配電網(wǎng):電力轉(zhuǎn)型的關鍵和智能電網(wǎng)的關鍵環(huán)節(jié)
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- 發(fā)布時間:2021-01-11
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【概要描述】 能源是經(jīng)濟社會發(fā)展的基石。隨著新一代能源技術和新一代信息技術的快速發(fā)展和廣泛應用,能源發(fā)展面臨著重要轉(zhuǎn)型,新一輪能源革命應運而生,即在能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)實現(xiàn)清潔化,并逐步用清潔能源替代化石能源,大力推進煤炭清潔高效利用,著力發(fā)展非煤能源,形成煤、油、氣、核、新能源、可再生能源多輪驅(qū)動的能源供應體系。
能源革命的中心環(huán)節(jié)是電力,以電為中心的變革創(chuàng)新成了新一輪能源革命的關鍵。所有一次能源都可以轉(zhuǎn)化為電能,各種終端能源都可以用電能替代,未來能源系統(tǒng)的核心一定是電力系統(tǒng),而電力轉(zhuǎn)型的關鍵在建設新型的配電網(wǎng)。在新一輪能源革命的大背景下,配電網(wǎng)的功能定位正在發(fā)生深刻變化。除電力輸送、分配等傳統(tǒng)功能外,配電網(wǎng)還將是資源優(yōu)化配置的載體。
提供安全、可靠、高效、綠色、互動的電能服務是配電網(wǎng)的根本職責和目標。長期以來,我國配電網(wǎng)受管理、投資、歷史等原因的影響,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)相對薄弱,設備質(zhì)量較差,供電能力和可靠性不高。隨著國家新型城鎮(zhèn)化和新農(nóng)村建設、城鄉(xiāng)一體化加快推進,分布式電源、電動汽車快速發(fā)展,配電網(wǎng)呈現(xiàn)出多源、互聯(lián)、泛在特征,對供電安全性、可靠性、互動性和適應性提出了更高的要求。
配電網(wǎng)是智能電網(wǎng)的關鍵環(huán)節(jié)。不管國外還是國內(nèi),智能電網(wǎng)建設的重點都在配電網(wǎng)的智能化提升。提高供電可靠性和電能質(zhì)量問題,需要配電網(wǎng)進一步智能化;多種能源、電動汽車和充電站的接入,配電網(wǎng)需要具有更強的自愈能力、更高的安全性,并支持與用戶互動,電網(wǎng)需要從傳統(tǒng)的供方主導、單向供電、基本依賴人工管理的運營模式向用戶參與、潮流雙向流動、高度智能化的方向轉(zhuǎn)變。
配電網(wǎng)是能源綜合服務平臺。配網(wǎng)業(yè)務可以為綜合能源系統(tǒng)中能源的生產(chǎn)、傳輸和消費之間建立一種關聯(lián)。未來的城市配電網(wǎng)將逐步演變?yōu)榫C合能源服務系統(tǒng),具有系統(tǒng)性、廣泛性、包容性、開放性、互動性。分布式能源、儲能、電動汽車、微電網(wǎng)等,可以在較大范圍內(nèi)實現(xiàn)多能互補系統(tǒng)的集成優(yōu)化。配電網(wǎng)還可以實現(xiàn)天然氣與風能、太陽能、地熱能、生物質(zhì)能等能源的協(xié)同開發(fā)利用。
配電網(wǎng)是市場化交易的載體。配電網(wǎng)用戶側(cè)不僅可以有分布式能源、儲能、控制系統(tǒng)在內(nèi)的配(微)電網(wǎng),配電網(wǎng)還可以調(diào)節(jié)不同用戶之間的電量余缺和峰谷差。配電網(wǎng)將成為需求側(cè)配合供給側(cè),以更為有效地實現(xiàn)供需平衡、供需雙方互動的平臺,為分布式能源、工商業(yè)節(jié)能、居民節(jié)能、用能服務等不同用戶主體提供解決方案以及增值服務,滿足各種市場化交易需求。
加強配電網(wǎng)建設是建設全國堅強電網(wǎng)至關重要的一環(huán)。21世紀以來,隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展,我國配電網(wǎng)建設持續(xù)“加碼”。2015年,《配電網(wǎng)建設改造行動計劃(2015-2020年)》、《關于加快配電網(wǎng)建設改造的指導意見》相繼出臺,對推進配電自動化和智能用電信息采集系統(tǒng)建設,實現(xiàn)配電網(wǎng)可觀可控,滿足新能源、分布式電源及電動汽車等多元化負荷發(fā)展需求,推動智能電網(wǎng)建設與互聯(lián)網(wǎng)深度融合等內(nèi)容提出了明確的發(fā)展要求。
配電網(wǎng)建設改造的持續(xù)推進,其根本目的是為了更好地實現(xiàn)配電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟、可靠和高效供電。
近年來,通過城鄉(xiāng)配電網(wǎng)的智能化建設,我國供電能力切實得到增強,變(配)電容量、線路長度同比增幅顯著,供電能力總體充裕;供電質(zhì)量持續(xù)提高;電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨完善,在國家新型城鎮(zhèn)化試點區(qū)域組織開展了新型城鎮(zhèn)配網(wǎng)示范建設;裝備智能化程度顯著提升,推進配電自動化系統(tǒng)建設,加快安裝智能電表,實現(xiàn)用電信息自動采集;投資規(guī)模不斷加大,2016年配電網(wǎng)基建投資同比增長約30%;2017年,占電網(wǎng)總投資58%的110kV及以下電網(wǎng)投資同比增長35.6%。
《南方電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃(2013~2020年)》指出,將加強城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設,推廣建設智能電網(wǎng),到2020年城市配電網(wǎng)自動化覆蓋率達到80%;國家電網(wǎng)公司也提出,2017年將加快配電網(wǎng)建設改造。
為持續(xù)推進智能配電網(wǎng)建設,配電網(wǎng)建設改造進程仍有許多工作需要我們?nèi)ヒ?guī)劃、設計、倡導、貫徹、落實和實現(xiàn)。
首先,要合理地改善網(wǎng)架結(jié)構(gòu)接線方式,利用多區(qū)域分別連接的方式,也可以用環(huán)網(wǎng)方式。配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)決定了網(wǎng)絡運行的可靠性、靈活性。以北京為例,其高壓配電網(wǎng)以環(huán)網(wǎng)、放射狀運行(即“手拉手”網(wǎng)格結(jié)構(gòu))為主,然而其中壓配電網(wǎng)提升空間較大,電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相對薄弱,網(wǎng)絡接線模式復雜,難以形成標準化。
此外,國外先進水平10(20)kV城網(wǎng)架空線路絕緣化率高達80%以上,而國內(nèi)目前僅達到22.4%。中國電力科學院智能配電網(wǎng)首席專家馬釗曾指出,一線城市力爭構(gòu)建兼具可靠性和靈活性的網(wǎng)絡架構(gòu),全面實現(xiàn)雙側(cè)電源和環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu),加強中壓線路聯(lián)絡率,提高負荷轉(zhuǎn)供能力;對于其他城市、城鎮(zhèn),結(jié)合本地經(jīng)濟、負荷發(fā)展,首要解決高壓配網(wǎng)N-1能力不足問題、“單線單變”問題,逐步改善中壓配網(wǎng)分段不足和線路聯(lián)絡不足問題;鄉(xiāng)村地區(qū)首先改善供電半徑問題。
其次,繼續(xù)加大新技術的應用力度。引進集中化管理的配電系統(tǒng),可以利用先進的通信網(wǎng)絡,采用統(tǒng)一的平臺和模型,來實現(xiàn)包括監(jiān)視、控制、維護、能量管理(EMS)、配電管理(DMS)、市場運營(MOS)等和其他各類信息系統(tǒng)之間的綜合集成,最終實現(xiàn)電網(wǎng)信息的高度集成化。
同時,借助傳感技術、測量技術,對輸、配電設備的運行狀況進行實時的監(jiān)控和測量,然后把測得的數(shù)據(jù)進行及時有效的收集、整合、并進行數(shù)據(jù)分析,更好地實現(xiàn)了配電網(wǎng)安全、經(jīng)濟、可靠、高效的目標。
此外,應用高壓大功率電力電子器件和裝備,以及新型的高性能電極、儲能、電介質(zhì)和儲氫材料等的發(fā)明和使用;還有其他新材料,如納米復合材料、場(包括電場和磁場)控和溫控的非線性介質(zhì)材料、新型絕緣材料、絕緣體—金屬相變材料、新型鐵磁材料、用于高效低能耗的電力傳感器材料等。新材料和新技術的應用將簡化電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和控制,優(yōu)化電網(wǎng)的運行,并能對電源波動和電網(wǎng)故障作出響應。
馬釗認為,一線城市仍應著力提升中、低壓光纖及其他通信網(wǎng)絡的建設;其他地區(qū)應增強高、中壓通信基礎設施建設,并配合適度發(fā)展不同程度自動化設備水平。發(fā)展具有自適應功能的電力設備和保護設備,可以顯著降低電網(wǎng)對于傳感、通訊和數(shù)據(jù)處理的技術要求,這對于提高電網(wǎng)的安全可靠性和綜合效益是非常有益的。
再次,要合理分配電網(wǎng)資源。在電網(wǎng)資源分配的過程中,重點對待電網(wǎng)初期設計階段的電網(wǎng)資源分配工作,結(jié)合國家要求和工程要求,同時根據(jù)配電網(wǎng)工程具體情況,選擇合適的電線電纜;在配網(wǎng)設計的過程中,結(jié)合線路長短不同的情況,并根據(jù)不同的季節(jié)和時間段,將電量負荷預測工作落實到位;在對材料進行管理和使用時,要確保配電網(wǎng)運作系統(tǒng)的完整性,在高標準管理模式的幫助下,從整體上配置資源,嚴格控制資源的使用;全面落實行之有效的驗收把關管理措施,為供電可靠性筑起最后一道“防線”。
同時,全面系統(tǒng)地掌握現(xiàn)有配電網(wǎng)設備和網(wǎng)絡的健康水平以配電網(wǎng)資產(chǎn)的精益化高效管理為出發(fā)點。針對配電設備量大面廣、單體價格相對低廉,配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復雜多變等特點,馬釗指出,當前應盡快深化研發(fā)適應我國國情和配網(wǎng)管控方式的資產(chǎn)管理理論/應用體系,并深入開展試點工作,進而對有益的方案進行推廣應用。
2020年,我國將基本建成城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、安全可靠、經(jīng)濟高效、技術先進、環(huán)境友好,與小康社會相適應的現(xiàn)代配電網(wǎng)。為此,智能配電網(wǎng)建設改造還須砥礪前行。
配電網(wǎng):電力轉(zhuǎn)型的關鍵和智能電網(wǎng)的關鍵環(huán)節(jié)
【概要描述】 能源是經(jīng)濟社會發(fā)展的基石。隨著新一代能源技術和新一代信息技術的快速發(fā)展和廣泛應用,能源發(fā)展面臨著重要轉(zhuǎn)型,新一輪能源革命應運而生,即在能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)實現(xiàn)清潔化,并逐步用清潔能源替代化石能源,大力推進煤炭清潔高效利用,著力發(fā)展非煤能源,形成煤、油、氣、核、新能源、可再生能源多輪驅(qū)動的能源供應體系。
能源革命的中心環(huán)節(jié)是電力,以電為中心的變革創(chuàng)新成了新一輪能源革命的關鍵。所有一次能源都可以轉(zhuǎn)化為電能,各種終端能源都可以用電能替代,未來能源系統(tǒng)的核心一定是電力系統(tǒng),而電力轉(zhuǎn)型的關鍵在建設新型的配電網(wǎng)。在新一輪能源革命的大背景下,配電網(wǎng)的功能定位正在發(fā)生深刻變化。除電力輸送、分配等傳統(tǒng)功能外,配電網(wǎng)還將是資源優(yōu)化配置的載體。
提供安全、可靠、高效、綠色、互動的電能服務是配電網(wǎng)的根本職責和目標。長期以來,我國配電網(wǎng)受管理、投資、歷史等原因的影響,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)相對薄弱,設備質(zhì)量較差,供電能力和可靠性不高。隨著國家新型城鎮(zhèn)化和新農(nóng)村建設、城鄉(xiāng)一體化加快推進,分布式電源、電動汽車快速發(fā)展,配電網(wǎng)呈現(xiàn)出多源、互聯(lián)、泛在特征,對供電安全性、可靠性、互動性和適應性提出了更高的要求。
配電網(wǎng)是智能電網(wǎng)的關鍵環(huán)節(jié)。不管國外還是國內(nèi),智能電網(wǎng)建設的重點都在配電網(wǎng)的智能化提升。提高供電可靠性和電能質(zhì)量問題,需要配電網(wǎng)進一步智能化;多種能源、電動汽車和充電站的接入,配電網(wǎng)需要具有更強的自愈能力、更高的安全性,并支持與用戶互動,電網(wǎng)需要從傳統(tǒng)的供方主導、單向供電、基本依賴人工管理的運營模式向用戶參與、潮流雙向流動、高度智能化的方向轉(zhuǎn)變。
配電網(wǎng)是能源綜合服務平臺。配網(wǎng)業(yè)務可以為綜合能源系統(tǒng)中能源的生產(chǎn)、傳輸和消費之間建立一種關聯(lián)。未來的城市配電網(wǎng)將逐步演變?yōu)榫C合能源服務系統(tǒng),具有系統(tǒng)性、廣泛性、包容性、開放性、互動性。分布式能源、儲能、電動汽車、微電網(wǎng)等,可以在較大范圍內(nèi)實現(xiàn)多能互補系統(tǒng)的集成優(yōu)化。配電網(wǎng)還可以實現(xiàn)天然氣與風能、太陽能、地熱能、生物質(zhì)能等能源的協(xié)同開發(fā)利用。
配電網(wǎng)是市場化交易的載體。配電網(wǎng)用戶側(cè)不僅可以有分布式能源、儲能、控制系統(tǒng)在內(nèi)的配(微)電網(wǎng),配電網(wǎng)還可以調(diào)節(jié)不同用戶之間的電量余缺和峰谷差。配電網(wǎng)將成為需求側(cè)配合供給側(cè),以更為有效地實現(xiàn)供需平衡、供需雙方互動的平臺,為分布式能源、工商業(yè)節(jié)能、居民節(jié)能、用能服務等不同用戶主體提供解決方案以及增值服務,滿足各種市場化交易需求。
加強配電網(wǎng)建設是建設全國堅強電網(wǎng)至關重要的一環(huán)。21世紀以來,隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展,我國配電網(wǎng)建設持續(xù)“加碼”。2015年,《配電網(wǎng)建設改造行動計劃(2015-2020年)》、《關于加快配電網(wǎng)建設改造的指導意見》相繼出臺,對推進配電自動化和智能用電信息采集系統(tǒng)建設,實現(xiàn)配電網(wǎng)可觀可控,滿足新能源、分布式電源及電動汽車等多元化負荷發(fā)展需求,推動智能電網(wǎng)建設與互聯(lián)網(wǎng)深度融合等內(nèi)容提出了明確的發(fā)展要求。
配電網(wǎng)建設改造的持續(xù)推進,其根本目的是為了更好地實現(xiàn)配電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟、可靠和高效供電。
近年來,通過城鄉(xiāng)配電網(wǎng)的智能化建設,我國供電能力切實得到增強,變(配)電容量、線路長度同比增幅顯著,供電能力總體充裕;供電質(zhì)量持續(xù)提高;電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨完善,在國家新型城鎮(zhèn)化試點區(qū)域組織開展了新型城鎮(zhèn)配網(wǎng)示范建設;裝備智能化程度顯著提升,推進配電自動化系統(tǒng)建設,加快安裝智能電表,實現(xiàn)用電信息自動采集;投資規(guī)模不斷加大,2016年配電網(wǎng)基建投資同比增長約30%;2017年,占電網(wǎng)總投資58%的110kV及以下電網(wǎng)投資同比增長35.6%。
《南方電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃(2013~2020年)》指出,將加強城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設,推廣建設智能電網(wǎng),到2020年城市配電網(wǎng)自動化覆蓋率達到80%;國家電網(wǎng)公司也提出,2017年將加快配電網(wǎng)建設改造。
為持續(xù)推進智能配電網(wǎng)建設,配電網(wǎng)建設改造進程仍有許多工作需要我們?nèi)ヒ?guī)劃、設計、倡導、貫徹、落實和實現(xiàn)。
首先,要合理地改善網(wǎng)架結(jié)構(gòu)接線方式,利用多區(qū)域分別連接的方式,也可以用環(huán)網(wǎng)方式。配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)決定了網(wǎng)絡運行的可靠性、靈活性。以北京為例,其高壓配電網(wǎng)以環(huán)網(wǎng)、放射狀運行(即“手拉手”網(wǎng)格結(jié)構(gòu))為主,然而其中壓配電網(wǎng)提升空間較大,電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相對薄弱,網(wǎng)絡接線模式復雜,難以形成標準化。
此外,國外先進水平10(20)kV城網(wǎng)架空線路絕緣化率高達80%以上,而國內(nèi)目前僅達到22.4%。中國電力科學院智能配電網(wǎng)首席專家馬釗曾指出,一線城市力爭構(gòu)建兼具可靠性和靈活性的網(wǎng)絡架構(gòu),全面實現(xiàn)雙側(cè)電源和環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu),加強中壓線路聯(lián)絡率,提高負荷轉(zhuǎn)供能力;對于其他城市、城鎮(zhèn),結(jié)合本地經(jīng)濟、負荷發(fā)展,首要解決高壓配網(wǎng)N-1能力不足問題、“單線單變”問題,逐步改善中壓配網(wǎng)分段不足和線路聯(lián)絡不足問題;鄉(xiāng)村地區(qū)首先改善供電半徑問題。
其次,繼續(xù)加大新技術的應用力度。引進集中化管理的配電系統(tǒng),可以利用先進的通信網(wǎng)絡,采用統(tǒng)一的平臺和模型,來實現(xiàn)包括監(jiān)視、控制、維護、能量管理(EMS)、配電管理(DMS)、市場運營(MOS)等和其他各類信息系統(tǒng)之間的綜合集成,最終實現(xiàn)電網(wǎng)信息的高度集成化。
同時,借助傳感技術、測量技術,對輸、配電設備的運行狀況進行實時的監(jiān)控和測量,然后把測得的數(shù)據(jù)進行及時有效的收集、整合、并進行數(shù)據(jù)分析,更好地實現(xiàn)了配電網(wǎng)安全、經(jīng)濟、可靠、高效的目標。
此外,應用高壓大功率電力電子器件和裝備,以及新型的高性能電極、儲能、電介質(zhì)和儲氫材料等的發(fā)明和使用;還有其他新材料,如納米復合材料、場(包括電場和磁場)控和溫控的非線性介質(zhì)材料、新型絕緣材料、絕緣體—金屬相變材料、新型鐵磁材料、用于高效低能耗的電力傳感器材料等。新材料和新技術的應用將簡化電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和控制,優(yōu)化電網(wǎng)的運行,并能對電源波動和電網(wǎng)故障作出響應。
馬釗認為,一線城市仍應著力提升中、低壓光纖及其他通信網(wǎng)絡的建設;其他地區(qū)應增強高、中壓通信基礎設施建設,并配合適度發(fā)展不同程度自動化設備水平。發(fā)展具有自適應功能的電力設備和保護設備,可以顯著降低電網(wǎng)對于傳感、通訊和數(shù)據(jù)處理的技術要求,這對于提高電網(wǎng)的安全可靠性和綜合效益是非常有益的。
再次,要合理分配電網(wǎng)資源。在電網(wǎng)資源分配的過程中,重點對待電網(wǎng)初期設計階段的電網(wǎng)資源分配工作,結(jié)合國家要求和工程要求,同時根據(jù)配電網(wǎng)工程具體情況,選擇合適的電線電纜;在配網(wǎng)設計的過程中,結(jié)合線路長短不同的情況,并根據(jù)不同的季節(jié)和時間段,將電量負荷預測工作落實到位;在對材料進行管理和使用時,要確保配電網(wǎng)運作系統(tǒng)的完整性,在高標準管理模式的幫助下,從整體上配置資源,嚴格控制資源的使用;全面落實行之有效的驗收把關管理措施,為供電可靠性筑起最后一道“防線”。
同時,全面系統(tǒng)地掌握現(xiàn)有配電網(wǎng)設備和網(wǎng)絡的健康水平以配電網(wǎng)資產(chǎn)的精益化高效管理為出發(fā)點。針對配電設備量大面廣、單體價格相對低廉,配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復雜多變等特點,馬釗指出,當前應盡快深化研發(fā)適應我國國情和配網(wǎng)管控方式的資產(chǎn)管理理論/應用體系,并深入開展試點工作,進而對有益的方案進行推廣應用。
2020年,我國將基本建成城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、安全可靠、經(jīng)濟高效、技術先進、環(huán)境友好,與小康社會相適應的現(xiàn)代配電網(wǎng)。為此,智能配電網(wǎng)建設改造還須砥礪前行。
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- 發(fā)布時間:2021-01-11
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能源是經(jīng)濟社會發(fā)展的基石。隨著新一代能源技術和新一代信息技術的快速發(fā)展和廣泛應用,能源發(fā)展面臨著重要轉(zhuǎn)型,新一輪能源革命應運而生,即在能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)實現(xiàn)清潔化,并逐步用清潔能源替代化石能源,大力推進煤炭清潔高效利用,著力發(fā)展非煤能源,形成煤、油、氣、核、新能源、可再生能源多輪驅(qū)動的能源供應體系。
能源革命的中心環(huán)節(jié)是電力,以電為中心的變革創(chuàng)新成了新一輪能源革命的關鍵。所有一次能源都可以轉(zhuǎn)化為電能,各種終端能源都可以用電能替代,未來能源系統(tǒng)的核心一定是電力系統(tǒng),而電力轉(zhuǎn)型的關鍵在建設新型的配電網(wǎng)。在新一輪能源革命的大背景下,配電網(wǎng)的功能定位正在發(fā)生深刻變化。除電力輸送、分配等傳統(tǒng)功能外,配電網(wǎng)還將是資源優(yōu)化配置的載體。
提供安全、可靠、高效、綠色、互動的電能服務是配電網(wǎng)的根本職責和目標。長期以來,我國配電網(wǎng)受管理、投資、歷史等原因的影響,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)相對薄弱,設備質(zhì)量較差,供電能力和可靠性不高。隨著國家新型城鎮(zhèn)化和新農(nóng)村建設、城鄉(xiāng)一體化加快推進,分布式電源、電動汽車快速發(fā)展,配電網(wǎng)呈現(xiàn)出多源、互聯(lián)、泛在特征,對供電安全性、可靠性、互動性和適應性提出了更高的要求。
配電網(wǎng)是智能電網(wǎng)的關鍵環(huán)節(jié)。不管國外還是國內(nèi),智能電網(wǎng)建設的重點都在配電網(wǎng)的智能化提升。提高供電可靠性和電能質(zhì)量問題,需要配電網(wǎng)進一步智能化;多種能源、電動汽車和充電站的接入,配電網(wǎng)需要具有更強的自愈能力、更高的安全性,并支持與用戶互動,電網(wǎng)需要從傳統(tǒng)的供方主導、單向供電、基本依賴人工管理的運營模式向用戶參與、潮流雙向流動、高度智能化的方向轉(zhuǎn)變。
配電網(wǎng)是能源綜合服務平臺。配網(wǎng)業(yè)務可以為綜合能源系統(tǒng)中能源的生產(chǎn)、傳輸和消費之間建立一種關聯(lián)。未來的城市配電網(wǎng)將逐步演變?yōu)榫C合能源服務系統(tǒng),具有系統(tǒng)性、廣泛性、包容性、開放性、互動性。分布式能源、儲能、電動汽車、微電網(wǎng)等,可以在較大范圍內(nèi)實現(xiàn)多能互補系統(tǒng)的集成優(yōu)化。配電網(wǎng)還可以實現(xiàn)天然氣與風能、太陽能、地熱能、生物質(zhì)能等能源的協(xié)同開發(fā)利用。
配電網(wǎng)是市場化交易的載體。配電網(wǎng)用戶側(cè)不僅可以有分布式能源、儲能、控制系統(tǒng)在內(nèi)的配(微)電網(wǎng),配電網(wǎng)還可以調(diào)節(jié)不同用戶之間的電量余缺和峰谷差。配電網(wǎng)將成為需求側(cè)配合供給側(cè),以更為有效地實現(xiàn)供需平衡、供需雙方互動的平臺,為分布式能源、工商業(yè)節(jié)能、居民節(jié)能、用能服務等不同用戶主體提供解決方案以及增值服務,滿足各種市場化交易需求。
加強配電網(wǎng)建設是建設全國堅強電網(wǎng)至關重要的一環(huán)。21世紀以來,隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展,我國配電網(wǎng)建設持續(xù)“加碼”。2015年,《配電網(wǎng)建設改造行動計劃(2015-2020年)》、《關于加快配電網(wǎng)建設改造的指導意見》相繼出臺,對推進配電自動化和智能用電信息采集系統(tǒng)建設,實現(xiàn)配電網(wǎng)可觀可控,滿足新能源、分布式電源及電動汽車等多元化負荷發(fā)展需求,推動智能電網(wǎng)建設與互聯(lián)網(wǎng)深度融合等內(nèi)容提出了明確的發(fā)展要求。
配電網(wǎng)建設改造的持續(xù)推進,其根本目的是為了更好地實現(xiàn)配電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟、可靠和高效供電。
近年來,通過城鄉(xiāng)配電網(wǎng)的智能化建設,我國供電能力切實得到增強,變(配)電容量、線路長度同比增幅顯著,供電能力總體充裕;供電質(zhì)量持續(xù)提高;電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨完善,在國家新型城鎮(zhèn)化試點區(qū)域組織開展了新型城鎮(zhèn)配網(wǎng)示范建設;裝備智能化程度顯著提升,推進配電自動化系統(tǒng)建設,加快安裝智能電表,實現(xiàn)用電信息自動采集;投資規(guī)模不斷加大,2016年配電網(wǎng)基建投資同比增長約30%;2017年,占電網(wǎng)總投資58%的110kV及以下電網(wǎng)投資同比增長35.6%。
《南方電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃(2013~2020年)》指出,將加強城鄉(xiāng)配電網(wǎng)建設,推廣建設智能電網(wǎng),到2020年城市配電網(wǎng)自動化覆蓋率達到80%;國家電網(wǎng)公司也提出,2017年將加快配電網(wǎng)建設改造。
為持續(xù)推進智能配電網(wǎng)建設,配電網(wǎng)建設改造進程仍有許多工作需要我們?nèi)ヒ?guī)劃、設計、倡導、貫徹、落實和實現(xiàn)。
首先,要合理地改善網(wǎng)架結(jié)構(gòu)接線方式,利用多區(qū)域分別連接的方式,也可以用環(huán)網(wǎng)方式。配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)決定了網(wǎng)絡運行的可靠性、靈活性。以北京為例,其高壓配電網(wǎng)以環(huán)網(wǎng)、放射狀運行(即“手拉手”網(wǎng)格結(jié)構(gòu))為主,然而其中壓配電網(wǎng)提升空間較大,電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相對薄弱,網(wǎng)絡接線模式復雜,難以形成標準化。
此外,國外先進水平10(20)kV城網(wǎng)架空線路絕緣化率高達80%以上,而國內(nèi)目前僅達到22.4%。中國電力科學院智能配電網(wǎng)首席專家馬釗曾指出,一線城市力爭構(gòu)建兼具可靠性和靈活性的網(wǎng)絡架構(gòu),全面實現(xiàn)雙側(cè)電源和環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu),加強中壓線路聯(lián)絡率,提高負荷轉(zhuǎn)供能力;對于其他城市、城鎮(zhèn),結(jié)合本地經(jīng)濟、負荷發(fā)展,首要解決高壓配網(wǎng)N-1能力不足問題、“單線單變”問題,逐步改善中壓配網(wǎng)分段不足和線路聯(lián)絡不足問題;鄉(xiāng)村地區(qū)首先改善供電半徑問題。
其次,繼續(xù)加大新技術的應用力度。引進集中化管理的配電系統(tǒng),可以利用先進的通信網(wǎng)絡,采用統(tǒng)一的平臺和模型,來實現(xiàn)包括監(jiān)視、控制、維護、能量管理(EMS)、配電管理(DMS)、市場運營(MOS)等和其他各類信息系統(tǒng)之間的綜合集成,最終實現(xiàn)電網(wǎng)信息的高度集成化。
同時,借助傳感技術、測量技術,對輸、配電設備的運行狀況進行實時的監(jiān)控和測量,然后把測得的數(shù)據(jù)進行及時有效的收集、整合、并進行數(shù)據(jù)分析,更好地實現(xiàn)了配電網(wǎng)安全、經(jīng)濟、可靠、高效的目標。
此外,應用高壓大功率電力電子器件和裝備,以及新型的高性能電極、儲能、電介質(zhì)和儲氫材料等的發(fā)明和使用;還有其他新材料,如納米復合材料、場(包括電場和磁場)控和溫控的非線性介質(zhì)材料、新型絕緣材料、絕緣體—金屬相變材料、新型鐵磁材料、用于高效低能耗的電力傳感器材料等。新材料和新技術的應用將簡化電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和控制,優(yōu)化電網(wǎng)的運行,并能對電源波動和電網(wǎng)故障作出響應。
馬釗認為,一線城市仍應著力提升中、低壓光纖及其他通信網(wǎng)絡的建設;其他地區(qū)應增強高、中壓通信基礎設施建設,并配合適度發(fā)展不同程度自動化設備水平。發(fā)展具有自適應功能的電力設備和保護設備,可以顯著降低電網(wǎng)對于傳感、通訊和數(shù)據(jù)處理的技術要求,這對于提高電網(wǎng)的安全可靠性和綜合效益是非常有益的。
再次,要合理分配電網(wǎng)資源。在電網(wǎng)資源分配的過程中,重點對待電網(wǎng)初期設計階段的電網(wǎng)資源分配工作,結(jié)合國家要求和工程要求,同時根據(jù)配電網(wǎng)工程具體情況,選擇合適的電線電纜;在配網(wǎng)設計的過程中,結(jié)合線路長短不同的情況,并根據(jù)不同的季節(jié)和時間段,將電量負荷預測工作落實到位;在對材料進行管理和使用時,要確保配電網(wǎng)運作系統(tǒng)的完整性,在高標準管理模式的幫助下,從整體上配置資源,嚴格控制資源的使用;全面落實行之有效的驗收把關管理措施,為供電可靠性筑起最后一道“防線”。
同時,全面系統(tǒng)地掌握現(xiàn)有配電網(wǎng)設備和網(wǎng)絡的健康水平以配電網(wǎng)資產(chǎn)的精益化高效管理為出發(fā)點。針對配電設備量大面廣、單體價格相對低廉,配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復雜多變等特點,馬釗指出,當前應盡快深化研發(fā)適應我國國情和配網(wǎng)管控方式的資產(chǎn)管理理論/應用體系,并深入開展試點工作,進而對有益的方案進行推廣應用。
2020年,我國將基本建成城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、安全可靠、經(jīng)濟高效、技術先進、環(huán)境友好,與小康社會相適應的現(xiàn)代配電網(wǎng)。為此,智能配電網(wǎng)建設改造還須砥礪前行。
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