國(guó)內(nèi)外配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)對(duì)比分析
作為電網(wǎng)的六大環(huán)節(jié)之一,配電網(wǎng)直接面向用戶是保證供電質(zhì)量、提高電網(wǎng)運(yùn)行效率、立異用戶服務(wù)的關(guān)頭環(huán)節(jié)。所以配電網(wǎng)的建設(shè)關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定性以及用戶的電能質(zhì)量,尤其是國(guó)家大力發(fā)展智能電網(wǎng)后,
作為電網(wǎng)的六大環(huán)節(jié)之一,配電網(wǎng)直接面向用戶是保證供電質(zhì)量、提高電網(wǎng)運(yùn)行效率、立異用戶服務(wù)的關(guān)頭環(huán)節(jié)。所以配電網(wǎng)的建設(shè)關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定性以及用戶的電能質(zhì)量,尤其是國(guó)家大力發(fā)展智能電網(wǎng)后,配電網(wǎng)的建設(shè)就顯得尤其重要了。我國(guó)近年來(lái)雖然一直在加大配電網(wǎng)建設(shè),但是由于技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等因素,我國(guó)配電網(wǎng)建設(shè)與國(guó)外配電網(wǎng)建設(shè)還是有一定的差距的。下面就讓我們看看國(guó)內(nèi)配電網(wǎng)建設(shè)情況以及和國(guó)外的差距。
國(guó)內(nèi)配電網(wǎng)建設(shè)
衡量供電可靠性通常有兩個(gè)指標(biāo):一是用戶平均停電時(shí)間,它指供電用戶在統(tǒng)計(jì)期間(通常為年)的平均停電小時(shí)數(shù);二是供電可靠率,它反映了一個(gè)供電企業(yè)的電網(wǎng)狀況、供電水平和管理水平的高低。2012年,國(guó)家電網(wǎng)公司城網(wǎng)供電可靠率為99.94%,用戶年均停電時(shí)間為5.2小時(shí);農(nóng)網(wǎng)供電可靠率為99.74%,用戶年均停電時(shí)間為23.2小時(shí)。
在影響我國(guó)配電網(wǎng)供電可靠性的因素中,預(yù)安排停電和故障停電分別占據(jù)73%和27%的比重。在預(yù)安排停電中檢修停電和工程停電是主要因素,占預(yù)安排停電時(shí)間的98%;故障停電中,外力因素、設(shè)備原因和自然因素是主要因素,占故障停電時(shí)間的79%。需要強(qiáng)調(diào)的是,上述比例是考慮了我國(guó)城鄉(xiāng)電網(wǎng)的平均值;而城市配電網(wǎng)由于網(wǎng)架相對(duì)農(nóng)村電網(wǎng)成熟,轉(zhuǎn)供能力強(qiáng),因此檢修停電和工程停電的比例更低,相應(yīng)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(wǎng)供電可靠性的途徑主要有兩個(gè):第一是網(wǎng)架堅(jiān)強(qiáng),通過(guò)增加線路投資,采用高質(zhì)量、大容量的一次設(shè)備,優(yōu)化配電線路結(jié)構(gòu)和配電接線方式,合理分段、合理選擇開(kāi)關(guān),有效提高供電可靠性、供電能力和供電經(jīng)濟(jì)性;第二是網(wǎng)絡(luò)智能,即配電自動(dòng)化:實(shí)現(xiàn)配電線路的靈活聯(lián)絡(luò),自動(dòng)隔離故障區(qū)段,縮小故障停電范圍,減少故障停電時(shí)間,提高供電可靠性。
配電自動(dòng)化是提高供電可靠性的必要手段,也是建設(shè)智能配電網(wǎng)的必由之路和高級(jí)階段。配電自動(dòng)化的實(shí)施,一方面通過(guò)(1)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行優(yōu)化分析,提高轉(zhuǎn)供能力(2)開(kāi)展帶電作業(yè)(3)優(yōu)化停電計(jì)劃管理,減少重復(fù)停電(4)優(yōu)化搶修資源配置,提高工作效率;最終達(dá)到減少計(jì)劃停電時(shí)間的目的;另一方面(1)通過(guò)故障自動(dòng)定位,減少故障查找時(shí)間(2)通過(guò)遙控操作,減少故障隔離操作時(shí)間(3)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化搶修,減少故障修復(fù)時(shí)間;最終達(dá)到減少故障停電時(shí)間的效果。配電自動(dòng)化對(duì)于提高成熟電網(wǎng)供電可靠性具有投資少、見(jiàn)效快等顯著優(yōu)勢(shì),供電可靠性從99.9%至99.99%的提升主要依靠網(wǎng)架改造,從99.99%至99.999%的提升則必須依靠配電自動(dòng)化建設(shè)。
供電可靠性的更高追求需要實(shí)施配電自動(dòng)化,而良好的配電一次網(wǎng)架基礎(chǔ)是配電自動(dòng)化發(fā)揮作用的前提。判斷一個(gè)地區(qū)是否有建設(shè)配電自動(dòng)化的必要,首先要看這個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展程度,對(duì)供電可靠性的要求高不高,譬如電力負(fù)荷密度超過(guò)10MW/平方公里的地區(qū),對(duì)電力的依賴程度已經(jīng)很高,停電損失非常大,需要考慮立即上馬配電自動(dòng)化。另一方面還要看配電網(wǎng)一次網(wǎng)架是否具備應(yīng)用配電自動(dòng)化的條件,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)應(yīng)布局合理、成熟穩(wěn)定,供電可靠率達(dá)到99.94%以上(用戶年均停電時(shí)間少于5小時(shí)),說(shuō)明該地區(qū)配電網(wǎng)基礎(chǔ)已經(jīng)比較好了,需要通過(guò)應(yīng)用配電自動(dòng)化繼續(xù)提高供電可靠性,否則需要首先在改造一次網(wǎng)架上下功夫。
由以上標(biāo)準(zhǔn)可以看出,我國(guó)的大中城市已經(jīng)基本具備實(shí)施配電自動(dòng)化的條件,特別是北京、上海等核心城市,迅速實(shí)施配電自動(dòng)化十分必要。
配電網(wǎng)及配電自動(dòng)化是我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)最薄弱的環(huán)節(jié)。配電網(wǎng)存在的主要問(wèn)題有:
(一)配電網(wǎng)發(fā)展仍然滯后,發(fā)展不平衡。近年來(lái)配電網(wǎng)投資力度不斷加大,但由于歷史欠賬較多,配電網(wǎng)尤其是中壓配電網(wǎng)發(fā)展仍然滯后,城市與農(nóng)村、東部與中西部電網(wǎng)發(fā)展不平衡問(wèn)題依然突出。供電可靠性與國(guó)際先進(jìn)水平仍有較大差距,以上海為例,用戶年均停電時(shí)間比東京長(zhǎng)5倍以上。整體來(lái)講,發(fā)展滯后(與經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求、與國(guó)外先進(jìn)電網(wǎng))、地區(qū)不平衡(城農(nóng)不平衡、東中西部不平衡)。
(二)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱,自動(dòng)化水平低。10千伏網(wǎng)架結(jié)構(gòu)依然薄弱。城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)差距顯著。10千伏線路仍有近一半未實(shí)現(xiàn)互聯(lián),農(nóng)網(wǎng)互聯(lián)比例僅為城網(wǎng)1/3。配電自動(dòng)化水平較低。配電自動(dòng)化處于起步階段,故障診斷、隔離和恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng),無(wú)法實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和自愈。體現(xiàn)為互供能力差,直觀感受為恢復(fù)供電時(shí)間長(zhǎng)。
(三)配電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)差,信息化手段落后。配電網(wǎng)管理涉及到發(fā)展、農(nóng)電、運(yùn)檢、營(yíng)銷、調(diào)度等不同部門,基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分散在不同系統(tǒng)中。系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、模型不一致,此外,缺乏數(shù)據(jù)共維共享機(jī)制。配電網(wǎng)投資少,建設(shè)水平低,導(dǎo)致配網(wǎng)通信及信息系統(tǒng)發(fā)展相對(duì)滯后,缺少信息獲取渠道。體現(xiàn)為管理精細(xì)化程度差,數(shù)據(jù)、圖形和信息無(wú)法對(duì)應(yīng),甚至存在某種意義上的“盲”。
可以看到,我國(guó)的配電網(wǎng)供電可靠性與發(fā)達(dá)地區(qū)先進(jìn)水平存在較大差距;特別是屬于政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心的北京、上海等核心城市,其配網(wǎng)供電水平與國(guó)際化大都會(huì)的地位并不相稱。究其根源,配電自動(dòng)化發(fā)展滯后是主要原因;截至2012年底,國(guó)家電網(wǎng)公司配電自動(dòng)化覆蓋率僅為10%,涵蓋26家省級(jí)公司、2.2萬(wàn)條10kV線路;而法國(guó)、日本的配電自動(dòng)化覆蓋率分別達(dá)到90%和100%。
國(guó)內(nèi)配電網(wǎng)建設(shè)
衡量供電可靠性通常有兩個(gè)指標(biāo):一是用戶平均停電時(shí)間,它指供電用戶在統(tǒng)計(jì)期間(通常為年)的平均停電小時(shí)數(shù);二是供電可靠率,它反映了一個(gè)供電企業(yè)的電網(wǎng)狀況、供電水平和管理水平的高低。2012年,國(guó)家電網(wǎng)公司城網(wǎng)供電可靠率為99.94%,用戶年均停電時(shí)間為5.2小時(shí);農(nóng)網(wǎng)供電可靠率為99.74%,用戶年均停電時(shí)間為23.2小時(shí)。
在影響我國(guó)配電網(wǎng)供電可靠性的因素中,預(yù)安排停電和故障停電分別占據(jù)73%和27%的比重。在預(yù)安排停電中檢修停電和工程停電是主要因素,占預(yù)安排停電時(shí)間的98%;故障停電中,外力因素、設(shè)備原因和自然因素是主要因素,占故障停電時(shí)間的79%。需要強(qiáng)調(diào)的是,上述比例是考慮了我國(guó)城鄉(xiāng)電網(wǎng)的平均值;而城市配電網(wǎng)由于網(wǎng)架相對(duì)農(nóng)村電網(wǎng)成熟,轉(zhuǎn)供能力強(qiáng),因此檢修停電和工程停電的比例更低,相應(yīng)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(wǎng)供電可靠性的途徑主要有兩個(gè):第一是網(wǎng)架堅(jiān)強(qiáng),通過(guò)增加線路投資,采用高質(zhì)量、大容量的一次設(shè)備,優(yōu)化配電線路結(jié)構(gòu)和配電接線方式,合理分段、合理選擇開(kāi)關(guān),有效提高供電可靠性、供電能力和供電經(jīng)濟(jì)性;第二是網(wǎng)絡(luò)智能,即配電自動(dòng)化:實(shí)現(xiàn)配電線路的靈活聯(lián)絡(luò),自動(dòng)隔離故障區(qū)段,縮小故障停電范圍,減少故障停電時(shí)間,提高供電可靠性。
配電自動(dòng)化是提高供電可靠性的必要手段,也是建設(shè)智能配電網(wǎng)的必由之路和高級(jí)階段。配電自動(dòng)化的實(shí)施,一方面通過(guò)(1)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行優(yōu)化分析,提高轉(zhuǎn)供能力(2)開(kāi)展帶電作業(yè)(3)優(yōu)化停電計(jì)劃管理,減少重復(fù)停電(4)優(yōu)化搶修資源配置,提高工作效率;最終達(dá)到減少計(jì)劃停電時(shí)間的目的;另一方面(1)通過(guò)故障自動(dòng)定位,減少故障查找時(shí)間(2)通過(guò)遙控操作,減少故障隔離操作時(shí)間(3)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化搶修,減少故障修復(fù)時(shí)間;最終達(dá)到減少故障停電時(shí)間的效果。配電自動(dòng)化對(duì)于提高成熟電網(wǎng)供電可靠性具有投資少、見(jiàn)效快等顯著優(yōu)勢(shì),供電可靠性從99.9%至99.99%的提升主要依靠網(wǎng)架改造,從99.99%至99.999%的提升則必須依靠配電自動(dòng)化建設(shè)。
供電可靠性的更高追求需要實(shí)施配電自動(dòng)化,而良好的配電一次網(wǎng)架基礎(chǔ)是配電自動(dòng)化發(fā)揮作用的前提。判斷一個(gè)地區(qū)是否有建設(shè)配電自動(dòng)化的必要,首先要看這個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展程度,對(duì)供電可靠性的要求高不高,譬如電力負(fù)荷密度超過(guò)10MW/平方公里的地區(qū),對(duì)電力的依賴程度已經(jīng)很高,停電損失非常大,需要考慮立即上馬配電自動(dòng)化。另一方面還要看配電網(wǎng)一次網(wǎng)架是否具備應(yīng)用配電自動(dòng)化的條件,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)應(yīng)布局合理、成熟穩(wěn)定,供電可靠率達(dá)到99.94%以上(用戶年均停電時(shí)間少于5小時(shí)),說(shuō)明該地區(qū)配電網(wǎng)基礎(chǔ)已經(jīng)比較好了,需要通過(guò)應(yīng)用配電自動(dòng)化繼續(xù)提高供電可靠性,否則需要首先在改造一次網(wǎng)架上下功夫。
由以上標(biāo)準(zhǔn)可以看出,我國(guó)的大中城市已經(jīng)基本具備實(shí)施配電自動(dòng)化的條件,特別是北京、上海等核心城市,迅速實(shí)施配電自動(dòng)化十分必要。
配電網(wǎng)及配電自動(dòng)化是我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)最薄弱的環(huán)節(jié)。配電網(wǎng)存在的主要問(wèn)題有:
(一)配電網(wǎng)發(fā)展仍然滯后,發(fā)展不平衡。近年來(lái)配電網(wǎng)投資力度不斷加大,但由于歷史欠賬較多,配電網(wǎng)尤其是中壓配電網(wǎng)發(fā)展仍然滯后,城市與農(nóng)村、東部與中西部電網(wǎng)發(fā)展不平衡問(wèn)題依然突出。供電可靠性與國(guó)際先進(jìn)水平仍有較大差距,以上海為例,用戶年均停電時(shí)間比東京長(zhǎng)5倍以上。整體來(lái)講,發(fā)展滯后(與經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求、與國(guó)外先進(jìn)電網(wǎng))、地區(qū)不平衡(城農(nóng)不平衡、東中西部不平衡)。
(二)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱,自動(dòng)化水平低。10千伏網(wǎng)架結(jié)構(gòu)依然薄弱。城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)差距顯著。10千伏線路仍有近一半未實(shí)現(xiàn)互聯(lián),農(nóng)網(wǎng)互聯(lián)比例僅為城網(wǎng)1/3。配電自動(dòng)化水平較低。配電自動(dòng)化處于起步階段,故障診斷、隔離和恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng),無(wú)法實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和自愈。體現(xiàn)為互供能力差,直觀感受為恢復(fù)供電時(shí)間長(zhǎng)。
(三)配電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)差,信息化手段落后。配電網(wǎng)管理涉及到發(fā)展、農(nóng)電、運(yùn)檢、營(yíng)銷、調(diào)度等不同部門,基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分散在不同系統(tǒng)中。系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、模型不一致,此外,缺乏數(shù)據(jù)共維共享機(jī)制。配電網(wǎng)投資少,建設(shè)水平低,導(dǎo)致配網(wǎng)通信及信息系統(tǒng)發(fā)展相對(duì)滯后,缺少信息獲取渠道。體現(xiàn)為管理精細(xì)化程度差,數(shù)據(jù)、圖形和信息無(wú)法對(duì)應(yīng),甚至存在某種意義上的“盲”。
可以看到,我國(guó)的配電網(wǎng)供電可靠性與發(fā)達(dá)地區(qū)先進(jìn)水平存在較大差距;特別是屬于政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心的北京、上海等核心城市,其配網(wǎng)供電水平與國(guó)際化大都會(huì)的地位并不相稱。究其根源,配電自動(dòng)化發(fā)展滯后是主要原因;截至2012年底,國(guó)家電網(wǎng)公司配電自動(dòng)化覆蓋率僅為10%,涵蓋26家省級(jí)公司、2.2萬(wàn)條10kV線路;而法國(guó)、日本的配電自動(dòng)化覆蓋率分別達(dá)到90%和100%。
責(zé)任編輯:何健
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