導讀:配電網是城市的基礎設施,對城市供電安全具有重大影響。從投資規模上看,配電網投資增幅zui快,未來趨勢將逐步與發電、輸電看齊;從可靠性角度,大部分影響可靠性的停電事故都在配電網;損耗zui大的環節也在配電網。未來分布式能源和微電網的大量接入也在配電網,智能電網相對傳統電網變革zui大的環節也在配用電[1]。因此,配電的地位將逐步上升到與發輸電相當的高度。中國經過十幾年來大規模的城市電網建設,很多城市配電網得到了跨越式的發展,一些新的問題和挑戰也逐步凸顯出來。
1)是否還需要繼續大規模地建設電網及建設數量問題。中國城市配電網的容載比普遍較高(高于2.0),但可靠性水平并不高,而東京、香港、新加坡等城市的配電網在較低容載比(低于1.6)下實現了高可靠性,應該探究其原因。
2)國家電網公司新規劃導則指出下級配電網較強時容載比可取低,但未提供量化計算依據。如何計算不同配電網的合理容載比范圍、如何實現上下級電網的協調、除容載比外有無其他衡量電網建設水平更好的指標等問題仍需進一步探討。
3)城市中很多區域的站點和線路通道資源已經非常緊張,能否在不新建變電站和配電網的情況下通過優化網架結構和運行方式消納新增的負荷,需進一步研究。
4)目前配電網呈現聯絡日益增多、結構日益復雜的趨勢。特別是城市電纜網大片區域相互聯絡,甚至有的地區整個中壓配電網都“粘連”在一起。網絡結構的復雜性在提高可靠性和靈活性的同時是否帶來了新的運行維護問題、是否所有聯絡都是必要的、可否在不降低安全可靠和負載率水平的前提下簡化網絡結構等問題值得深思。
5)一個地區的配電網是否都應采取幾種標準接線模式、網絡接線模式選擇與變電站主變壓器(簡稱主變,下同)配置是否存在一定關系、是否在配電網改造中所有導線都需采用幾種標準型號改造等問題值得進一步探討。
6)在智能電網背景下,配電自動化在中國正獲得新一次大規模發展的機會,除了提高可靠性和自動化水平外,配電自動化巨額投資的經濟效益在哪里、是否能收回投資等問題都有必要加以研究。
7)按現狀分析、負荷預測、變電站及網絡規劃等主要步驟進行的傳統規劃方式在中國十幾年來的大規模城鄉電網規劃建設中發揮了重要作用。對于目前大量的建成區配電網規劃能否照搬,是否需要存在新的、更好的規劃方式需要深思。供電能力是近年來在配電網規劃建設領域出現的一個非常重要的新指標,已在中國多個城市配電網建設改造實踐中得到應用,近年來供電能力理論研究也取得了進展。本文基于供電能力理論,針對上述配電網規劃建設和運行中的問題和挑戰,從一個新的角度探討配電網規劃和運行的新思路。
1智能配電網的快速網絡轉供能力
智能電網對配電網的改變將是非常顯著的,本文認為,快速網絡轉供能力是未來智能配電網的一個非常重要的新邊界條件。以下詳細討論。
雖然中國城市配電網普遍實現了聯絡,互聯網架結構已能提供負荷在變電站間轉移的通道,但是長期以來大部分中壓配電網絡的自動化程度仍然很低,配電網絡的開關操作需要派操作隊到現場人工完成,耗時往往超過30min,甚至更多,如此長時間的操作停電是用戶無法接受的;而變電站內普遍都具有綜合自動化系統,一旦發生變電站主變N-1故障,負荷應能夠快速切換到同一變電站內的其他主變,使用戶連續供電能夠得到保證。可見,目前中壓配電網絡轉帶負荷與變電站內轉帶負荷在時間上是*的。因此在實際電網運行中,當發生主變故障時只考慮變電站內主變間的負荷切換,并不通過中壓配電網在變電站間轉帶負荷。變電站主變負載率的安全控制指標也由N-1安全性導則來簡單確定,例如在考慮主變1.3倍短時過負荷能力條件下,2臺主變的變電站zui大負載率應控制為0.65。此時,N-1安全問題退化為單個變電站站內主變互帶的簡單問題,即zui大負荷應不超過單臺主變退出時的其他主變總的zui大負載能力。這種變電站“各自為戰”的結果限制了整個區域配電網的供電能力。
目前中國少數實現配電自動化試點的中壓配電網,由于其涉及范圍較小,因此,它的功能一般體現在饋線自動化上,即重點在饋線上發生故障后的故障隔離和停電恢復策略上,相關理論研究也集中在該問題上。隨著智能電網背景下配電自動化的重新啟動,配電系統的安全性與系統利用率正逐步開始成為研究者的關注點。
但是,目前中國配電系統運行中還一直沒有能真正實現變電站供電能力與配電網負荷轉移供電能力的相互支撐,未來智能配電網中是否能夠實現,以及主變滿足N-1的負載率標準是否能夠突破導則規定,將成為發掘配電網供電潛力的關鍵。未來的智能電網將發展配電網運行(ADO)系統,實現配用電系統較充分的信息化和自動化,可以通過新型傳感器和通信手段獲取廣大中低壓配電網的大量實時信息,具有遙控功能的智能開關設備將廣泛使用,配電自動化使得網絡轉供操作能夠在短時間(分鐘級或更短時間)內完成。這為
配電網的安全運行提供了新的邊界條件。本文認為,在此新邊界條件下,負荷可以被配電網快速轉帶,變電站主變發生N-1故障時,不但可以通過站內其他主變轉帶負荷,而且可以通過下一級配電網轉移負荷到其他變電站。已較普遍實現配電自動化的日本已有這樣的操作運行方式。因此,未來變電站zui大負載率可以超越傳統導則規定,在滿足安全邊界前提下得到顯著提高。新版國家電網規劃導則中新增“下級電網強時容載比可取低”的指導性意見*可以變成現實。
總之,這種配電自動化下快速的負荷網絡轉供能力是智能電網背景下的配電網運行的新邊界條件,為智能配電網的資產效率提高奠定了基礎。近年來出現的配電系統供電能力理論能夠有效地計及該邊界條件。
行業聚焦關鍵技術,推動智能配電網的研發和實施。由北極星電力網主辦,北極星智能電網在線承辦的“2012智能配電網及其關鍵技術研討會”將就未來我國智能配電網的發展,邀請這一領域的專家學者、企業高層以及相關電力部門領導,共聚一堂,進行深入探討。本次研討會將與2012年大電力電工展同期舉辦,屆時,各路商家、學者、媒體云集,對配電網這一領域的zui近技術與解決方案將實現激情碰撞,助力智能配電網市場的進一步升溫!:
2智能配電網的供電能力理論
配電系統的zui大供電能力(totalsupplycapability,TSC)是與輸電系統中的zui大傳輸能力(TTC)類似的概念。zui大供電能力是指在一定供電區域內配電網滿足N-1準則條件下,同時計及變電站站內主變與配電網絡轉供能力,以及實際運行約束情況下的zui大的負荷供應能力。
配電網供電能力的理論研究經歷了3個階段。
階段1是以變電容量評估配電系統供電能力階段,如容載比法,該階段沒有詳細考慮變電站下級配電網絡對供電能力的作用。
階段2是計算網絡供電能力階段,如zui大負荷倍數法、負荷能力法(loadability)。該階段方法在考查變電站變電容量的同時,也提出了網絡轉供能力的思想。負荷能力法基于配電網輻射運行,計算滿足支路潮流和節點電壓約束時的zui大負荷能力,以及大規模聯絡配電網中N-1故障發生后的網絡負荷轉供。
階段3是供電能力理論建模階段,能夠在N-1準則下同時計及變電站與網絡轉供能力計算供電能力。近2年來,供電能力的理論研究進展初步解決了配電網供電能力的指標族定義、建模和求解問題,能夠在負荷未知的條件下,量化計算滿足運行約束的配電網zui大供電負荷。
供電能力理論能夠有效地將網絡的負荷轉移能力和變電站站內的供電能力結合起來,利用其概念和指標,能夠從整個配電網角度對配電網進行分析評估,為更精細的規劃提供新的指標和方法。供電能力對于配電網的重要作用將逐步等同于輸電能力對于輸電網的作用。供電能力理論研究為未來的配電網規劃建設發展和運行提供了新的理論工具,以下將對目前中國配電網規劃建設和運行面臨的一些問題進行探討。
3問題探討與新理念
3.1配電網規劃建設的效率及容載比問題
中國很多城市電網經歷了大規模建設改造,對于是否還需要大規模地建設電網以及建多少的問題,本文認為負荷已結束快速發展階段、容載比已達到2.0及以上的區域、已形成互聯網架結構的配電網不應再大規模建設。
目前配電網中廣泛存在負載不均衡的問題,即部分電網負載率過高,而其他很多區域電網負載率過低的情況。本文認為負荷在地理位置上的分布很難改變,但是負荷在配電網絡結構中接入的位置是可以在相當大程度上再調整和優化的。配電網負荷可以通過配電網絡開關的運行方式改變、架空線分段聯絡設置位置的改變、新用戶接入網絡位置的選擇等,改變其在變電站、主變、饋線間的分配。通過上述措施能夠進一步優化變電站及主變供電范圍,解決負載不均衡的問題。當上述負荷重新分配的措施不能*達到效果時,才考慮新增出線、變電站增容,zui后考慮新建變電站。
對于容載比與配電網網架結構存在何種本質關系的問題,國家電網新規劃導則(2006年版)的修訂版指出下級電網強時容載比可取低,但未提供量化計算依據。對于如何計算不同配電網的合理容載比范圍的問題,本文認為當變電站主變容量資源和下一級配電網絡負荷轉移資源能充分結合、相互支撐時,保證N-1安全的容載比就能夠降低到2.0以下。供電能力理論為容載比分析提供了量化計算手段,本文初步研究結果認為容載比理論值能夠降低到1.3左右,考慮一定裕量后的實際值應該控制在1.5到1.6。
城市建成區用地緊張,變電站和饋線占地成本高,有些中心區域站點和線路通道資源已經非常緊張,獲得新變電站的站址和新出饋線的地下通道已變得非常困難。因此,對于現有電網的供電能力和能夠優化后的潛力到底有多大,能否在不新建或少建變電站和饋線的情況下,通過優化網架結構和運行方式消納新增的負荷等問題,本文認為,采用負荷再分配技術和聯絡優化技術能在不新建變電站和新出饋線的情況下消納新增負荷,并且消納負荷的潛力非常可觀。例如:網絡聯絡是影響TSC的一個關鍵因素,聯絡優化是在不增加變電容量的條件下挖掘網絡供電潛力的有效手段[13]。研究表明,聯絡對電網供電能力的貢獻理論上能夠達到30%~50%。近年來,電網規劃中普遍關心的上下級電網的協調配合也是提高電網效率的一個有效手段。由于變電站是上下級電網的樞紐,因此上下級電網的協調首先是變電站與下一級網絡的相互協調配合,在此基礎上再進一步做到上一級電網與下一級電網的相互協調配合,從而實現跨電壓等級的N-1校驗和相互支撐。
3.2配電網網架結構問題
1)復雜互聯配電網的簡化近20年來中國大規模地建設、改造配電網,網絡接線從zui初的單輻射無聯絡到“手拉手”單聯絡,發展到如今的多分段多聯絡,呈現出聯絡日益增多、配電網結構日益復雜的趨勢。特別是城市電纜網中開閉站、配電站間的聯絡通路越來越多,大片區域的配電網相互聯絡,甚至有的地區整個中壓配電網都“粘連”在一起。聯絡的大量建設在增加負荷轉帶路徑、提高運行靈活性的同時,也帶來了新的問題。從運行角度考慮,轉帶路徑過多會大大增加運行方式的復雜性。
本文認為聯絡對配電網架的作用是不同的,應該評估聯絡對網絡轉帶能力的貢獻度并作為依據對現有聯絡區別對待,找到并明確區分負荷轉帶的主路徑和備用路徑,實現聯絡分級管理。研究表明,多聯絡結構的配電網中,不同聯絡對網絡負荷轉移能力的貢獻確實存在較大差異,很可能存在一定數量的“無效”聯絡。聯絡分級管理對運行調度的好處在于簡化運行,縮減了正常運行時的轉帶方式數量,同時還能提高反應速度、降低誤操作的概率;對于維護的好處在于降低工作量,對于備用路徑在維護、巡視、檢修上可降低頻次和等級,將工作重點放到主要轉帶路徑上。這種理念還能應用到規劃建設上,對于規劃方案也應評估所有聯絡的作用,刪除無效聯絡,按照聯絡的有效度來確定建設的優先次序,達到在不降低安全可靠和配電網負載率水平的前提下簡化網絡結構、節省投資的效果。
在調度運行研究領域中,目前對聯絡相關的研究主要集中在N-1故障后的故障隔離和停電恢復策略上,對于日趨復雜的網絡結構和越來越多的可選供電恢復路徑,一般采用啟發式規則來濾掉一些不必要的方案,很少有從網架結構上研究聯絡的作用。在規劃領域,目前配電網聯絡的規劃方法以聯絡路徑的長短作為衡量投資的標準,追求達到基于某種標準接線模式的zui短路徑,但沒有對建設聯絡的必要性進行考察,且未解決聯絡數量巨大時導致的網架結構復雜問題。因此,有必要研究聯絡結構對網絡負荷轉移能力的作用機理。
2)配電網網架的標準化問題規劃中為達到電網接線方式在一定程度上的統一并簡化運行,往往在同一地區采用幾種標準化的網架接線模式進行統一規劃。接線模式的標準化在配電網發展過程中發揮了重要的積極作用。中國配電網曾經歷了網架結構不清晰的階段,存在接線無序、供電范圍不清晰、交叉供電等諸多問題。近十幾年來的配電網規劃和建設已逐步改變了這一狀況,朝著標準化網絡接線模式的方向發展。
標準化的好處在于網架結構清晰、運行方式明確。但是所有的網絡接線是否都應采取*一樣的幾種接線仍是值得探討的問題。本文認為,由于網絡轉供能力和變電站供電能力應該在未來配電網中統一考慮,因此,網絡接線結構與變電站的主變配置、主接線結構存在一定的配合關系。初步研究表明,通過下一級配電網絡互聯變電站的主變容量和臺數不*對稱時,達到區域配電網zui大供電能力的網絡接線模式也不是對稱的。而由于負荷分布的不均勻和變電站建設發展過程的歷史原因,一個區域的變電站主變配置在臺數和容量上往往存在不對稱,而且線路通道的地理限制也增加了形成*標準接線模式的難度。綜上所述,本文認為一個地區的配電網不一定*采取幾種標準接線模式建設,可以采取標準接線模式的變化模式或不*的接線模式。接線模式原則上應該是標準化和適度特異性的結合。另外,隨著分布式電源和微電網的接入,一些單輻射線路也不一定必須改造為聯絡接線模式。
3)配電網線路導體選擇和改造的標準化問題配電線路的導體選擇是規劃建設改造中的一個重要問題,目前的規劃方法對于導體選擇采取了標準化的方式,如主干線路一律采取某種導線型號,分支線路又采取某種導線型號。這種做法適合新建電網,如果用到已有電網中,就會引起大量的導線改造升級。在很多的電網改造中,只要原有導線不符合標準要求就作為瓶頸線路,即使未過負荷和未到運行年限也進行統一更換,這不但增加了成本和浪費已有的資源,而且增加了大量停電施工的時間。在聯絡很多的配電網中,尤其是電纜網中這種問題更為嚴重,此時輻射網的主干分支概念逐漸模糊,凡是不同饋線間的聯絡,即使以前是分支線路,都可以認為是主干網架的構成部分,因此,需要改造的線路范圍更大。
本文認為,由于負荷分布不均勻、變電站容量配置及配電網架結構的不*對稱,對網絡中聯絡通路的容量要求也并不是*相等的。應該從正常運行方式以及N-1運行方式下能正常發揮電網供電能力的角度,量化計算每個聯絡通路的負荷轉移容量需求,做到對電網瓶頸線路的定位,從而實現只對真正的瓶頸線路進行導體改造,避免較大范圍的停電改造施工。
目前對于瓶頸聯絡線的定位,常用方法還是人為決策,即規劃人員憑借其知識和經驗來定位這些瓶頸線路,這種方法受人為因素的影響較大,也很難考慮N-1后的轉供要求,其結果并不是*和的,并且其工作量也非常大。配電網瓶頸線路的自動定位和改造決策方法是一個值得研究的問題。
3.3配電自動化投資效益問題在智能電網背景下,配電自動化在中國正獲得新一次大規模發展的機會。智能電網背景下電網被看做是能量網和信息網的結合,能量網是一次系統,信息網是廣義的二次系統。配電自動化或者配電自動化都屬于廣義二次系統的范疇。通過二次系統的建設發展,讓一次系統實現信息化、智能化是智能電網提供的新型發展理念。只有具有*二次系統的一次系統才能夠較充分地發揮效率。基于上述理念,本文認為大量的配電自動化投資的經濟效益首先不在于可靠性,而是在于一次系統效率的提高,即在計算并確保安全的前提下提高一次設備的負載率。一次系統不僅本身投資巨大,其占有的站點和地上、地下通道在城市地區都屬于珍貴資源。配電自動化是實現網絡快速負荷轉移能力這一智能配電網新邊界條件的基礎設施。本文認為,配電自動化的大范圍實施將解決中低壓配電網信息化中的數據采集、通信、存儲、基本操作等基礎性問題,然后再開發新一代的安全配電調度系統,就能實現配電系統的高負載率安全運行。配電自動化大量投資的主要經濟效益將是通過一次系統的運行從而減少電網建設投資來獲得的。
3.4配電網安全運行問題在配電自動化普及的條件下,未來配電系統調度運行的發展方向是安全、運行。所謂就是前面討論智能電網實現配用電信息化,使得互聯的配電網具備快速負荷轉移能力,為變電站提供支撐;而城市區域電網資源的稀缺讓大規模的電網建設很難持續,更需要在保證安全條件下充分發掘現有電網一次系統的供電能力,提高資產效率。
供電能力是配電網在滿足安全約束下的zui大負荷供應能力,這為挖掘電網運行的潛力提供了量化計算工具。實現運行的另一個前提是計算配電系統滿足N-1運行的安全邊界,在調度運行中實時計算運行點與安全邊界距離。目前的配電調度系統尚不具備實時計算運行安全邊界的功能。新一代配電調度系統的發展方向是建立起類似輸電系統的DyLiacco安全框架,實現實時的安全監視、報警、預防控制、緊急控制以及優化功能。相對輸電系統,目前實際配電調度運行還較為初級,很多情況下都還停留在人工決策的階段。智能電網下的配電調度運行將發生大的變革。
利用配電網絡進行負荷轉帶的一個不利因素是在變電站主變N-1運行時通過配電網絡轉帶負荷可能會大大增加操作的次數,但實際操作運行中該問題并不一定很嚴重。這是因為在規劃中采用的是zui大負荷,實際電網在很多時候負荷水平并不高,可以僅通過站內轉帶就完成負荷轉移;只有在N-1故障發生在負荷水平較高的情況下,才會出現變電站內轉帶容量不足需要網絡轉帶的情況。因此,實際運行時操作次數的增加并不一定很多。
4基于供電能力優化的規劃新方式
4.1基于供電能力的規劃方式及與傳統方式的比較
按照規劃導則規定的現狀分析、負荷預測、變電站及網絡規劃等為主要步驟進行的傳統規劃方式,在中國十幾年來的大規模城鄉電網規劃建設中發揮了重要作用,但目前也正面臨著挑戰。
首先,傳統規劃流程中總是需要作出負荷預測,然后在負荷預測結果基礎上來形成并校驗規劃電網方案。其規劃結果受負荷預測準確性的影響很大,而負荷發展涉及因素非常多,存在不確定性,準確預測又是非常困難的。其次,在大規模復雜配電網規劃中,通常都將規劃分解為變電站選址定容和網架布線2個子問題。在變電站選址定容階段,通常采用容載比法來確定需要的變電容量,然后確定變電站主變配置時,在計及N-1安全原則時僅考慮變電站內主變的相互支持,而忽略配電網中負荷互供的影響帶來安全性的提升。因此,傳統規劃方案往往較為保守,經常需要新增變電容量來滿足新增負荷,將電網容載比控制在導則推薦范圍內,結果導致設備利用率偏低。此外,隨著城市的發展,規劃用地通道資源日趨緊張,新的變電站和饋線走廊建設越來越困難,傳統規劃方法也很難適應這種情況。總之,傳統規劃方式的著眼點在于中長期規劃中的目標網架規劃,適用于新建區域和快速發展的電網。而對于已發展成型的城市建成區配電網,其重點是如何針對現狀進行優化和近期規劃,需要探索新的、更好的規劃方式和方法。
供電能力的概念與傳統規劃方法zui大的不同在于能夠在負荷未知的條件下,計算滿足N-1安全約束的配電網zui大供電負荷,非常利于基于已知電網的分析和優化。在配電自動化條件下,配電網將具備快速的網絡負荷轉供能力。通過合理優化,已有電網*具有在更高負載水平運行的巨大潛力。因此,在進行建成區配電網改造和規劃時,不能忽略網絡互聯和配電自動化帶來的供電能力的提升。基于此,應該優先考慮利用已有網絡消納新增負荷,具體方法是校驗zui大供電能力與負荷的匹配程度,既包括總體上的匹配,又包括各個變電站主變供電能力與負荷的匹配程度,若不能滿足前者則需要優化網絡挖掘供電能力,若不能滿足后者則需調整負荷在變電站主變間的分布。調整負荷在變電站主變間分配的手段包括:優先通過配電網絡重構來調整,其次通過改變新增負荷接入電網的位置來調整,zui后通過改變饋線連接的母線來調整。此外,還可以通過新出饋線和線路切改來重新分配負荷。網絡重構中改變開關狀態將帶來負荷在不同變電站主變間的重新分布,應優先考慮,其次是裝設新的分段開關或改變分段開關的位置。
4.2基于供電能力的規劃案例
圖1案例配電網基本情況如下:110kV變電站3座(分別記為S1,S2,S3),總容量240MVA,現狀負荷128MVA,容載比1.875。規劃總負荷188MVA。新增負荷共60MVA,位置見圖中黑點,用L1至L7表示,其中,L1至L4各新增負荷6MVA,L5至L7各新增負荷12MVA。
圖1傳統規劃方案
若采用傳統規劃方式,則按導則確定規劃電網容載比達2.0左右,需新增變電容量120MVA,因此根據當前電網的主變配置情況,需新建1座3×40MVA的變電站(記為S4)。經過變電站選址規劃,并對出線進行新建和改造,得到規劃方案如圖1中虛線所示。
若采用基于供電能力的規劃,首先計算得到該配電網當前TSC為180MVA,小于規劃負荷總量188MVA,但是其達到充分聯絡的TSC為252MVA,大于實際負荷總量,即該電網可以通過新出饋線或者切改已有線路來重新分配負荷以滿足規劃負荷要求,而無需新增變電站。由此得到的規劃方案如圖2所示,其中點線為切改線路;規劃后該配電網TSC為200MVA,滿足了規劃負荷要求。
圖2基于供電能力的規劃方案
Fig.2ResultsofTSC-basedplanning
傳統規劃方法與基于供電能力規劃方法結果對比如表1所示。
表1傳統規劃和本文規劃方案對比
Table1Comparisonsbetweentraditional
methodandproposedmethod
由表1可看出,傳統規劃方案中新增了1座變電站,同時新建和改造出線也較多,建設成本較大。而按照基于供電能力的規劃方法,在原有網架結構基礎上,僅通過網架結構調整和負荷重新分配,利用網絡互聯帶來的網絡供電能力,就能夠消納新增負荷,滿足未來負荷增長需求。但是,如果新增負荷量較大,當總規劃負荷大于252MVA時,則必須考慮新增1座變電站滿足負荷需求。
從案例對比可以總結出基于供電能力的新規劃方式,其核心在于以下2點:①基于現有電網優化其網架結構、發掘其供電潛力;②通過優化負荷在電網中的分布達到電網供電能力與負荷的更好匹配。基于供電能力的規劃與傳統規劃的zui大區別在于新的規劃理念,傳統規劃立足于優先考慮新增變電站容量然后布局網絡;基于供電能力的規劃則立足于優先利用已有網絡消納新增負荷,然后再考慮新增變電容量。傳統規劃更適合于負荷快速增長、電網快速發展的場景;基于供電能力的規劃則更適合于負荷發展緩慢、電網相對成熟的場景。這種新的規劃方式能夠有效推遲電網建設,解決大部分城區面臨的站址和線路走廊緊張以及資產利用率低的問題,節省大量電網建設投資。
需要指出,zui大供電能力方法的應用必須建立在配電網絡能夠快速轉移負荷的基礎上,因此對于網架及自動化設備配置等都有其要求。首先,從網架上需要具備互聯的結構,這一條件隨著中國大規模的城市配電網建設改造的完成已基本具備;其次,zui大供電能力還需建立在普及配電自動化的基礎上,大量的網絡開關都需要具備遠程信息采集和操作功能,未來智能電網的發展將逐步具備這一條件。zui后,新一代配電調度系統的研發也是zui大供電能力發揮的一個必要條件。
5結語
本文探討了配電系統規劃建設乃至運行中面臨和即將面臨的諸多重要問題,其要點總結如下。
1)快速網絡轉供能力是未來智能配電系統的一個非常重要的新邊界條件,計及該條件的供電能力理論是挖掘配電系統供電潛力的方法工具。
2)配電網經歷大規模建設發展后應該精細化規劃建設,強調優化挖掘其供電潛力。通過合理優化,已有電網具有在更高負載水平運行的巨大潛力。改造和規劃應充分考慮網絡互聯和配電自動化帶來的供電能力提升。
3)二次自動化投資效益在于一次系統及其占有的城市資源的能量釋放,這是大規模配電自動化的一個主要經濟效益所在。
4)傳統規劃立足于優先考慮新增變電站容量然后布局網絡,適用于負荷快速增長、電網快速發展的場景;基于供電能力的規劃立足于優先利用已有網絡消納新增負荷,適用于負荷發展緩慢的成熟電網。
5)復雜互聯配電網存在簡化的空間,聯絡對配電網架的作用不同,應區別對待并明確區分負荷轉帶主路徑和備用路徑,運行維護中實現聯絡路徑的分級管理。
6)網架結構模式和導體選擇應做到標準化與個性特點的折中統一,從而避免過量的改造。
7)新一代面向智能配電網的調度運行系統的發展方向是建立起安全框架,實現實時的安全監視、報警、預防控制、緊急控制以及優化,達到安全、運行的目標。
總之,本文從一個新的角度給出了目前中國配電網發展中的問題解答,提出了配電網規劃、建設、運行的理念,以及基于供電能力優化消納新增負荷的新型規劃方式。本文工作是對未來配電網建設規劃和運行新模式的初步探索,并為相關研究提供了新方向。
作者:天津大學智能電網教育部重點實驗室肖峻李振生張躍
行業聚焦關鍵技術,推動智能配電網的研發和實施。由北極星電力網主辦,北極星智能電網在線承辦的“2012智能配電網及其關鍵技術研討會”將就未來我國智能配電網的發展,邀請這一領域的專家學者、企業高層以及相關電力部門領導,共聚一堂,進行深入探討。本次研討會將與2012年大電力電工展同期舉辦,屆時,各路商家、學者、媒體云集,對配電網這一領域的zui近技術與解決方案將實現激情碰撞,助力智能配電網市場的進一步升溫!: