艾宇星
(四川北宸電力設(shè)計(jì)咨詢有限公司)
改革開放以來,伴隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,配電網(wǎng)建設(shè)日新月異,規(guī)模不斷發(fā)展,技術(shù)也在更新?lián)Q代。時(shí)代在進(jìn)步,人民生活與社會(huì)生產(chǎn)對(duì)配電網(wǎng)建設(shè)提出了更高的要求。我們無時(shí)無刻不在享受著配電網(wǎng)發(fā)展對(duì)生活生產(chǎn)帶來的便捷,同時(shí)也應(yīng)該關(guān)注到自然災(zāi)害或人為因素造成大面積配電網(wǎng)事故的情況越來越多,這些事故影響著國民生活的幸福指數(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展進(jìn)程。所以,思考如何建設(shè)滿足新時(shí)代要求的電力電網(wǎng),探討10kV及以下配電網(wǎng)的發(fā)展方向就顯得尤為重要。
配電網(wǎng)自動(dòng)化程度是衡量其先進(jìn)程度的一項(xiàng)重要指標(biāo),它是配電網(wǎng)運(yùn)行可靠性、安全性的基礎(chǔ)保障。由于我國配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)與發(fā)達(dá)國家相比,起步較晚。前階段的配電網(wǎng)建設(shè)受當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)水平和技術(shù)條件限制較大,造成了配電網(wǎng)自動(dòng)化水平較低的情況。但是,隨著近階段國家對(duì)于安全生產(chǎn),技術(shù)創(chuàng)新的高度重視,配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)迎來了飛速發(fā)展,部分區(qū)域配電網(wǎng)已經(jīng)不斷完善,基本滿足當(dāng)前所需。但要滿足未來社會(huì)的用電需求還要不斷完善核心技術(shù)。
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是通過配電網(wǎng)一次設(shè)備的連接所形成的空間結(jié)構(gòu),它是配電網(wǎng)自動(dòng)化成立的前提條件,與可靠性休戚相關(guān)。由于缺乏對(duì)社會(huì)發(fā)展和電力需求的正確預(yù)測(cè),早期建設(shè)的配電網(wǎng)線路線徑不足,部分地區(qū)年久失修,改造頻繁,遺留下了技術(shù)不統(tǒng)一,供電線路迂回,負(fù)荷分配不均勻,“卡脖子”,大分支等諸多問題。對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)行管理和用戶接入帶來了諸多不便。
供電質(zhì)量與工業(yè)和公用事業(yè)用戶的安全生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)效益以及人民生活有著密切的聯(lián)系,供電質(zhì)量的惡化會(huì)引起用電設(shè)備的功率因數(shù)和效率降低,損耗增加,壽命縮短,影響產(chǎn)品品質(zhì),電子和自動(dòng)化設(shè)備非正常運(yùn)行等。根據(jù)國家電網(wǎng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和生產(chǎn)中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),我國一般地區(qū)的電網(wǎng)損耗在15%~20%,特別嚴(yán)重的地區(qū)可以達(dá)到30%,三相不平衡,無功補(bǔ)償不足,諧波危害等問題依然存在。這樣就造成了大量能源浪費(fèi)和環(huán)境污染,同時(shí)也對(duì)運(yùn)行中的配電網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。
合理的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)需要有一套完善的體系,并且提出標(biāo)準(zhǔn)化、差異化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的理念。
標(biāo)準(zhǔn)化配電網(wǎng)一方面應(yīng)該包括設(shè)計(jì)施工標(biāo)準(zhǔn)化,設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化,這部分可以通過完善和運(yùn)用典型設(shè)計(jì),建立設(shè)備材料型號(hào)庫等方式在規(guī)范的要求上提出更高的行業(yè)要求,統(tǒng)一的設(shè)備型號(hào)有利于資源調(diào)動(dòng),同時(shí)也減少備品備件的需求,有效降低運(yùn)行維護(hù)成本;另一方面應(yīng)該實(shí)現(xiàn)運(yùn)行管理標(biāo)準(zhǔn)化,落實(shí)崗位責(zé)任制和工作票制度,降低甚至消除由操作因素引起配電網(wǎng)故障的可能性。通過同等級(jí)不同電源線路聯(lián)絡(luò)的方式提高區(qū)域供電可靠性,通過對(duì)單條線路的合理分段,控制每個(gè)分段的用戶數(shù)量和線路長度,可以有效減小故障停電范圍,降低故障排查難度,通過實(shí)踐總結(jié)10kV配電網(wǎng)常用接線形式如表1所示。
差異化配電網(wǎng)在于因地制宜。我國幅員遼闊,各地的地質(zhì)地貌,社會(huì)發(fā)展差異較大。國家能源局發(fā)布的《配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則》已經(jīng)按行政級(jí)別和供電區(qū)域的負(fù)荷密度將供電區(qū)域化為A+至E共6個(gè)等級(jí)。參考其劃分原則,配電網(wǎng)建設(shè)時(shí)可以根據(jù)不同區(qū)域的建設(shè)需求,提出差異化的建設(shè)方案,差異化配電網(wǎng)接線方式推薦如表2所示,以此達(dá)到控制建設(shè)成本,提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。
表1 10kV配電網(wǎng)常用接線形式
表2 各供電區(qū)域配電網(wǎng)線路接線方式推薦表
智能化的運(yùn)行管理能力,取決于配電網(wǎng)的智能化程度,與傳統(tǒng)配電網(wǎng)相比,智能化配電網(wǎng)具有更強(qiáng)的自愈能力,更高的安全性,更優(yōu)質(zhì)的電能質(zhì)量和更友好的人機(jī)互動(dòng)等諸多優(yōu)勢(shì)。在科技飛速發(fā)展的今天,隨著通信網(wǎng)絡(luò)、傳感測(cè)量、保護(hù)測(cè)控、自動(dòng)化等技術(shù)的不斷完善,配電網(wǎng)智能化的可能性能到了有力的技術(shù)加持。
智能化建設(shè)的總體目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)管理現(xiàn)代化、提高供電可靠性和供電質(zhì)量。通過主站和配電終端以及終端相互之間的配合,提高調(diào)度運(yùn)行控制及故障處理能力,實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)故障區(qū)段的就地快速切除;合理選用光纖、無線等通信方式實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)全面監(jiān)控,減少故障查找、故障排除時(shí)間,提升配電運(yùn)檢管理水平和運(yùn)維檢修能力。配電自動(dòng)化工程應(yīng)按照統(tǒng)籌規(guī)劃、同步建設(shè)、差異實(shí)施的原則進(jìn)行建設(shè)。
根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),關(guān)于建設(shè)智能化配電網(wǎng)需要注意以下幾個(gè)方面。①推行新技術(shù)時(shí),切不可一蹴而就。一味的提倡高新技術(shù),反而會(huì)使配電網(wǎng)因多次改造變得全局不統(tǒng)一,技術(shù)繁雜,增加運(yùn)行管理的成本。②可以優(yōu)先建設(shè)試點(diǎn)工程,總結(jié)效益,分析其移植、推廣的可能性,把優(yōu)質(zhì)的技術(shù)由局部輻射到全局。③要重視運(yùn)行管理人員的技能培訓(xùn),同步提高業(yè)務(wù)水平和技能儲(chǔ)備。
進(jìn)入21世紀(jì)后,自然資源的消耗速度呈現(xiàn)數(shù)級(jí)遞增,人類生活與自然環(huán)境的矛盾日益尖銳。在可以預(yù)見的未來,配電網(wǎng)乃至整個(gè)電力系統(tǒng)的發(fā)展都將不在局限于技術(shù)層面的改進(jìn)。如何協(xié)調(diào)電力生產(chǎn)過程中與環(huán)境的關(guān)系,也應(yīng)成為當(dāng)前研究的重要課題。根據(jù)實(shí)際工作中總結(jié)的經(jīng)驗(yàn),現(xiàn)提出以下幾點(diǎn)建議:
1)加速城市電網(wǎng)的統(tǒng)籌建設(shè)。目前我國的配電網(wǎng)仍處于發(fā)展完善階段,部分地區(qū)有國家電網(wǎng)和地方電網(wǎng)并存的情況,而由此引起的線路廊道混亂問題并不罕見。此矛盾一方面阻礙各自產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,另一方也影響城市的整體形象??梢酝ㄟ^城市建設(shè)規(guī)劃統(tǒng)籌協(xié)調(diào),減緩此類矛盾。
2)鼓勵(lì)地方清潔能源的開發(fā)。由于電能在電網(wǎng)輸送過程中,線路會(huì)消耗一部分的能量。在實(shí)際生產(chǎn)中,10kV及以下配電網(wǎng)的損耗率非常高,一般達(dá)到7%左右,部分地區(qū)在線路建設(shè)不合理或改造不及時(shí)的情況下,損耗率能達(dá)到20%左右。針對(duì)此類情況,建議推行微電網(wǎng)建設(shè),利用當(dāng)?shù)厍鍧嵞茉?,自發(fā)自用,余電上網(wǎng),發(fā)電不足時(shí)由電網(wǎng)供電的策略。通過減少遠(yuǎn)距離輸電的方式,來降低輸電過程中產(chǎn)生的電能損耗。目前,供高速公路隧道用電的光伏微電網(wǎng)、水電站廢水電就地消納策略以及風(fēng)能豐富地區(qū)的分布式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)都得到了良性發(fā)展,為環(huán)境友好型電網(wǎng)的建設(shè)做出了巨大的貢獻(xiàn),值得繼續(xù)發(fā)展和移植。
本文通過對(duì)我國10kV及以下配電網(wǎng)現(xiàn)狀和存在問題進(jìn)行總結(jié),探討了其未來的發(fā)展方向。結(jié)果表明,要使10kV及以下配電網(wǎng)跟上時(shí)代的發(fā)展,滿足更高的社會(huì)生產(chǎn)和生活所需。①要因地制宜,著眼于標(biāo)準(zhǔn)化、差異化配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè);②要促進(jìn)智能化配電網(wǎng)的改造和建設(shè),在技術(shù)上保持與時(shí)俱進(jìn);③推進(jìn)環(huán)境友好型電網(wǎng)的建設(shè),讓發(fā)展與環(huán)保在新時(shí)代達(dá)成統(tǒng)一。探討以上發(fā)展方向,對(duì)提高配電網(wǎng)安全性,穩(wěn)定性,可靠性和環(huán)境友好性有著重要意義,為10kV及以下配電網(wǎng)建設(shè)提供了較好的參考。