國內(nèi)外配電網(wǎng)自動化建設(shè)對比分析
作為電網(wǎng)的六大環(huán)節(jié)之一,配電網(wǎng)直接面向用戶是保證供電質(zhì)量、提高電網(wǎng)運行效率、立異用戶服務(wù)的關(guān)頭環(huán)節(jié)。所以配電網(wǎng)的建設(shè)關(guān)系到整個電網(wǎng)的穩(wěn)定性以及用戶的電能質(zhì)量,尤其是國家大力發(fā)展智能電網(wǎng)后,
作為電網(wǎng)的六大環(huán)節(jié)之一,配電網(wǎng)直接面向用戶是保證供電質(zhì)量、提高電網(wǎng)運行效率、立異用戶服務(wù)的關(guān)頭環(huán)節(jié)。所以配電網(wǎng)的建設(shè)關(guān)系到整個電網(wǎng)的穩(wěn)定性以及用戶的電能質(zhì)量,尤其是國家大力發(fā)展智能電網(wǎng)后,配電網(wǎng)的建設(shè)就顯得尤其重要了。我國近年來雖然一直在加大配電網(wǎng)建設(shè),但是由于技術(shù)、經(jīng)濟等因素,我國配電網(wǎng)建設(shè)與國外配電網(wǎng)建設(shè)還是有一定的差距的。下面就讓我們看看國內(nèi)配電網(wǎng)建設(shè)情況以及和國外的差距。
國內(nèi)配電網(wǎng)建設(shè)
衡量供電可靠性通常有兩個指標(biāo):一是用戶平均停電時間,它指供電用戶在統(tǒng)計期間(通常為年)的平均停電小時數(shù);二是供電可靠率,它反映了一個供電企業(yè)的電網(wǎng)狀況、供電水平和管理水平的高低。2012年,國家電網(wǎng)公司城網(wǎng)供電可靠率為99.94%,用戶年均停電時間為5.2小時;農(nóng)網(wǎng)供電可靠率為99.74%,用戶年均停電時間為23.2小時。
在影響我國配電網(wǎng)供電可靠性的因素中,預(yù)安排停電和故障停電分別占據(jù)73%和27%的比重。在預(yù)安排停電中檢修停電和工程停電是主要因素,占預(yù)安排停電時間的98%;故障停電中,外力因素、設(shè)備原因和自然因素是主要因素,占故障停電時間的79%。需要強調(diào)的是,上述比例是考慮了我國城鄉(xiāng)電網(wǎng)的平均值;而城市配電網(wǎng)由于網(wǎng)架相對農(nóng)村電網(wǎng)成熟,轉(zhuǎn)供能力強,因此檢修停電和工程停電的比例更低,相應(yīng)的因故障停電造成的供電可靠性下降的因素占比更高。
提高配電網(wǎng)供電可靠性的途徑主要有兩個:第一是網(wǎng)架堅強,通過增加線路投資,采用高質(zhì)量、大容量的一次設(shè)備,優(yōu)化配電線路結(jié)構(gòu)和配電接線方式,合理分段、合理選擇開關(guān),有效提高供電可靠性、供電能力和供電經(jīng)濟性;第二是網(wǎng)絡(luò)智能,即配電自動化:實現(xiàn)配電線路的靈活聯(lián)絡(luò),自動隔離故障區(qū)段,縮小故障停電范圍,減少故障停電時間,提高供電可靠性。
配電自動化是提高供電可靠性的必要手段,也是建設(shè)智能配電網(wǎng)的必由之路和高級階段。配電自動化的實施,一方面通過(1)網(wǎng)絡(luò)運行優(yōu)化分析,提高轉(zhuǎn)供能力(2)開展帶電作業(yè)(3)優(yōu)化停電計劃管理,減少重復(fù)停電(4)優(yōu)化搶修資源配置,提高工作效率;最終達到減少計劃停電時間的目的;另一方面(1)通過故障自動定位,減少故障查找時間(2)通過遙控操作,減少故障隔離操作時間(3)通過標(biāo)準(zhǔn)化搶修,減少故障修復(fù)時間;最終達到減少故障停電時間的效果。配電自動化對于提高成熟電網(wǎng)供電可靠性具有投資少、見效快等顯著優(yōu)勢,供電可靠性從99.9%至99.99%的提升主要依靠網(wǎng)架改造,從99.99%至99.999%的提升則必須依靠配電自動化建設(shè)。
供電可靠性的更高追求需要實施配電自動化,而良好的配電一次網(wǎng)架基礎(chǔ)是配電自動化發(fā)揮作用的前提。判斷一個地區(qū)是否有建設(shè)配電自動化的必要,首先要看這個地區(qū)經(jīng)濟和社會發(fā)展程度,對供電可靠性的要求高不高,譬如電力負荷密度超過10MW/平方公里的地區(qū),對電力的依賴程度已經(jīng)很高,停電損失非常大,需要考慮立即上馬配電自動化。另一方面還要看配電網(wǎng)一次網(wǎng)架是否具備應(yīng)用配電自動化的條件,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)應(yīng)布局合理、成熟穩(wěn)定,供電可靠率達到99.94%以上(用戶年均停電時間少于5小時),說明該地區(qū)配電網(wǎng)基礎(chǔ)已經(jīng)比較好了,需要通過應(yīng)用配電自動化繼續(xù)提高供電可靠性,否則需要首先在改造一次網(wǎng)架上下功夫。
由以上標(biāo)準(zhǔn)可以看出,我國的大中城市已經(jīng)基本具備實施配電自動化的條件,特別是北京、上海等核心城市,迅速實施配電自動化十分必要。
配電網(wǎng)及配電自動化是我國電網(wǎng)建設(shè)最薄弱的環(huán)節(jié)。配電網(wǎng)存在的主要問題有:
(一)配電網(wǎng)發(fā)展仍然滯后,發(fā)展不平衡。近年來配電網(wǎng)投資力度不斷加大,但由于歷史欠賬較多,配電網(wǎng)尤其是中壓配電網(wǎng)發(fā)展仍然滯后,城市與農(nóng)村、東部與中西部電網(wǎng)發(fā)展不平衡問題依然突出。供電可靠性與國際先進水平仍有較大差距,以上海為例,用戶年均停電時間比東京長5倍以上。整體來講,發(fā)展滯后(與經(jīng)濟發(fā)展需求、與國外先進電網(wǎng))、地區(qū)不平衡(城農(nóng)不平衡、東中西部不平衡)。
(二)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱,自動化水平低。10千伏網(wǎng)架結(jié)構(gòu)依然薄弱。城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)差距顯著。10千伏線路仍有近一半未實現(xiàn)互聯(lián),農(nóng)網(wǎng)互聯(lián)比例僅為城網(wǎng)1/3。配電自動化水平較低。配電自動化處于起步階段,故障診斷、隔離和恢復(fù)時間較長,無法實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和自愈。體現(xiàn)為互供能力差,直觀感受為恢復(fù)供電時間長。
(三)配電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)差,信息化手段落后。配電網(wǎng)管理涉及到發(fā)展、農(nóng)電、運檢、營銷、調(diào)度等不同部門,基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分散在不同系統(tǒng)中。系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、模型不一致,此外,缺乏數(shù)據(jù)共維共享機制。配電網(wǎng)投資少,建設(shè)水平低,導(dǎo)致配網(wǎng)通信及信息系統(tǒng)發(fā)展相對滯后,缺少信息獲取渠道。體現(xiàn)為管理精細化程度差,數(shù)據(jù)、圖形和信息無法對應(yīng),甚至存在某種意義上的“盲”。
可以看到,我國的配電網(wǎng)供電可靠性與發(fā)達地區(qū)先進水平存在較大差距;特別是屬于政治、經(jīng)濟、文化中心的北京、上海等核心城市,其配網(wǎng)供電水平與國際化大都會的地位并不相稱。究其根源,配電自動化發(fā)展滯后是主要原因;截至2012年底,國家電網(wǎng)公司配電自動化覆蓋率僅為10%,涵蓋26家省級公司、2.2萬條10kV線路;而法國、日本的配電自動化覆蓋率分別達到90%和100%。
國內(nèi)配電網(wǎng)建設(shè)
衡量供電可靠性通常有兩個指標(biāo):一是用戶平均停電時間,它指供電用戶在統(tǒng)計期間(通常為年)的平均停電小時數(shù);二是供電可靠率,它反映了一個供電企業(yè)的電網(wǎng)狀況、供電水平和管理水平的高低。2012年,國家電網(wǎng)公司城網(wǎng)供電可靠率為99.94%,用戶年均停電時間為5.2小時;農(nóng)網(wǎng)供電可靠率為99.74%,用戶年均停電時間為23.2小時。
在影響我國配電網(wǎng)供電可靠性的因素中,預(yù)安排停電和故障停電分別占據(jù)73%和27%的比重。在預(yù)安排停電中檢修停電和工程停電是主要因素,占預(yù)安排停電時間的98%;故障停電中,外力因素、設(shè)備原因和自然因素是主要因素,占故障停電時間的79%。需要強調(diào)的是,上述比例是考慮了我國城鄉(xiāng)電網(wǎng)的平均值;而城市配電網(wǎng)由于網(wǎng)架相對農(nóng)村電網(wǎng)成熟,轉(zhuǎn)供能力強,因此檢修停電和工程停電的比例更低,相應(yīng)的因故障停電造成的供電可靠性下降的因素占比更高。
提高配電網(wǎng)供電可靠性的途徑主要有兩個:第一是網(wǎng)架堅強,通過增加線路投資,采用高質(zhì)量、大容量的一次設(shè)備,優(yōu)化配電線路結(jié)構(gòu)和配電接線方式,合理分段、合理選擇開關(guān),有效提高供電可靠性、供電能力和供電經(jīng)濟性;第二是網(wǎng)絡(luò)智能,即配電自動化:實現(xiàn)配電線路的靈活聯(lián)絡(luò),自動隔離故障區(qū)段,縮小故障停電范圍,減少故障停電時間,提高供電可靠性。
配電自動化是提高供電可靠性的必要手段,也是建設(shè)智能配電網(wǎng)的必由之路和高級階段。配電自動化的實施,一方面通過(1)網(wǎng)絡(luò)運行優(yōu)化分析,提高轉(zhuǎn)供能力(2)開展帶電作業(yè)(3)優(yōu)化停電計劃管理,減少重復(fù)停電(4)優(yōu)化搶修資源配置,提高工作效率;最終達到減少計劃停電時間的目的;另一方面(1)通過故障自動定位,減少故障查找時間(2)通過遙控操作,減少故障隔離操作時間(3)通過標(biāo)準(zhǔn)化搶修,減少故障修復(fù)時間;最終達到減少故障停電時間的效果。配電自動化對于提高成熟電網(wǎng)供電可靠性具有投資少、見效快等顯著優(yōu)勢,供電可靠性從99.9%至99.99%的提升主要依靠網(wǎng)架改造,從99.99%至99.999%的提升則必須依靠配電自動化建設(shè)。
供電可靠性的更高追求需要實施配電自動化,而良好的配電一次網(wǎng)架基礎(chǔ)是配電自動化發(fā)揮作用的前提。判斷一個地區(qū)是否有建設(shè)配電自動化的必要,首先要看這個地區(qū)經(jīng)濟和社會發(fā)展程度,對供電可靠性的要求高不高,譬如電力負荷密度超過10MW/平方公里的地區(qū),對電力的依賴程度已經(jīng)很高,停電損失非常大,需要考慮立即上馬配電自動化。另一方面還要看配電網(wǎng)一次網(wǎng)架是否具備應(yīng)用配電自動化的條件,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)應(yīng)布局合理、成熟穩(wěn)定,供電可靠率達到99.94%以上(用戶年均停電時間少于5小時),說明該地區(qū)配電網(wǎng)基礎(chǔ)已經(jīng)比較好了,需要通過應(yīng)用配電自動化繼續(xù)提高供電可靠性,否則需要首先在改造一次網(wǎng)架上下功夫。
由以上標(biāo)準(zhǔn)可以看出,我國的大中城市已經(jīng)基本具備實施配電自動化的條件,特別是北京、上海等核心城市,迅速實施配電自動化十分必要。
配電網(wǎng)及配電自動化是我國電網(wǎng)建設(shè)最薄弱的環(huán)節(jié)。配電網(wǎng)存在的主要問題有:
(一)配電網(wǎng)發(fā)展仍然滯后,發(fā)展不平衡。近年來配電網(wǎng)投資力度不斷加大,但由于歷史欠賬較多,配電網(wǎng)尤其是中壓配電網(wǎng)發(fā)展仍然滯后,城市與農(nóng)村、東部與中西部電網(wǎng)發(fā)展不平衡問題依然突出。供電可靠性與國際先進水平仍有較大差距,以上海為例,用戶年均停電時間比東京長5倍以上。整體來講,發(fā)展滯后(與經(jīng)濟發(fā)展需求、與國外先進電網(wǎng))、地區(qū)不平衡(城農(nóng)不平衡、東中西部不平衡)。
(二)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱,自動化水平低。10千伏網(wǎng)架結(jié)構(gòu)依然薄弱。城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)差距顯著。10千伏線路仍有近一半未實現(xiàn)互聯(lián),農(nóng)網(wǎng)互聯(lián)比例僅為城網(wǎng)1/3。配電自動化水平較低。配電自動化處于起步階段,故障診斷、隔離和恢復(fù)時間較長,無法實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和自愈。體現(xiàn)為互供能力差,直觀感受為恢復(fù)供電時間長。
(三)配電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)差,信息化手段落后。配電網(wǎng)管理涉及到發(fā)展、農(nóng)電、運檢、營銷、調(diào)度等不同部門,基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分散在不同系統(tǒng)中。系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、模型不一致,此外,缺乏數(shù)據(jù)共維共享機制。配電網(wǎng)投資少,建設(shè)水平低,導(dǎo)致配網(wǎng)通信及信息系統(tǒng)發(fā)展相對滯后,缺少信息獲取渠道。體現(xiàn)為管理精細化程度差,數(shù)據(jù)、圖形和信息無法對應(yīng),甚至存在某種意義上的“盲”。
可以看到,我國的配電網(wǎng)供電可靠性與發(fā)達地區(qū)先進水平存在較大差距;特別是屬于政治、經(jīng)濟、文化中心的北京、上海等核心城市,其配網(wǎng)供電水平與國際化大都會的地位并不相稱。究其根源,配電自動化發(fā)展滯后是主要原因;截至2012年底,國家電網(wǎng)公司配電自動化覆蓋率僅為10%,涵蓋26家省級公司、2.2萬條10kV線路;而法國、日本的配電自動化覆蓋率分別達到90%和100%。
責(zé)任編輯:何健
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