中國建設規模最大的主動配電網綜合示范區建成

張聰王蕾

10月10日,在國網蘇州供電公司及南瑞集團工作人員的操作下,位于蘇州市工業園區的“高可靠性配電網應用示范工程”順利啟動投運。該工程投運后,將有效提升蘇州市環金雞湖地區的供電可靠性,同時標志著全國建設規模最大的主動配電網綜合示范區正式建成近年來,隨著大規模分布式清潔能源及多元化負荷的接入,傳統配電網的可靠性和安全性受到了者多挑戰。一方面,以太陽能和風能為代表的分布式清潔能源具有間歇性和隨機性,大規模接入將影響電能質量和供電可靠性;另一方面,以電動汽車為代表的多元化負荷,其充電時間和空間分布具有不確定性,導致配電網負荷結構和特性發生巨大變化,傳統配電網將無法滿足其用電需求。為了解決配電網發展面臨的新挑戰,同時滿足人民日益增長的供電服務需求,建設更加智能、主動的配電網迫在眉睫。

2016年12月,國家電網有限公司與蘇州市政府簽署《國際能源變革發展典范城市智能電網項目協議》,共同推進智能電網建設。根據協議,將在蘇州建設主動配電網綜合示范區,為解決分布式能源大規模接入、多元化電力負荷的互動參與問題提供思路與示范

據國網蘇州供電公司主動配電網綜合示范工程項目經理董曉峰介紹,主動配電網是一種可以實現分布式清潔能源及多元化負荷互動管理的配電網相比傳統配電網,它能夠基于配電網信息大數據對潛在故障缺陷進行提前預判、智能隔離和自動恢復,極大提高配電網的供電可靠性。通過對能量的優化配置,減少電能損耗,進一步提升清潔能源的接入能力。

蘇州主動配電網綜合示范項目包括蘇州工業園區高可靠性配電網應用示范工程、基于“即插即用技術的主動配電網規劃應用示范工程、基于柔性直流互聯的交直流混合主動配電網技術應用示范工程適應主動配電網的網源荷(儲)協調控制技術應用示范工程、蘇州工業園區高電能質量配電網應用示范工程等5個子項目,分別位于蘇州市工業園區環金雞湖區域、25產業園區域及蘇虹路工業區域。

蘇州環金雞湖區域是政府機關、金融機構、國外高科技企業等重要客戶的集中區域,對供電可靠性的要求極高。為提高供電可靠性,國網蘇州供電公司在這里建成了全國首個20千伏配電網的四端口柔性直流換流系統。該系統好比一臺“能源路由器”,可以實現各端口間能量和信息的互聯互通,有序協調分布式能源與負荷,有效提高電能的使用效率和供電可靠性。該系統投運后,該區域用戶年均停電時間將由原來的52分鐘減少到157分鐘。

在25產業園區域,國網蘇州供電公司針對風力發電、屋頂光伏發電等分布式能源快速發展,產業園區供電能力不足,能源利用效率不高的問題,建設兆瓦級交直流混合配電網,提供雙電源電力供應,在國內首次利用能量流和信息流融合的即插即用技術,實現分布式清潔能源和多元化負荷的靈活接入,縮減了其并網的建設成本,減少交直流轉換過程中的電量損耗,提高電能使用效率。此外,該系統還在國內首次采用了孤島自治恢復策略,當配電網出現故障時,非故障區域可以自動脫離大電網,依靠內部的分布式能源實現獨立運行,從而極大提高了該區域的供電可靠性。

而蘇虹路工業區供電區域負荷類型多樣,包含三星電子、三星液屆等眾多對電能質量需求高的企業,電壓波動、電壓哲降(電壓暫時性下降)等電能質量問題,會影響企業設備的正常運行,嚴的會造成產品報廢、設備損毀等生產事故。為此,國網蘇州供電公司在蘇州110千伏星華變20千伏側果用多 DFACTS設備協調控制技術,對電壓進行實時跟蹤,快速反應井抑制電壓波動等質量問題,提高電能質量和系統穩定性,現在關鍵用戶電壓暫次數降低了95%,有效保證了對敏感負荷的可靠供電蘇州主動配電網綜合示范區建成后,將實現高比例分布式能源靈活消納、高品質電能智能配置,有效提高供電可靠率和清潔能源的接入規模,減少環境污染,每年相當于減少燃煤157噸電,此外,對用戶來說,用電也將更加智能和主動,不僅能夠主動隔離故障,減少因為停電造成的損失,而且還能夠優化配置分布式清潔能源與儲能出力，實現電網調峰削谷，進而最大限度減少用戶的電費支出。