配電網建設改造進入深化階段 配電自動化設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。南網占據(jù)前四。
按照《配電網規(guī)劃設計技術導則》(Q/GDW1738-2012)中關于供電區(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開發(fā)區(qū),供電可靠性H標為國際領先水平(停電時間5分鐘)。
網架結構:高壓網采用鏈式結構,中壓網采用三雙、雙環(huán)結構;設備配置: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,具備網絡重構和自愈能力;
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)。
網架結構;高壓網主要采用鏈式結構,中壓網采用雙環(huán)、單環(huán)結構;設備配置: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、智能分布式建設模式,具備網絡重構和自愈能力;
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)。
網架結構:高壓網主要采用鏈式、環(huán)網結構,中壓網采用單環(huán)結構;
設備配置: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、智能分布式建設模式;通信配置:光纖與無線公網相結合的通信方式;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),電網建設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。
網架結構:高壓網主要采用鏈式、環(huán)網結構,中壓網采用單環(huán)結構;設備配置: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、就地型重合器建設模式;通信配置:光纖與無線公網相結合的通信方式;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)與農村, 電網建設目標主要為滿足負荷增長需求,采用小城鎮(zhèn)與新農村典型供電模式。
網架結構:高壓網主要采用環(huán)網、輻射結構,中壓網采用單環(huán)、輻射結構;
設備配置: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),主要為偏遠農牧區(qū),電網建設目標主要滿足基本用電需求。
網架結構:高壓網主要采用輻射結構,中壓網采用輻射結構;設備配置: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 化建設模式。
其實,不論是國家電網經營區(qū)域內,還是南方電網經營區(qū)域內的供電可靠性都與其所在地區(qū)的配電網建設情況息息相關。
隨著我國經濟的不斷發(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,核電和風電發(fā)電量保持較快增長;各類型發(fā)電設備利用小時同比均有不同程度提高,風電和火電設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,國家對配電網建設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《關于加快配電網建設改造的指導意見》與《配電網建設改造行動計劃(2015~2020年)》(簡稱《行動計劃》)。
通過實施配電網建設改造行動計劃,有效加大配電網資金投入。2015-2020年,配電網建設改造投資不低于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。預計到2020年,高壓配電網變電容量達到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,中壓公用配變容量達到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”建設有著密不可分的關聯(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。
隨著智能電網的興起,配電自動化的功能與技術內容都隨之出現(xiàn)革命性的變化,從通過自動化開關設備相互配合實現(xiàn)故障脫離和健全區(qū)域恢復供電,不需要建設通信網絡和主站計算機系統(tǒng)的饋線自動化系統(tǒng)(FA)到基于通信網絡、饋線終端單元和后臺計算機網絡的實時應用系統(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以及需求側負荷管理相結合的配電管理系統(tǒng)(DMS),可以覆蓋了配網調度、運行、生產的全過程,能夠支持客戶服務,實現(xiàn)配用電綜合的綜合應用。
經過30 多年的發(fā)展,配電自動化技術日趨成熟,作為智能電網建設的一個主要內容,受到了業(yè)界的廣泛關注并在世界范圍內獲得了的應用。但總體來看,與輸電網相比,配電網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),除了能夠靈活調整線路的運行方式,提高配電網負載率外,還甚至能夠監(jiān)視電能質量,通過記錄瞬時故障產生的零序電流監(jiān)測配電線對地絕緣狀態(tài)。
國家電網公司與南方電網公司也都十分重視DA 建設工作。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)配電網可觀可控,2035年,全面建成世界一流現(xiàn)代化配電網。
這些對相關設備企業(yè)即是機遇也是挑戰(zhàn)。為貫徹落實國家配電網建設改造的相關要求,把握好配電網發(fā)展建設的契機,進一步精簡和優(yōu)化配電設備種類,提升標準化、智能化水平,提高配電網工程質量和配網運維管理效率,國家電網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計和檢測規(guī)范》,一體化變臺和配電設備一二次融合對相關設備制造企業(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。
近三年國網配電終端招標數(shù)量
配電終端用于配電設備的運行數(shù)據(jù)的采集、調制和控制。不同的配電設備對終端的功能要求、運行環(huán)境與安裝結構也有所不同。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上半年的配網自動化設備(配電線路故障指示器和配電終端)招標規(guī)模達12.5億元,其中配網終端招標規(guī)模8.5億元,占配電自動化設備總額的68%。
配網終端未來三年規(guī)模將超過80過億,主站系統(tǒng)超過90億元。2017年兩次的終端設備招標規(guī)模,預計將超過16億元,未來三配電自動終端設備市場規(guī)模將超過80億元,按照金智科技的市場份額,未來終端設備營業(yè)收入將大幅增長。
展望配電自動化技術的發(fā)展,一個重要的內容是滿足有源配電網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,以提高控制響應速度,如將其用于饋線故障隔離與網絡重構,把供電恢復時間縮短至1s 以內。
目前,配電自動化終端產品較為成熟,已經得到規(guī)?;a和應用,現(xiàn)在的技術研究大都朝著智能化方向發(fā)展,通過擴展終端功能,使其能滿足配電網優(yōu)化配置、配電網自愈、配電網重構等高級應用的需要。近一段時間,不斷有網友向我咨詢有關于智能配電、饋線自動化等的相關信息,并明確表示其所在單位都在進行著與配電自動化相關的技術研發(fā)與產品革新。相信在不久的未來,配電市場將隨著配電網建設改造的不斷深入,產品應用的不斷普及而帶來更加廣闊的市場。

責任編輯:仁德財