2018年計劃達到60%,到2020年,配電自動化系統(tǒng)覆蓋率達到90%以上,實現(xiàn)配電網(wǎng)可觀可控,2035年,全面建成世界一流現(xiàn)代化配電網(wǎng)。
這些對相關(guān)設(shè)備企業(yè)即是機遇也是挑戰(zhàn)。為貫徹落實國家配電網(wǎng)建設(shè)改造的相關(guān)要求,把握好配電網(wǎng)發(fā)展建設(shè)的契機,進一步精簡和優(yōu)化配電設(shè)備種類,提升標準化、智能化水平,提高配電網(wǎng)工程質(zhì)量和配網(wǎng)運維管理效率,國家電網(wǎng)公司運維檢修部組織編寫了《10kV一體化變臺和配電一二次成套裝置典型設(shè)計和檢測規(guī)范》,一體化變臺和配電設(shè)備一二次融合對相關(guān)設(shè)備制造企業(yè)是一次新的挑戰(zhàn)。
配電終端在2016年及以前采取的年初集中招標,之后采用按照項目分別招標的模式。
近三年國網(wǎng)配電終端招標數(shù)量
配電終端用于配電設(shè)備的運行數(shù)據(jù)的采集、調(diào)制和控制。不同的配電設(shè)備對終端的功能要求、運行環(huán)境與安裝結(jié)構(gòu)也有所不同。根據(jù)《配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范》,配電終端可分為站所終端DTU、饋線終端FTU、配電變壓器終端TTU和故障指示器四大類。
2017上半年的配網(wǎng)自動化設(shè)備(配電線路故障指示器和配電終端)招標規(guī)模達12.5億元,其中配網(wǎng)終端招標規(guī)模8.5億元,占配電自動化設(shè)備總額的68%。
配網(wǎng)終端未來三年規(guī)模將超過80過億,主站系統(tǒng)超過90億元。2017年兩次的終端設(shè)備招標規(guī)模,預(yù)計將超過16億元,未來三配電自動終端設(shè)備市場規(guī)模將超過80億元,按照金智科技的市場份額,未來終端設(shè)備營業(yè)收入將大幅增長。
展望配電自動化技術(shù)的發(fā)展,一個重要的內(nèi)容是滿足有源配電網(wǎng)運行控制與管理的要求,實現(xiàn)分布式電源的有效集成;將更多應(yīng)用基于終端之間對等通信的分布式智能控制,以提高控制響應(yīng)速度,如將其用于饋線故障隔離與網(wǎng)絡(luò)重構(gòu),把供電恢復(fù)時間縮短至1s 以內(nèi)。
目前,配電自動化終端產(chǎn)品較為成熟,已經(jīng)得到規(guī)模化生產(chǎn)和應(yīng)用,現(xiàn)在的技術(shù)研究大都朝著智能化方向發(fā)展,通過擴展終端功能,使其能滿足配電網(wǎng)優(yōu)化配置、配電網(wǎng)自愈、配電網(wǎng)重構(gòu)等高級應(yīng)用的需要。近一段時間,不斷有網(wǎng)友向我咨詢有關(guān)于智能配電、饋線自動化等的相關(guān)信息,并明確表示其所在單位都在進行著與配電自動化相關(guān)的技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)品革新。相信在不久的未來,配電市場將隨著配電網(wǎng)建設(shè)改造的不斷深入,產(chǎn)品應(yīng)用的不斷普及而帶來更加廣闊的市場。

責(zé)任編輯:仁德財
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