國內外配電網自動化建設對比分析
作為電網的六大環節之一,配電網直接面向用戶是保證供電質量、提高電網運行效率、立異用戶服務的關頭環節。所以配電網的建設關系到整個電網的穩定性以及用戶的電能質量,尤其是國家大力發展智能電網后,
作為電網的六大環節之一,配電網直接面向用戶是保證供電質量、提高電網運行效率、立異用戶服務的關頭環節。所以配電網的建設關系到整個電網的穩定性以及用戶的電能質量,尤其是國家大力發展智能電網后,配電網的建設就顯得尤其重要了。我國近年來雖然一直在加大配電網建設,但是由于技術、經濟等因素,我國配電網建設與國外配電網建設還是有一定的差距的。下面就讓我們看看國內配電網建設情況以及和國外的差距。
國內配電網建設
衡量供電可靠性通常有兩個指標:一是用戶平均停電時間,它指供電用戶在統計期間(通常為年)的平均停電小時數;二是供電可靠率,它反映了一個供電企業的電網狀況、供電水平和管理水平的高低。2012年,國家電網公司城網供電可靠率為99.94%,用戶年均停電時間為5.2小時;農網供電可靠率為99.74%,用戶年均停電時間為23.2小時。
在影響我國配電網供電可靠性的因素中,預安排停電和故障停電分別占據73%和27%的比重。在預安排停電中檢修停電和工程停電是主要因素,占預安排停電時間的98%;故障停電中,外力因素、設備原因和自然因素是主要因素,占故障停電時間的79%。需要強調的是,上述比例是考慮了我國城鄉電網的平均值;而城市配電網由于網架相對農村電網成熟,轉供能力強,因此檢修停電和工程停電的比例更低,相應的因故障停電造成的供電可靠性下降的因素占比更高。
提高配電網供電可靠性的途徑主要有兩個:第一是網架堅強,通過增加線路投資,采用高質量、大容量的一次設備,優化配電線路結構和配電接線方式,合理分段、合理選擇開關,有效提高供電可靠性、供電能力和供電經濟性;第二是網絡智能,即配電自動化:實現配電線路的靈活聯絡,自動隔離故障區段,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,也是建設智能配電網的必由之路和高級階段。配電自動化的實施,一方面通過(1)網絡運行優化分析,提高轉供能力(2)開展帶電作業(3)優化停電計劃管理,減少重復停電(4)優化搶修資源配置,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)通過標準化搶修,減少故障修復時間;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供電可靠性具有投資少、見效快等顯著優勢,供電可靠性從99.9%至99.99%的提升主要依靠網架改造,從99.99%至99.999%的提升則必須依靠配電自動化建設。
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架基礎是配電自動化發揮作用的前提。判斷一個地區是否有建設配電自動化的必要,首先要看這個地區經濟和社會發展程度,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,對電力的依賴程度已經很高,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一次網架是否具備應用配電自動化的條件,網架結構應布局合理、成熟穩定,供電可靠率達到99.94%以上(用戶年均停電時間少于5小時),說明該地區配電網基礎已經比較好了,需要通過應用配電自動化繼續提高供電可靠性,否則需要首先在改造一次網架上下功夫。
由以上標準可以看出,我國的大中城市已經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。
配電網及配電自動化是我國電網建設最薄弱的環節。配電網存在的主要問題有:
(一)配電網發展仍然滯后,發展不平衡。近年來配電網投資力度不斷加大,但由于歷史欠賬較多,配電網尤其是中壓配電網發展仍然滯后,城市與農村、東部與中西部電網發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,發展滯后(與經濟發展需求、與國外先進電網)、地區不平衡(城農不平衡、東中西部不平衡)。
(二)電網結構薄弱,自動化水平低。10千伏網架結構依然薄弱。城網和農網差距顯著。10千伏線路仍有近一半未實現互聯,農網互聯比例僅為城網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、隔離和恢復時間較長,無法實現網絡重構和自愈。體現為互供能力差,直觀感受為恢復供電時間長。
(三)配電網基礎數據差,信息化手段落后。配電網管理涉及到發展、農電、運檢、營銷、調度等不同部門,基礎數據分散在不同系統中。系統之間的數據標準、模型不一致,此外,缺乏數據共維共享機制。配電網投資少,建設水平低,導致配網通信及信息系統發展相對滯后,缺少信息獲取渠道。體現為管理精細化程度差,數據、圖形和信息無法對應,甚至存在某種意義上的“盲”。
可以看到,我國的配電網供電可靠性與發達地區先進水平存在較大差距;特別是屬于政治、經濟、文化中心的北京、上海等核心城市,其配網供電水平與國際化大都會的地位并不相稱。究其根源,配電自動化發展滯后是主要原因;截至2012年底,國家電網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%。
國內配電網建設
衡量供電可靠性通常有兩個指標:一是用戶平均停電時間,它指供電用戶在統計期間(通常為年)的平均停電小時數;二是供電可靠率,它反映了一個供電企業的電網狀況、供電水平和管理水平的高低。2012年,國家電網公司城網供電可靠率為99.94%,用戶年均停電時間為5.2小時;農網供電可靠率為99.74%,用戶年均停電時間為23.2小時。
在影響我國配電網供電可靠性的因素中,預安排停電和故障停電分別占據73%和27%的比重。在預安排停電中檢修停電和工程停電是主要因素,占預安排停電時間的98%;故障停電中,外力因素、設備原因和自然因素是主要因素,占故障停電時間的79%。需要強調的是,上述比例是考慮了我國城鄉電網的平均值;而城市配電網由于網架相對農村電網成熟,轉供能力強,因此檢修停電和工程停電的比例更低,相應的因故障停電造成的供電可靠性下降的因素占比更高。
提高配電網供電可靠性的途徑主要有兩個:第一是網架堅強,通過增加線路投資,采用高質量、大容量的一次設備,優化配電線路結構和配電接線方式,合理分段、合理選擇開關,有效提高供電可靠性、供電能力和供電經濟性;第二是網絡智能,即配電自動化:實現配電線路的靈活聯絡,自動隔離故障區段,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,也是建設智能配電網的必由之路和高級階段。配電自動化的實施,一方面通過(1)網絡運行優化分析,提高轉供能力(2)開展帶電作業(3)優化停電計劃管理,減少重復停電(4)優化搶修資源配置,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)通過標準化搶修,減少故障修復時間;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供電可靠性具有投資少、見效快等顯著優勢,供電可靠性從99.9%至99.99%的提升主要依靠網架改造,從99.99%至99.999%的提升則必須依靠配電自動化建設。
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架基礎是配電自動化發揮作用的前提。判斷一個地區是否有建設配電自動化的必要,首先要看這個地區經濟和社會發展程度,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,對電力的依賴程度已經很高,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一次網架是否具備應用配電自動化的條件,網架結構應布局合理、成熟穩定,供電可靠率達到99.94%以上(用戶年均停電時間少于5小時),說明該地區配電網基礎已經比較好了,需要通過應用配電自動化繼續提高供電可靠性,否則需要首先在改造一次網架上下功夫。
由以上標準可以看出,我國的大中城市已經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。
配電網及配電自動化是我國電網建設最薄弱的環節。配電網存在的主要問題有:
(一)配電網發展仍然滯后,發展不平衡。近年來配電網投資力度不斷加大,但由于歷史欠賬較多,配電網尤其是中壓配電網發展仍然滯后,城市與農村、東部與中西部電網發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,發展滯后(與經濟發展需求、與國外先進電網)、地區不平衡(城農不平衡、東中西部不平衡)。
(二)電網結構薄弱,自動化水平低。10千伏網架結構依然薄弱。城網和農網差距顯著。10千伏線路仍有近一半未實現互聯,農網互聯比例僅為城網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、隔離和恢復時間較長,無法實現網絡重構和自愈。體現為互供能力差,直觀感受為恢復供電時間長。
(三)配電網基礎數據差,信息化手段落后。配電網管理涉及到發展、農電、運檢、營銷、調度等不同部門,基礎數據分散在不同系統中。系統之間的數據標準、模型不一致,此外,缺乏數據共維共享機制。配電網投資少,建設水平低,導致配網通信及信息系統發展相對滯后,缺少信息獲取渠道。體現為管理精細化程度差,數據、圖形和信息無法對應,甚至存在某種意義上的“盲”。
可以看到,我國的配電網供電可靠性與發達地區先進水平存在較大差距;特別是屬于政治、經濟、文化中心的北京、上海等核心城市,其配網供電水平與國際化大都會的地位并不相稱。究其根源,配電自動化發展滯后是主要原因;截至2012年底,國家電網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%。
責任編輯:何健
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