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调查|一流配电网让城市更智慧-国家电网公司世界一流城市配电网建设成效调查

北极星输配电网  来源:《国家电网》杂志  作者:张婷  2020/12/29 11:13:08  我要投稿  
所属频道: 配电自动化  关键词:配电网 双环网 供电可靠性

北极星输配电网讯:城市作为工业文明的发源地,是现代经济的载体。国家统计局发布的数据显示,2019年我国城镇化率已达到60.60%。国民经济和社会发展第十四个五年规划建议提出,实施城市更新行动,促进大中小城市和小城镇协调发展,发挥中心城市和城市群带动作用,建设现代化都市圈。可以预见,“十四五”期间,中心城市和城市群将成为承载发展要素的主要空间载体,推动我国经济从高速增长向高质量发展转型。

现代化的城市需要怎样的能源电力保障和服务?2017~2020年,国家电网有限公司坚持高起点、高标准,在北京、天津、上海、青岛、南京、苏州、杭州、宁波、福州、厦门10个大型城市建设具备“安全可靠、优质高效、绿色低碳、智能互动”特征的世界一流城市配电网,大力推动各级电网协调发展,实现配电网结构好、设备好、技术好、管理好、服务好,为未来城市配电网发展探索可行路径。建设任务收官之际,记者探访北京、上海、南京、苏州,调查一流配电网给城市带来的变化。

标准怎么定?

——接得上、用得好就是好配网

初冬时节,在“首都新国门”大兴国际机场,航班频繁起降,人群往来穿梭。25个双环网、11座三电源开闭站的配网结构,为机场提供可靠的网架支撑和充裕的电力供应。千里之外的上海,国家会展中心灯火通明,第三届中国国际进口博览会为八方来客搭建起交流贸易的舞台。博览会所在的核心保障区域已率先完成电网、设备、装备和人员数字化建设,实时、快速、精准、可靠、国际领先的供电保障体系确保各项活动顺利开展。

配电网直接面向终端客户,是保障电力能源“落得下、配得出、用得上”的关键环节。随着城市规模不断扩张,电网系统越来越庞大复杂,管理的难度随之加大。

2015年以来,党中央、国务院对配电网建设改造工作作出了一系列安排部署,国家发展改革委、国家能源局先后印发了《关于加快配电网建设改造的指导意见》和《配电网建设改造行动计划(2015~2020年)》,明确提出构建与小康社会发展相适应的现代配电网发展目标。

一流城市需要一流配电网。一方面,京津冀、长江三角洲等城市群迅速跻身世界级城市群行列,在全国经济社会发展中发挥重要支撑和引领作用;另一方面,随着国家加快经济发展方式转变和产业结构调整,高新技术、高附加值产业、高精度制造企业等重要客户负荷越来越多,居民生活品质和电气化程度越来越高,对供电质量和可靠性提出了更高要求。

什么样的配电网才称得上“世界一流”?供电可靠性是核心指标。以东京、巴黎和新加坡为代表的城市配电网,依靠灵活可靠的网架结构与标准配置、高质量的装备水平和管理水平,供电可靠性较早地达到世界一流水平。公司对标国际先进水平,针对提升配网网架标准化水平、装备质量水平、运维管理精益化水平和智能互动服务水平4个方面,明确了优化完善网架结构、提升配网供电能力、适度提高建设标准等12项重点任务,让10个大型城市率先全面实现“结构好、设备好、技术好、管理好、服务好”目标。

国网北京市电力公司设备部配电处处长王志勇认为,世界一流配电网不是一个固定的概念,而是随着时代进步不断丰富完善的体系。他说:“在我看来,‘接得上、用得好’就是好配网。”而要达到这个标准,配电网必须设计理念先进、供电容量充足、设备材料优良、监控手段强大。

2017年至今,国网北京电力配电网改造投资达295亿元,对1.9万千米架空线路实施改造,新增变压器1.1万台,更换变压器1.5万台、开关2.8万台,相当于重建了北京70%的架空配电网。截至10月末,北京电网10千伏线路从2017年的8497条增加到9715条,首都核心区电缆全部入地,实现了所有配电线路自动化监控,全口径供电可靠率从2017年的99.938%提升至99.987%,客户年平均停电时间不足一小时。

国网上海市电力公司发展部规划二处处长石方迪用四通八达的城市交通网络来比喻城市电网:“就像城市交通路网的布局一样,城市电网的结构不仅要牢靠,还要灵活,越灵活输送电能的通道越多,微观区域停电的可能性就越小。”三年多来,国网上海电力积极探索构建钻石型接线配电网,与大部分城市电网采用的常规双环网结构相比,其供电可靠性和负荷转供能力优势显著,能在遭遇故障时实现超强自愈,将故障处理时间由分钟级压缩至秒级。今年1至10月,国网上海电力全口径供电可靠率达到99.992%。

最大限度地减少甚至取消计划停电,是提升供电可靠性的关键之一。公司扎实推进城市配网可靠性提升工程,坚持“先算后停、一停多用、能转必转、能带不停”工作原则,严控计划停电,在10个城市开展零计划停电示范区建设;建立健全配电网网格化运维工作评价机制,落实设备管理责任制,提升设备缺陷隐患发现处理能力,持续压降故障停电;树立全面不停电作业理念,减少停电检修,增加不停电作业次数,扩大不停电作业应用范围。截至10月底,10个城市均已完成零计划停电示范区建设,核心区域取消计划停电,城网、农网地区供电可靠率分别达到99.9946%、99.9818%。

经过三年多的建设,10个城市的配电网在安全可靠、优质高效、绿色低碳和智能互动4个方面取得长足进步,供电可靠性和电压合格率等主要技术指标显著提升。10个城市A+类供电区域的供电可靠性达到或接近了99.999%,与世界一流城市配电网的供电可靠性水平相当,完成了公司2017年制订的《世界一流城市配电网建设工作方案》目标。

瓶颈怎么破?

——数字化科技赋能提效

11月13日10时,在南京市溧水区石湫镇集镇线镇西支线3号杆下,一辆10米高的绝缘斗臂车吊臂已升至半空,平台上却见不到作业人员的身影。南京供电公司采用双臂自主不停电机器人开展配变搭火作业,只需要1名工作人员在地面通过手持终端远程操作即可完成作业,与传统带电作业相比,效率更高更安全。

技术引领是世界一流城市配电网建设的关键词。进入数字化时代,深入推进数字技术与电网技术融合发展,在电网全环节实施数字化转型,是实现公司战略目标的关键所在。公司以推进配电网管理体系高质量运转为目标,以配电管理的在线化、透明化、移动化、智能化为主线,依托云平台、物联管理平台、企业中台等数字化手段,实现配电管理业务与数字化技术的有机融合,构建配电设备数字化管理生态圈,全面提升配电精益化管理、设备资产全寿命周期管理和优质服务能力。

苏州这座繁荣千年的商业城市,在不到全国千分之一的国土面积上创造了全国2%的生产总值和2.4%的税收。苏州电网是全国用电量最大的地市级城市电网。按照公司人工巡检标准,如此庞大的城市电网,至少需要800多名值班巡检人员。而目前苏州供电公司的值班巡检人数仅有标准核定人数的一半。

苏州供电公司三年来共完成姑苏区57条主次干道和228条支路街巷电力架空线路的整治与入地工作,拆除架空线路198.16千米、电杆1369基,全部改为地下电缆。该公司推进零计划停电示范区建设,截至10月底,供电区域内供电可靠性达99.995%。

11月12日上午,在苏州古城区五卅路体育场配电站,记者看到,存量设备经过数字化改造后加装了智能感知系统,无需人工巡检;中压应急电源接口柜旁预留了抢修通道,应急电源车到达后通道自动落桩,不需要长距离敷设电缆即可直接接驳应急电源接口,既不阻碍交通又提高了应急抢修效率。同在古城核心区的公园路南配电站应用了更先进的一二次融合数字化设备,站外布置了储能和光伏发电系统,可满足全站及以下台区智能设备用电需求。

同日傍晚,夜幕下的南京供电公司供电服务指挥中心灯火通明。大屏幕上字节跳动,汇集着来自城市八方的配网运行数据,同时将抢修服务指令精准发送到位。该中心副主任孙昕杰告诉记者,2017年建成的南京供电公司供电服务指挥中心实现了非抢修工单智能自动派发,应用了以工单驱动业务的配网运维管理新模式,将供电服务指挥嵌入配电运检、工程改造的全流程,在全市各区域部署了154处网格化应急抢修点,24小时为客户提供及时、高效的电力保障服务,让“抢修跑在报修前”。

据统计,3年多来,10个城市全面完成新一代配电自动化主站系统部署,安装自动化开关12.16万台、线路自动化终端9.04万台、故障指示器11.04万套、智能配变终端14.52万台,敷设光缆2.7万千米,安装光通信终端3.77万台、无线通信终端17.18万台。截至10月底,10个城市配电自动化覆盖率达93.80%。

未来怎么走?

——与智慧城市共成长

2014年6月,习近平总书记在中央财经领导小组第六次会议上提出“四个革命、一个合作”能源安全新战略,为我国能源变革指明了方向。城市作为能源变革的主战场,如何合理地供给和消费能源将决定全球能源体系转型方向。

未来城市会是什么样?在经历了2020年一系列不平凡的事件后,人们对城市智慧化水平的要求愈加凸显。让城市更聪明、更智慧,无疑是根治“城市病”的良方。

在南京江北自贸区,南京供电公司运检部副主任刘国峰指着林立的吊机说:“这里是世界上吊机最密集的地方之一,几天不来,就感觉不一样了。”

同样感受到城市前进速度的还有苏州工业园区供电公司书记郎燕娟。今年,这片发展的热土不仅克服了疫情影响,而且凭借一流的营商环境更加受到国内外资本的青睐,1~9月地区生产总值累计比去年同期增长3.5%,新增注册外资数同比增加154.3%,实际利用外资额同比增长76.1%。

“城,所以盛民也。”中国人民大学经济学院院长刘守英对“十四五”时期的城市发展作出了判断:我们的城市将越来越回归本质。这一“本质”不是简单的技术堆砌,而是以人为本建设智慧城市。

未来,更加智慧的城市究竟需要怎样的能源系统?

同里古镇,占地53亩的同里区域能源互联网示范区实景演绎了未来城市用能图景。以微网路由器为核心的新型交直流配电网,实现交直流混联;光伏发电通过能源交换系统直接输送到直流母线,满足了三分之一的本地用能;“光储充放换”一体的换电站里机器人精准操作,不到8分钟就完成公交车换电;融合应用路面光伏发电、动态无线充电和无人驾驶三项技术的“三合一”电子公路,为电动汽车完成动态无线充电……15项集聚能源领域先进理念与技术的能源创新示范项目,构建起集能源生产、服务、展示、研发、办公等为一体的绿色低碳园区。

刘国峰说:“过去,配电网是电力输送的载体。未来,它将是综合能源和信息输送的载体。”这就要求电网运维者必须多从客户侧思考,推动电网运维从“为网”向“为您”转变。

面对苏州供业园区每年3%左右的电量增长,园区供电公司着力构建以客户为中心的现代服务体系,在组织架构、末端岗位各层级实行营配融合,联合园区管委会建设开放式能源互联网共享服务平台,支撑政府部门精准施策,服务城市智慧能源升级。目前,园区3000多户高压客户已悉数接入该平台。

南京工业大学后勤保障科科长左强展示了今年4月投运的智慧能源管控平台。该平台实现了全校3800亩校园供电、供水系统的实时监控,每年预计可为学校节省用能开支5000万元。

作为城市供电基础设施,配电网还承担着支撑电动汽车充电桩发展和5G基础设施建设的重任。在公司指导下,10家试点单位抓住“新基建”有利机遇,加强资源协同共享和供电服务保障,主动对接相关建设规划,加快相关基础设施配套电网建设改造,满足未来新增用电接入需求。同时,公司推进节能环保设备应用,提升配电网新能源消纳能力,积极推动绿色能源消费,为建设和谐、绿色、富有活力的城市贡献国网智慧。


原标题:【调查】一流配电网让城市更智慧——国家电网公司世界一流城市配电网建设成效调查

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