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城区配电网网格化规划创新

2020-10-21刘安祥蒋伟袁安荣范福来

大众科学·上旬 2020年1期
关键词:网架网格化城区

刘安祥 蒋伟 袁安荣 范福来

一、城区配电网网格化规划背景

(一)适应高可靠性供电的需求

随着近几年某地区城市建设发展,用电负荷的不断增长,配电线路无规则的自然延伸,造成供电所之间配电线路供电范围无明显的划分界线,线路之间交叉、迂回供电,线路供电半径过长,直接影响安全生产的组织及降低线损指标的实现。由于当前网架薄弱,结构不合理,当配电线路发生故障时,从查找事故点到布置现场安全措施以及事故抢修,一般需较长时间,且需由熟悉现场情况的人员,才能组织完成,并经常造成一停一大串、一停一大片的局面,很难适应高可靠性供电的要求。实现城市配电网格化后,将原有供电所按照网格分区进行调整,形成配网站:明确了配网站之间的供电范围,供电营业厅之间的供电界面清晰,且以配电网目标网架为基础,以城市主要街道为界面,根据配电线路的供电半径、地理半径及负荷分布情况,将城区分成若干相对独立的网格,在网格的基础上再细化供电单元。由于每个网格(单元)均可实现独立供电,当该网格(单元)线路停电检修作业时,只需在电源入处做好安全措施后,即可保证只要作业组成员作业不出此范围,就无触电的危险。因为此网格(单元)独立供电,因此安全措施概念清晰,适应于安全、规范、高效的集中检修需要。

(二)适应供电运维管理需求

面对加快构建以客户为中心的现代服务体系。提升客户满意度和获得感的要求,目前还有一些不足。业扩报装工作流程繁琐,耗时较长导致客户久久不能用电;营销、生产人员线损管理各自为政,相互推诿情况时有发生、台区线损率居高不下,台区线损合格率一直偏低,专业划分过细,管理链条过长。各相关班组人员自扫门前雪现象突出,抢修效率低下。该公司存在的三大不足营商环境有待改善、线损管理有待提高、工作效率有待提升。

实现网格化后,运维管理可以有效改善三大痛点。将城区原来的4个班组整合为城区供电服务站1个班组里,实行统一的管理,成立配网站。二是优化管理流程,成立按照网格化规划划分成果,形成运维网格组,建立“设备主人+客户经理”机制,加强网格协作。三是实行专业融合,将原来7个专业融合为一体,为此公司开展了大量专业的技能培训,培养“一专多能”型人才。四是服务地点的优化,将原来分散的班组整合搬迁至城市中心地段,辐射整个城区,为客户带来更加快捷,高效的供电服务。

(三)适应城市发展的需求

随着城区的不断发展,市政建设和环境美化对电力通道的限制,加之新建商业和住宅小区的用电增长,急需规范和规划配电网,以适應城市管理、城市发展日趋规范化、制度化的趋势。作为城市基础功能的供电网络,特别是配电网络,必须纳入城市总体规划统筹考虑,这是社会赋予供电部门的职责,配电网格化的组织与实施,即是城市发展总体规划组织与实施的相应部分,并为供电企业的发展和服务奠定了基本的社会空间。

二、城区配电网网格化规划的内涵和主要成果

根据供电公司加强配电网规划管理工作安排,结合用电需求发展形势,对城区配电网现状进行梳理,构建完善的配电网规划建设方案,对于更好地引导“2019~2025”年配电网建设、保障配电网可靠供电、促进配电网发展质量提升具有重要的意义。瞄准“三型两网、世界一流”发展目标,贯彻电网发展新理念新思路,突出安全、质量、效率、效益、服务,落实以可靠性为中心、资产全寿命周期管理、差异化规划、标准化建设等理念和要求,强化精准投资,坚持问题导向、目标导向和效率效益导向相统一,坚持目标网架引领,做深做细“网格化”规划,加快补齐历史欠账、短板和薄弱环节,引领带动配电网高质量发展,提升精准规划和精准投资水平,有力保障企业战略和规划有效落实,管理效率和综合效益得到明显提升。

(一)供电网格(单元)划分思路

(1)结合城区配网现状,按照管理界面清晰,考虑标准网架、可靠性要求、远景负荷等因素划分的相对独立的供电区,一般应具备2个及以上主供电源,且电源间具备一定转供能力,具有一定的“自治自愈”能力和相对独立的运行、管理、维护权限。

(2)供电单元指在供电网格内部,由若干个相邻的、供电区域分类等级相同或接近的、用电类型以及对供电可靠性要求基本一致的地块(或用户)组成的功能单元,其供电网络是在满足N-1情况下构成的能独立承担正常供电任务、规模适度的线路接线单元。

(二)供电网格(单元)划分情况

(1)供电网格划分情况

综合考虑上述原则和城乡总体规划对片区进行定位及详细划分,城区划分为中心城区网格、老城片区网格、城北片区网格、城南片区网格、工业园西区网格和工业园东区网格。

(2)供电单元划分情况

在供电网格划分的基础上进一步划分供电单元,将城区划分为24个供电单元,中心城区网格划分为4个单元、老城片区网格划分为3个单元、城北片区网格划分为3个单元、城南片区网格划分为4个单元、工业园西区网格划分为5个单元和工业园东区网格划分为5个单元。

(三)配电网现状评估及电力需求预测

收集城区电网运行资料,包含35千伏及以上公用变电站数量,主变台数,主变容量,线路情况等;中压电网数据,线路条数和长度,台区数量等。对城区的用电量和最大负荷进行科学预测,规划至2020年、2025年和远景饱和年。

(五)配电网规划技术原则

1.高压技术原则

(1)根据经济增长和社会发展的不同阶段,对应的城市配电网负荷增长速度可分为较慢、中等、较快三种情况,分别对应容载比如下表所示,总体宜控制在1.8~2.2范围之间。

(2)110kV电网推荐“强-简-强”的电网结构:220kV电网结构较为坚强时,110kV电网一般采用较为简明的结构,10kV电网应形成网状或环网结构,并完善变电站之间联络,形成对上级电源的支撑能力。城区宜采用链式和双辐射为主的电网结构。

(3)城区应根据负荷的空间分布及其发展阶段,合理安排供电区域内变电站建设时序。变电站内主变台数最终规模不宜多于3台,B类、C类供电区域变电站建设初期不宜少于2台。变电站的布置应因地制宜、紧凑合理,尽可能节约用地。原则上,B类供电区域城区可采用全户内或半户外站,可考虑采用紧凑型变电站。

(4)B类供电区域110kV架空线路截面不宜小于240mm2,35kV架空线路截面不宜小于150mm2;C类供电区域110kV架空线路截面不宜小于150mm2,35kV架空线路截面不宜小于120mm2。

(六)电力平衡

根据预测,城区主变容量严重不足,需要新建、扩建变电站,至远景年需增加B类供电区域110kV变电容量在367.33~517.19MVA之间,按单台主变50MVA计算,需增加主变规模为7~10台之间;需增加C类供电区域110kV变电容量在374.97~536.07MVA之间,按单台主变50MVA计算,需增加主变规模为7~11台之间。

(七)供电网格(单元)网架规划

1.规划思路

根据城区电网发展现状,梳理出每个变电站、每回10kV中压线路存在的问题。针对这些短板问题,立足于解决现有电网薄弱环节、优化电网结构、提高电网供电能力和适应性;在兼顾远近衔接、新建和改造结合的前提下,努力实现电网接线的规范化和设备选用的标准,以“网格化”的空间布局、差异化的规划标准、模块化的典型网架、系统化的负荷预测、多元化的规划结果为理念,开展配网能力提升工程;在电力系统技术导则的指导下,在电网安全可靠运行和保证供电质量的前提下,统筹配电自动化、通信、廊道规划,引领配电网标准化建设,实现网格化供电,达到电网建设技术先进和经济合理的目标。

(1)远期规划思路

实现网格化供电,构建网络清晰、联络有序、负荷均衡、可靠性高的配电网,规范配电网目标网架及其过渡过程,提升精益化管理水平。

(2)近期规划思路

根据城区现状电网的特点,亟需解决的短板问题,结合市政规划等相关情况,在满足用户用电需求的基础上,提出近期中低压配电网的建设和改造方案。

2.网架规划

(1)远景年目标网架

至远景年,城区增加10kV出线约100回,线路平均供电负荷有较大裕度,供电能力充裕,且线路负载率处于合理的供电范围之内。共形成81组标准接线,其中70组单环网和11组双环网接线,线路联络率达到100%,网架结构坚强。

从变电站供电能力分析,各网格单元均实现独立供电,变电站供电范围合理,无交叉供电情况,负载率均匀;从线路供电能力分析,规划线路可以满足目标年负荷需求,设备资源充分利用;从网架结构分析,线路间形成有效联络,能够满足线路的“N-1”校验要求,供电可靠性得到了保证。

(2)近中期网架

至2025年,城区增加10kV线路约45回,从变电站供电能力分析,各网格均实现独立供电,变电站供电范围合理,无交叉供电情况,负载率均匀;从线路供电能力分析,规划线路可以满足负荷需求,设备资源充分利用,并能有效的向目标网架过度;从网架结构分析,线路间形成有效联络,能够满足线路的“N-1”校验要求,供电可靠性得到了保证。

三、城区配电网网格化规划实施效果

(一)配电网规划提升,解决短板问题

城区现状存在的负载重、线路装接容量偏高、网架乱等问题均得到了有效解决。经过网格化建设与改造,城区中压配电网运行灵活性、供电能力及可靠性均得到了很大的提高。

网格化规划实施后,城区配电网的短板问题得到较大改善;网架更加坚强,网络结构更加清晰,负荷供应能力进一步增强,通过负荷调整、变电站新出线等项目,重载线路,及不满足“N-1”线路全部解决。

(二)网格化规划实施,提升数据指标

城区现状年供电可靠率99.8592%提升到2025年的99.9311%,综合线损率由4.97%下降到3.53%,变电站主变及线路“N-1”校验均达到100%。

2025年规划区运行指标较2018年有很大的提升,可见城区配电网网格化建设成效显著。

(三)延伸网格化管理,增加核心竞争力

在网格化规划落实的过程中,延伸到网格化的管理。形成一个以电力公司的主管领导为带头人,进行总体的统筹、分配、调控和管理。各电力部门的主管对相关的业务进行管理运行,督导和协调电力的营销工作;供电网格的区域主管具体落实电力的分配管理,做好电力的售后管理服务;具体用电管理工作人员负责管理好自己网格的电力输送的工作形成一个整体联动的管理方式,做到责任分明,管理有效实现城市配电网格工作人员、职责、任务等相关的工作落实到位。建立起一个网上的供电网络管理体系,做到供电网格的“一网多格、一格多员、按格定岗、责任捆绑”电力营销管理和监控的网格化的电力管理模式。电力工作巡查小组负责对电网的维修、销售等相关问题要进行调查,及时地处理和协调各个网格单位用户用电的需求。

供电公司整体管理水平持续提升,以网格化规划为优势,形成网格化管理的核心竞争力,在电力公司系统内同类型供电企业保持优势,继续领先。

(四)加强政府緊密合作,促进城市发展

网格化规划需要紧密衔接城乡发展总体规划和控制性详细规划,如能将网格化规划成果纳入控制性详规等专项规划,配电网规划项目落地执行水平将大大提高,从而更加高效的为城市发展提供供电能力充足、网络结构优化、电能质量优质、服务质量优良的供电网络。全力满足城区人民生产生活的电能需求,成为城区服务行业对外展示的窗口之一,提升了地区核心竞争力,促进政府成功招商引资,助推地区经济提速发展。

形成网格化政企协同办公机制,成立以政府分管电力部门、发改委等相关职能部门和供电公司各业务负责人为成员的网格组,负责协调解决网格化建设过程中发生的问题;将电网网格化建设项目推进进度情况纳入区委区政府政务督查室督查,并作为政府职能部门和乡镇干部业绩考评的重要指标。形成供电企业与地方政府间相互支持、合作双赢的良好局面,更好的为城市发展提供有力保障。

作者简介:

姓名:刘安祥,出生年月:1983.10.20,性别:男,籍贯:重庆,学历:大学本科,专业:电网规划,任职单位:国网重庆市电力公司铜梁供电分公司,主要研究方向:长期从事供电企业规划设计、经营管理等工作;在电网规划负荷预测,县级供电企业电网网架结构、网格化电网规划和运维、泛在电力物联网背景下的电网规划等方面有较深研究。

姓名:蒋伟,出生年月:1972.10.23,性别:男,籍贯:重庆,学历:研究生,专业:营销管理,任职单位:国网重庆市电力公司铜梁供电分公司,主要研究方向:长期从事供电企业营销、经营管理、发展规划等方面工作;在营销大数据研究支撑电网规划方面有较深研究。

姓名:袁安荣,出生年月:1968.07.28,性别:男,籍贯:重庆,学历:研究生,专业:电网调控,任职单位:国网重庆市电力公司铜梁供电分公司,主要研究方向:长期从事供电企业电网调控、经营管理、发展规划等方面工作;在电网运行、电网网架结构等方面有较深研究。

姓名:范福来,出生年月:1975年9月,性别:男,籍贯:重庆铜梁,学历:大学本科,专业:电力系统及其自动化,任职单位:重庆铜梁供电公司,主要研究方向:电网规划。

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