沈 勇，盛軍其，盛連軍

（上海市電力公司奉賢供電公司，上海 201400）

0 引言

根據(jù)《南橋新城總體規(guī)劃修編》，上海市奉賢區(qū)南橋新城的規(guī)劃區(qū)域?yàn)楸敝链笕~公路，東至浦星公路，南至上海繞城高速，西至南沙港和滬杭公路，總面積為71.39km2。南橋新城將圍繞“健康南橋，科學(xué)發(fā)展”的戰(zhàn)略核心，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、生活和生態(tài)融合，著力建設(shè)低碳之城，營造生態(tài)之城，創(chuàng)造智慧之城，構(gòu)筑宜居之城，將“低碳生態(tài)、智慧宜居”的城市發(fā)展理念，貫穿到南橋新城的規(guī)劃建設(shè)中，以此提升南橋新城的能級和綜合實(shí)力。

在配電網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ)上，進(jìn)行智能電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用，有益于研究機(jī)構(gòu)和相關(guān)企業(yè)在該領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)成熟，有利于推動智能電網(wǎng)的試點(diǎn)工作。為此，在傳統(tǒng)規(guī)劃的基礎(chǔ)上將電動汽車充換電設(shè)施、電力光纖到戶、新能源接入、儲能系統(tǒng)、智能變電站、配電自動化系統(tǒng)、故障搶修管理系統(tǒng)（TCM）、用電信息采集系統(tǒng)、智能小區(qū)等技術(shù)應(yīng)用于南橋新城。

1 電動汽車充換電

電動汽車充換電設(shè)施為電動汽車提供能量補(bǔ)給，主要包括公交車充換電站、社會公用充換電站和充電樁，分別為公交車和社會車輛提供充電服務(wù)。

1.1 公交車充換電站

根據(jù)南橋新城的交通規(guī)劃，2020年南橋新城公交出行預(yù)測，總量為區(qū)內(nèi)40萬乘次，對外10萬乘次，遠(yuǎn)期城區(qū)公交線30條，區(qū)域線路40條，遠(yuǎn)期公交需求1 300輛。預(yù)測2020年南橋新城機(jī)動車保有量約為17萬輛，停車泊位需求20萬個。為此，南橋新城將建成奉浦、齊賢和南橋3個公交樞紐，并規(guī)劃在這三座交通樞紐中均建設(shè)大型公交車充換電站。公交車充換電站在滿足為公交車輛充電功能之外，還設(shè)置快換電池的區(qū)域和整車充電區(qū)域，為中小型社會電動汽車的快換電池和充電提供服務(wù)。

1）南橋公交樞紐充換電站 規(guī)劃占地面積為2 100m2。①遠(yuǎn)景提供50臺80kW直流充電機(jī)（700V／120A），供公交公司的100輛電動大巴分班充電。本期工程建設(shè)10臺分體式充電機(jī)，供20輛電動大巴充電。②設(shè)置電動大巴快速充電車位2個（配置2臺200kW充電機(jī)），中巴／工程車位6個（配置4臺100kW充電機(jī)和2臺35 kW充電機(jī)），轎車位4個（配置4個交流充電樁）。③遠(yuǎn)景設(shè)置快換電池系統(tǒng)充電間（電池充電單元模塊）1個，配置電池充電為100個，每天可滿足75輛中小型車輛快換電池的要求（電池充電時間按4h計(jì)，電池箱更換能力每天為300箱次）。④10kV線路2條，配電變壓器4×2 500 kVA，高低壓開關(guān)柜、有源濾波柜和無功補(bǔ)償柜若干。

2）奉浦與齊賢公交樞紐充換電站 根據(jù)奉浦與齊賢公交樞紐的建設(shè)進(jìn)度，預(yù)計(jì)在2013年和2015年建設(shè)充換電站，主要對公交電動車輛進(jìn)行充換電服務(wù)，同時兼顧小車充換電服務(wù)。

1.2 社會公用充換電站

社會公用充換電站內(nèi)的充換電設(shè)施，用以滿足公務(wù)車、出租車和私家車的行駛需求。社會公用充換電站采用充換電設(shè)施與充電樁相結(jié)合，充換電設(shè)施用于日間行駛車輛的應(yīng)急需求，充電樁則提供夜間充電及泊車充電服務(wù)。

1）規(guī)劃軌道交通5號線向南延伸聯(lián)系南橋新城與中心城，在南橋新城范圍內(nèi)設(shè)肖塘站、奉浦站、環(huán)東路站、望園路站、金海湖站、南橋新城站。結(jié)合軌道樞紐及P＋R停車場的建設(shè)，設(shè)置社會公用充換電站，主要對社會小型車輛進(jìn)行快速充換電服務(wù)。

2）考慮南橋新城未來發(fā)展與人口規(guī)劃總數(shù)，“十二五”期間將根據(jù)上海市電力公司安排，新增1～2個供電營業(yè)站。新建營業(yè)站一樓為換電站，二樓為營業(yè)站，將優(yōu)質(zhì)服務(wù)與智能電網(wǎng)有機(jī)結(jié)合。

1.3 充電樁

近期將在奉浦工業(yè)區(qū)管委會內(nèi)設(shè)置10個電動汽車充電樁，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)管委會設(shè)置6個充電樁。東部大型住宅社區(qū)擬結(jié)合社區(qū)停車位建設(shè)電動汽車充電樁，隨用戶購買電動汽車的數(shù)量而同步建設(shè)。

建議政府對購買電動汽車的用戶，補(bǔ)貼一個安裝在停車位上的充電樁。費(fèi)用由政府出資，電力公司負(fù)責(zé)充電站的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試。另外，在南橋新城的中部區(qū)域，結(jié)合中心醫(yī)院和學(xué)校等項(xiàng)目的建設(shè)，分批設(shè)置若干個充電樁。

初步計(jì)劃至2015年電動汽車充電樁覆蓋率達(dá)到5%，至2020年達(dá)到10%?？紤]到南橋新城人口預(yù)計(jì)高達(dá)75萬人（以每戶4～5人計(jì)），小區(qū)停車位和公共場所停車位等因素，停車位將高達(dá)20萬個。因此，至2015年電動汽車充電樁將高達(dá)1萬個，至2020年將達(dá)到2萬個。

2 電力光纖入戶

電力光纖到戶（PFTTH）是指在低壓通信接入網(wǎng)中采用光纖復(fù)合低壓電纜（OPLC），將光纖隨低壓電力線敷設(shè)，實(shí)現(xiàn)光纖到表到戶，配合無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，承載用電信息采集、智能用電雙向交互，“三網(wǎng)融合”等業(yè)務(wù)。電力光纖入戶網(wǎng)絡(luò)一般處于電力通信網(wǎng)絡(luò)變電站到用戶端的接入層網(wǎng)絡(luò)中。

光纖入戶將采用基于以太網(wǎng)方式的無源光網(wǎng)絡(luò)（EPON），由局端的光線路終端（OLT）、用戶側(cè)的光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）和光分配網(wǎng)絡(luò)（ODN）組成。EPON采用點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)、無源光纖傳輸，在以太網(wǎng)之上提供多種業(yè)務(wù)，在物理層采用了PON技術(shù)，在鏈路層使用以太網(wǎng)協(xié)議，利用EPON的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)的接入。

PFTTH的局端是ODN網(wǎng)絡(luò)的起始點(diǎn)，通常設(shè)置在小區(qū)10kV配電室或110kV變電站；光纜分配點(diǎn)是多個用戶接入點(diǎn)，靠近OLT局端的光纖集中匯聚點(diǎn)，通常設(shè)置在樓宇配電間；用戶接入點(diǎn)是多個用戶的光纖集中匯聚點(diǎn)，通常設(shè)置在樓宇單元內(nèi)；終端是ODN網(wǎng)絡(luò)的終點(diǎn)，在此連接終端設(shè)備，通常設(shè)置在樓宇單元內(nèi)（連接智能電能表等）和用戶家庭內(nèi)部（電話機(jī)、電視機(jī)和計(jì)算機(jī)等）。因此，PFTTH的ODN網(wǎng)絡(luò)可分為三段，從局端機(jī)房到光纜分配點(diǎn)的饋線段；從光纜分配點(diǎn)到用戶接入點(diǎn)的配線段；用戶接入點(diǎn)到終端的入戶段。電力光纖到戶網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示。

圖1 電力光纖到戶網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

3 新能源接入

針對南橋新城的區(qū)域特點(diǎn)，充分利用當(dāng)?shù)仫L(fēng)能、太陽能等自然資源，發(fā)展新能源接入系統(tǒng)，可以提高可再生能源在當(dāng)?shù)啬茉聪闹械谋戎?，用以達(dá)到低碳環(huán)保。

建議在南橋新城中心景觀區(qū)人流量較大的區(qū)域，設(shè)置風(fēng)能和太陽能發(fā)電裝置。

1）小型可再生能源發(fā)電接入模式 對于由客戶開發(fā)的容量較小的光伏發(fā)電或風(fēng)電機(jī)組以及客戶側(cè)的沼氣發(fā)電等生物質(zhì)能發(fā)電形式，建議采用分散接入模式直接接入用戶側(cè)配電變壓器的低壓側(cè)，并在高壓側(cè)安裝逆功率保護(hù)裝置，防止逆潮流的產(chǎn)生。

2）中型可再生能源發(fā)電接入模式 對于容量具有中型規(guī)模的可再生能源發(fā)電項(xiàng)目，建議采用低壓微網(wǎng)模式接入配電網(wǎng)，將分布式電源與儲能裝置、能量變換裝置、負(fù)荷監(jiān)控及保護(hù)裝置一起構(gòu)成分布式發(fā)電供能微網(wǎng)系統(tǒng)，既可以與大電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，也可以獨(dú)立運(yùn)行。

3）大型可再生能源發(fā)電接入模式 對于發(fā)電容量較大的風(fēng)電場或光伏電站，考慮到風(fēng)電和光伏發(fā)電具有間歇性和波動性的特點(diǎn)，若直接接入配電線路將會給客戶的電能質(zhì)量帶來較大影響，因此建議采用專線接入模式，直接接入變電站母線予以消納。對于容量特別大的可再生能源發(fā)電，還需要配以一定的儲能設(shè)備，用以緩解或避免可再生能源發(fā)電給電網(wǎng)帶來的沖擊。

4 電池儲能

1）電池儲能 可以有效地調(diào)控地區(qū)電網(wǎng)中的各種分布式能源（太陽能和風(fēng)能）、平衡供用電差異和穩(wěn)定供電質(zhì)量，起到削峰填谷和事故備用的作用，用以提高供電的安全性與可靠性。

2）集中接入 采用集中接入方案，有利于充放電控制，消峰填谷，有效抑制間歇性功率波動對配電網(wǎng)的影響。若與電動汽車充換電站結(jié)合建設(shè)，可實(shí)現(xiàn)充電電池梯度利用；若安置于變配電站中，可以實(shí)現(xiàn)變壓器負(fù)荷的削峰填谷，減少設(shè)備的投資。

5 智能變電站

智能變電站是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，是電網(wǎng)基礎(chǔ)運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集源頭和命令執(zhí)行單元，是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要節(jié)點(diǎn)。智能電網(wǎng)對智能變電站的功能及技術(shù)要求，主要集中在堅(jiān)強(qiáng)可靠、信息化、自動化、互動化和資源整合化等幾個方面。計(jì)劃在南橋新城所有新建的35kV及以上電壓等級變電站，均采用智能化變電站標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)。

6 配電自動化

智能配電網(wǎng)以集成、自愈、優(yōu)化、互動和兼容為特征。配電自動化系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對配電網(wǎng)的監(jiān)控、饋線的故障定位、故障隔離、自動恢復(fù)供電等作用，用以提高供電可靠性和供電質(zhì)量、擴(kuò)大供電能力、實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

南橋配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)分主站和終端兩層。

1）主站層 配電自動化主站系統(tǒng)通過SDH通信環(huán)網(wǎng)負(fù)責(zé)接收所有監(jiān)控點(diǎn)的信息，進(jìn)行存儲、顯示和分析，并在非故障情形下控制開關(guān)的動作。主站層和終端層分工協(xié)作，完成智能分布式饋線自動化，最終的處理結(jié)果同時上報主站。

2）終端層 FA控制器和主站通過光纖網(wǎng)絡(luò)通信，同時和下掛的DTU／FTU通信；FA控制器集中DTU／FTU采集的信息上報給主站，將主站的命令下發(fā)給目的FTU／DTU；FA控制器之間互相通信完成智能分布式饋線自動化功能，將故障處理結(jié)果上報給主站。DTU／FTU是監(jiān)控開關(guān)的終端設(shè)備。

上海市電力公司光纖通信網(wǎng)為主站層和終端層的通信提供通道。電力光纖到戶工程實(shí)施后，光纖復(fù)合電纜將全面覆蓋新建區(qū)域低壓配電網(wǎng)，同時沿10kV配電網(wǎng)絡(luò)部署光纖通信網(wǎng)，覆蓋所有的P型站和WX型站。區(qū)域光纖通信網(wǎng)絡(luò)的建立，為配電自動化實(shí)施提供了通信基礎(chǔ)。

7 故障搶修

故障搶修管理系統(tǒng)（TCM）主要包括故障報修管理、故障輔助分析、搶修調(diào)度及工作管理、評價及優(yōu)化分析等功能，TCM建成后將會縮短搶修時間和提升供電優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

南橋新城的故障搶修管理系統(tǒng)，將在現(xiàn)有生產(chǎn)和營銷各類信息系統(tǒng)及梳理現(xiàn)有各類搶修流程基礎(chǔ)上，結(jié)合南橋新城配電自動化系統(tǒng)的實(shí)施，為故障搶修信息的透明化和實(shí)時化、故障位置的準(zhǔn)確定位、搶修資源的合理整合和調(diào)度、搶修方案的優(yōu)化等目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，提供有效的解決方案，為全面推廣TCM打下基礎(chǔ)。

8 用電信息采集

智能電表作為智能用電信息采集系統(tǒng)的終端設(shè)備，是智能電網(wǎng)極為重要的環(huán)節(jié)，在未來階梯電價環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)智能化用電、智能化抄表、智能化信息交互等方面起著不可替代的作用。隨著數(shù)字化電能計(jì)量技術(shù)的發(fā)展，智能電表的價格不斷降低，應(yīng)用更廣泛。

按照上海市電力公司統(tǒng)一的技術(shù)方案、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)范，將南橋新城客戶納入用電信息采集系統(tǒng)試點(diǎn)工程的范圍，實(shí)現(xiàn)南橋新城內(nèi)35kV、10kV及低壓用戶的用電信息全面采集，建立實(shí)時、高效、可靠、互動的新型供用電關(guān)系。

圖2 智能用電服務(wù)與“多網(wǎng)融合”系統(tǒng)

9 智能小區(qū)

在南橋新城部分區(qū)域（樓宇）建設(shè)智能用電小區(qū)／智能用電家居，實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)之間信息流、能量流、業(yè)務(wù)流的雙向互動，體現(xiàn)智能電網(wǎng)在節(jié)能減排、指導(dǎo)客戶科學(xué)合理用電等方面的作用。智能用電服務(wù)小區(qū)通信方式采用以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)（EPON）技術(shù)，在客戶室內(nèi)配置ONU終端，與智能交互終端、智能交互機(jī)頂盒、固定電話等設(shè)備連接，實(shí)現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)、有線電視的信息接入。智能用電小區(qū)整體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

1）社區(qū)服務(wù)主站綜合管理平臺 社區(qū)服務(wù)主站綜合管理平臺包含社區(qū)管理系統(tǒng)與用戶家庭智能服務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對用戶智能家居設(shè)備統(tǒng)一管理。該系統(tǒng)由內(nèi)容管理、呼叫中心、媒體管理和系統(tǒng)管理模塊組成。

2）智能家居 通過客戶智能交互終端，實(shí)現(xiàn)雙向互動服務(wù)，指導(dǎo)客戶科學(xué)、合理用電，進(jìn)一步提高能量利用效率，推廣低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

3）通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè) 采用光纖至電能表箱的方式實(shí)現(xiàn)用電信息采集，再進(jìn)一步將光纖延伸至客戶家中，開展智能用電小區(qū)和“多網(wǎng)融合”業(yè)務(wù)。即從配電變壓器至樓宇配電箱敷設(shè)三相四線光纖復(fù)合低壓電纜；從樓宇配電箱至樓層電能表箱敷設(shè)單相兩線光纖復(fù)合低壓電纜；從電能表至客戶戶內(nèi)閘箱敷設(shè)皮線光纜；根據(jù)現(xiàn)場施工情況，通過ODF架和冷接子（或者熱熔）的方式將各段光纖連接，實(shí)現(xiàn)電力光纖到戶。

［1］國家電網(wǎng)公司.基于以太網(wǎng)方式的無源光網(wǎng)絡(luò)（EPON）系統(tǒng)第一部分：技術(shù)條件.2010.

［2］張 傲，程淑玲，楊 柳.三網(wǎng)融合下的FTTx網(wǎng)絡(luò)［M］.人民郵電出版社.2011.

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