宋旭日

摘要：國網(wǎng)淄博供電公司聯(lián)合山東理工大學電氣與電子工程學院及學校能源管理中心，針對學校校園供配電現(xiàn)狀，結(jié)合學校立項的電力增容項目，聯(lián)合開展山東理工大學高可靠性供電示范區(qū)技術協(xié)作及建設實踐。建設思路是結(jié)合高可靠性示范區(qū)建設要求，在充分研究、評估山東理工大學電網(wǎng)現(xiàn)狀的基礎上，優(yōu)化區(qū)域內(nèi)中壓配網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，推進泛在配電物聯(lián)網(wǎng)建設，綜合應用學校現(xiàn)有的光伏、風電、電動汽車等多元化網(wǎng)絡，將學校打造成智慧型高可靠性示范區(qū)，年平均停電時間控制在1分鐘以內(nèi)，實現(xiàn)校園綜合能源管理。

關鍵詞：供電;學校;能源管理

一、建設內(nèi)容

目前學校由銀光線、學理線、博大線3條10kV線路供電，有開閉所2座（1#開閉所、鴻遠樓開閉所）、配電室5座，配變14臺，配變總?cè)萘?4000kVA。規(guī)劃新建開閉所2座（2#開閉所、4#開閉所），擴建開閉所1座（3#開閉所），新增配變?nèi)萘?7000kVA。具體建設項目內(nèi)容如下：

1.校外形成多電源保障，恒大、學院、營子三個變電站10KV輸出線路環(huán)網(wǎng)柜抄手（供電公司投資建設，投資額約1700萬元）;校內(nèi)建立起以青年路為界，南北二個電網(wǎng)的聯(lián)絡，形成二運動場以西1#、2#、3#、4#開閉所環(huán)網(wǎng)供電（新建、擴建開閉所及項目其他建設配套資金學校共投資約3400萬元）。

2.擴建開閉所利用泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)智慧供電示范。

3.鴻遠樓開閉所采用傳統(tǒng)雙電源供電，并以鴻遠樓、信息樓為試點，建成孤島多電能互補供電示范。

4.校園內(nèi)建設兩處汽車充電樁（BOT模式建造）。

二、建設方案

（一）中壓配網(wǎng)網(wǎng)架建設方案

從110千伏營子變電站新建兩條10千伏線路，結(jié)合對現(xiàn)有供電線路及周邊線路的改造，形成以電纜雙環(huán)網(wǎng)為基礎的堅強配網(wǎng)網(wǎng)架，通過電流集中型配電自動化系統(tǒng)的有效配置，實現(xiàn)故障的快速定位、隔離、自愈。

（二）智能臺區(qū)建設方案

一是試點泛在物聯(lián)網(wǎng)建設應用，圍繞配電物聯(lián)網(wǎng)“云、管、邊、端”技術框架，深入智能配變終端+末端傳感器的應用，實現(xiàn)臺區(qū)智能管控。通過智能配變終端及配電臺區(qū)智能檢測模塊和環(huán)境監(jiān)測傳感器的應用，基于邊緣計算物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，實現(xiàn)臺區(qū)側(cè)設備信息全采集，通過在終端部署各種應用程序APP對信息進行就地處理，實現(xiàn)主動預警、本地監(jiān)控、智能決策。

二是實現(xiàn)無感知調(diào)電技術和一鍵順控，高壓柜應用無感知調(diào)電和一鍵順控技術，確保在發(fā)生故障時，用電設備可以不間斷運行。無感知調(diào)電技術具備故障狀態(tài)下用戶“無感知”的母聯(lián)快速切換功能、進線快速切換功能和正常運行時的“一鍵順控”功能，整個切換過程控制在45ms內(nèi)，可以實現(xiàn)由停電到恢復供電整個過程的無感知，不間斷運行。

三是實現(xiàn)低壓零中斷電源切換，低壓柜應用進線母聯(lián)自動快速切換技術，采用成熟的自動轉(zhuǎn)換開關技術和創(chuàng)新的智能化集成技術，將低壓電源端大容量雙電源切換時間由200ms 縮短至45ms，同時由嵌入式智能系統(tǒng)代替人工操作，簡化操作流程且安全性大大提高。配置100W重要負荷實現(xiàn)零中斷電源轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)完全的不中斷供電，切換時無電力中斷時間，全面提高供電可靠性。

（三）多元負荷應用方案

一是打造風光儲一體化智能微網(wǎng)，建設屋面光伏系統(tǒng)和風力發(fā)電系統(tǒng)，包括分布式能源、儲能裝置、能量轉(zhuǎn)換等裝置，確保外部供電系統(tǒng)失電的情況下，微電網(wǎng)能繼續(xù)保證信息機房及重要辦公場所負荷供電需求。配置100千瓦×2小時磷酸鐵鋰電池、150千瓦×2小時鉛炭電池儲能設備，兩種儲能設備與學校的不間斷電源相連，一并接入微網(wǎng)系統(tǒng)。

二是打造“汽車充電網(wǎng)”和“新能源微網(wǎng)”雙相融合系統(tǒng)，實現(xiàn)能量雙向流動，電動汽車在電網(wǎng)負荷高峰時段向電網(wǎng)放電、低谷時段充電，有效降低電網(wǎng)峰谷差，在電網(wǎng)負荷低谷時充電、高峰時段送電，可獲取直接經(jīng)濟效益，當微電網(wǎng)事故脫網(wǎng)，由電動汽車向微電網(wǎng)送電，進而提升供電可靠性。

三、建設成效

高可靠性供電示范區(qū)主要應用技術點有4項：

（一） 10kV中置柜運維監(jiān)測。在10kV中置柜內(nèi)部署紅外測、局放傳感器、機械特性監(jiān)測傳感器，實時采集各間隔電纜頭溫度、局放、開關健康狀況等數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳入TTU，通過邊緣計算APP分析數(shù)據(jù)超限情況。通過環(huán)境調(diào)節(jié)APP，在數(shù)據(jù)超限時啟動相應的加熱、除濕、排氣等裝置，并向主站提供研判結(jié)果及指令執(zhí)行情況，數(shù)據(jù)超限期間持續(xù)向主站推送相應環(huán)境量值，直至異常值降至正常范圍內(nèi)。

（二）用戶無感知電源切換。二次裝置具備故障失電研判和電源切換功能，故障狀態(tài)下就地研判，一方面判斷故障點并不存在與配電室內(nèi)設備及低壓線路上，另一方面根據(jù)故障“自愈”策略，自動編制高壓側(cè)開關變位順序控制表，遙控執(zhí)行電源切換命令，實現(xiàn)母聯(lián)及進線開關狀態(tài)快速轉(zhuǎn)換，并向后臺上送執(zhí)行結(jié)果。

（三）配網(wǎng)調(diào)控“一鍵順控”。通過本地后臺對室內(nèi)高低壓開關的就地控制為基礎，通過固化的操作策略，實現(xiàn)對設備檢修操作的順序化操作，極大壓縮操作時間。通過各類電壓電流數(shù)據(jù)及開關量變化，輔助研判操作是否到位、作業(yè)范圍是否帶電，并授權(quán)設備柜門開啟，實現(xiàn)作業(yè)安全的深度管控。

（四）變壓器狀態(tài)監(jiān)測。以智能配變終端為核心，通過變壓器監(jiān)測模塊實現(xiàn)對配電變壓器運行狀態(tài)進行檢測與評估預警;通過實施配電變壓器損耗功率的在線檢測和數(shù)據(jù)挖掘分析，通過要素互聯(lián)、信息共享，實現(xiàn)基于功率損耗狀態(tài)量檢測在故障診斷。

四、總結(jié)

通過聯(lián)合建設山東理工大學高可靠性供電示范區(qū)達到了預期目標。圍繞電網(wǎng)安全、清潔、協(xié)調(diào)、智能發(fā)展總體要求，打造了安全可靠、優(yōu)質(zhì)高效、綠色低碳、智能互動的世界一流城市配電網(wǎng)智能臺區(qū)試點，發(fā)展了綠色智慧供電，實現(xiàn)了校園綜合能源管理，也為公司配電網(wǎng)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變和運營管理水平提升積累經(jīng)驗、提供示范。