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智能电网要求下的20kV配网建设需求分析

2017-02-10汪涛

中国高新技术企业 2016年34期
关键词:电网系统智能电网

汪涛

摘要:智能电网是输配电技术发展的必然趋势,国家可基于实际情况规划智能电网建设。我国于2009年5月提出了坚强智能电网,国家配电网是电网系统中的重要内容。随着电力系统网络的改造建成,人们更加强调智能配电网的完善,从而有效提高供电质量。文章探讨了智能电网要求下的20kV配网建设需求分析,并提出了实用性应用措施。

关键词:智能电网;配网建设;建设需求;输配电技术;电网系统 文献标识码:A

中图分类号:TM76 文章编号:1009-2374(2016)34-0172-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.34.083

传统配电网均是供方主导、单项供电,且大都是基于人工管理运营,而智能配电网强调的是潮流双向流动,其运行亦是高度自动化的。智能电网的发展可鼓励消费者知情参与,且适应于各种电源种类与电能储存方式,亦可推动现代化新产品、新服务、新市场的开发,从而为人们提供适应的电能质量,可合理优化电力资源调配,以便加强运作效率。其可实现自动检测和控制与修复,能够更好地预防系统运行故障,可于自然事故与人为事故下稳定运行。智能配电网安全性极高,且可以抵挡各类进攻,能够保护用户供电连续不停,智能配电网可提供高质量电能,从而满足更多客户的要求,确保客户设备正常运行。因此探讨智能电网要求下的20kV配网建设需求分析,对智能电网的进一步发展有着极大推动作用。

1 智能配电网

1.1 智能配电网简述

智能配电网可以说是目前世界能源产业发展最快的电网系统,此类概念是2011年美国电力科学研究院提出的,且将2003年提出的《智能电网研究框架》进行了定义,其集成了传统现代电力工程技术和高级传感与监视技术以及信息和通信技术输配电系统,其具备更为健全的性能,从而为用户提供相应的增值服务。国家配电网为整个电力系统的重要内容,近年来的电力系统农村网络和城市网络改造完成之后,该采取怎样的智能配电网管理方式,从而提高供电质量,以便完善智能配电网建设。智能配电网安全性极高,可有效抵制各种进攻,从而保护用户连续供电,智能配电网可有效提升电能质量,保证其有效值与波形满足各方面要求,这样也能确保用户设备正常运行。

1.2 国内20kV配电网发展

我国提出20kV电压等级历经了很漫长的时间,在20世纪70年代末,可以说我国已经可将诸多复杂的中压配电压统一到了10kV工作;之后随着社会经济的发展,电力负荷不断增加,20世纪90年代开始,郑州工业学院与武汉高压研究所提出了关于20kV配电电压的使用问题;1992年,我国公布了《标准电压》,其间提出了20kV标准电压,且指出了为用户要求时使用;到了1993年,我国苏州工业园区开始使用了20kV配电电压等级,到了1996年就开始投运;之后就是北京、上海等地都纷纷对20kV配电电压等级实行了全面论证;2003年,我国辽宁本溪供电公司在南芬地区使用了20kV配电,同时也获得了很大的经济效益,这也是我国第一个使用20kV架空线路的单位;到了2007年8月,我国江苏省电力公司发布且推广应用了20kV电压等级。

2 20kV配电网优势分析

2.1 配电容量大

随着经济社会的飞速发展,国内用户负荷密度不断加大,传统10kV配电网容载比根本适应不了现代化社会发展需求,这时就严重影响了供电可靠性,且应根据实际情况来增加新电源点,以便满足各种负荷需求。不过因这些地区所处地方均是经济发展快速的开发区,这时的站点、线路走廊、上级电源点选择应非常严格。线路使用条件不变时,其电压等级是逐渐上升的,且线路输送容量亦会增加1倍。

2.2 线路末端电压水平高

线路电压损失率应强调电阻、电抗、有功/无功功率的重要性,其负荷不变时,20kV输电线路电压降损失率低;如果负荷增多至4倍,20kV输电线路电力损失率与10kV是相同的。这时对电压质量要求偏高位置,其20kV电压等级良好性十分突出。

2.3 降低线损

功率损耗降低百分数对电网升压之后的有功功率耗损十分重要,其间10kV电网升压之前的电压与20kV电网升压之后的电压是不同的。10kV供电半径偏短且其耗损量大,供电负荷偏小且负荷密度大的问题十分显著。相同供电半径下可使用相同界面导线,20kV线路输送功率大于10kV;相同负荷密度条件下,20kV供电半径大,其供电面积更大。

2.4 减少出现数目

20kV电压等级提升之后,输送和10kV电压相同容量时,其间导线需要截面面积会有效减小,这时就降低了有色金属投资,也就是能节约资源,同时也节约了线路投资。20kV电压等级的引进可有效节约更多的线路走廊,以便缩减电力设施设备的占地资源,而这对城市土地有着极大作用。

3 20kV配电网建设

3.1 20kV配电网建设实施

20kV配电网建设往往是分为10kV配电网成熟区域,中压配电网空白、薄弱区域或其余区域。10kV配电网成熟区域强调的是此类区域内电力需求量增加趋近于稳定状态,10kV中压配电线路主要是电缆,而当下已经实现了手拉手环网接线和开环运行十分成熟的配电系统,较短期间之内应维持10kV不变,这时可使用增容改造来满足负荷的增长。10kV电力设备到了使用期限之后再引进20kV电压等级;中压配电网空白或薄弱区域,通常老城区外的新型工业园区和开发区与居住区等,其间相关的块均是相对独立和完整的,应全面预测负荷密度区域,区域中并无变电站布点和配电网十分薄弱。此区域可有效推广20kV电压等级,从而不断扩大20kV配电网络;其他区域则强调的是10kV配电网已经有着相应的规模,但传统配电网根本适应不了现代化社会发展需求。而此区域可被划分为20kV、10kV混供区域,从而给新用户接入20kV,以便降低运行模式成本,但应限制10kV接入。其间10kV、20kV共同运行时,应及时更换掉10kV设备,从而尽可能减少10kV配电网供电区域,以便逐渐完善20kV配电网建设。

3.2 20kV配电网建设实施步骤

通常20kV配电网实施之前应全面分析配电网现状与电力需求增长及土地资源等类因素,之后再全面分析。20kV配电网实施通常可分为下述三个方面:

3.2.1 加强逐台主变升压改造。目前的配电网已十分成熟,不过这根本适应不了现代化社会经济发展需求,且土地资源缺乏,根本找不到新站点。应对变电所中的主变逐台进行改造,从而将20kV配电网逐渐建成。不同电压等级下的馈线是不同的,且应为其添加相应的联络变压器,以此加强供电可靠性。

3.2.2 加强新建站点过渡。目前的中压配电网较为薄弱,其负荷增长很快,这使得变电站落点容易的地方总是新开发区,在此类区域构建110/20kV变电站,这样才能提供相关服务为新报装用户,10kV用户设备到了使用期限之后,再将其升压至20kV。应于不同电压等级馈线上添加联络变压器,以此提高变电站之间负荷转移能力,这样才能增强供电可靠性。

3.2.3 建设中应注意的问题。往往新建成的110kV变电站应不断加强其负荷供电,而新建配网线路应和现在的10kV互相联系,以此增强其高负荷下可靠供电。但这时如果使用20kV就务必于10kV配电网区域中规划单独的20kV供电。但目前是没有20kV电源点,应及时替换和完善设备,不过不可实现停电改造。

用户方的配电设备诸多,比如变压器、电压互感器、电流互感器等,这些均需进行全面改造与更换。如果涉及的用户数量极多,这时就很难形成统一,但最终有不少110kV变电站的规划与建设,不过20kV电压等级会受到极大的限制。配网电压提高到20kV时,需要改变更多,比如架空线更换绝缘子时,其间线间距会不断增大,电缆亦会因绝缘水平缺乏而被更换,断路器与隔离开关就需要再次选择,但同时电流互感器与避雷器亦应随之更换,而用户处的变压器也应进行改造。

4 结语

国家社会经济水平的不断提升推动了智能电网的进一步发展,而智能电网是现代化世界能源产业发展变革最新的电网建设,可以说这是未来电网的发展方向。智能电网具备良好的自愈性,能够对电网的运行状态实行连续不断的在线自我评估,从而给出相应的预防性控制手段,以便及时发现其间存在的问题与故障隐患,其系统运行与批发及零售电力市场进行无缝连接,亦可推动电力交易的有序开展,使得资源配置最优化,从而优化电力产品的全寿命周期。智能电网可用于发电和分布发电模式,从而实现负荷处的交互。但尽管我国智能电网配网建设飞速发展,其间仍存在诸多不足之处,这也说明探讨智能电网要求下的20kV配网建设需求分析,对智能电网的进一步发展有着极大的推动作用。本文分析了智能配电网,并对20kV配电网优势进行了分析,探讨了20kV配电网建设,为职能电网建设水平的提升提供参考依据。

参考文献

[1] 刘平,马新明,戴迪.20kV电压等级应用的探讨[J].电气开关,2010,(6).

[2] 方旭东,李智.20kV配电网优越性及现实建设中存在问题的探讨[J].电气开关,2010,(5).

[3] 刘开俊,宋毅.主动配电网规划理论与实践方向探索[J].电力建设,2015,(1).

[4] 高亦南.10kV与20kV混供电网中配电变压器的选型

[J].电力设备,2008,(9).

(责任编辑:小 燕)

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