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【封面策划】国网甘肃电力:发力新型配电网,满足多元化需求

发布时间:2024-04-26 作者:

  文/特约记者   王震   王昕月 

  最近,甘肃天水麻辣烫火爆“出圈”,也带火了当地的文旅市场。能够成为网红城市,天水靠的绝非一“食”之力,近年来,这座曾经的工业城市大力推动经济转型和基础设施升级,为现代农业、文旅产业的发展奠定了基础。以电力为例,2023年,国网天水供电公司开展小巷道“最后一百米隐患治理”行动,解决了低电压台区布线凌乱、运维管理难的问题,同时对全市1932个涉及花椒烘烤的台区进行增容改造,解决了区域性供电能力不足的问题,推动花椒、果蔬等特色农产品深加工产业发展。 

  天水配电网的升级,也是甘肃近年打造新型配电网的一个缩影。作为电网的“神经末梢”,配电网连接了主网和千家万户,既是确保电力安全可靠供应的最后一关,也是助力经济发展和产业振兴的关键一环。近年来,国网甘肃省电力公司结合省内城市发展和乡村绿色转型的需求,提高城乡配电网的自动化、智能化水平,为西部省份的高质量发展提供动力。 

    

  实现“秒级自愈” 

  支撑强省会建设 

  作为甘肃省省会、西北传统工业城市,兰州的经济发展快、人口密度大,不断增长的电力需求对城区配电网提出了更高的要求。在“强省会”行动的指引下,国网兰州供电公司编制了国际一流城市配电网示范区专项规划和建设方案,并将黄河以南、陇海线以北、雷坛河以东、东岗立交桥以西的40平方千米范围纳入示范区。 

  在过去几年中,国网兰州供电公司推动示范区架空线路入地,构建标准化网架,完善配电自动化功能,实施老旧街巷电力设施标准化改造,提升示范区的供电可靠性。 3月16日,该公司配电开关监测终端的接地选线功能首次监测到接地信息,随后,终端直接定位到高压客户并准确隔离、排障,保证了线路的稳定运行。 

  对接地故障的精准定位,既是兰州提升配电网自动化水平的体现,也是兰州打造国际一流城市配电网示范区的目标。一方面,配电自动化能够实时监测和控制电力设备,及时发现并修复故障,减少停电时间,提高供电可靠性;另一方面,配电自动化技术能够对负荷进行实时监测和调整,有助于提高能源使用效率,节约运营成本。 

  当前,多项自动化技术已经在兰州国际一流城市配电网示范区试点并投运,助力配电网实现“秒级自愈”。以馈线自动化为例,这项技术可根据配电线路的故障信息自动进行分析研判,快速定位故障区域,通过系统自动遥控开关,实现配电线路故障区域快速隔离和非故障区域自动恢复供电。2023年6月20日,110千伏宋家滩变电站一条10千伏线路发生故障,开关跳闸。在5秒钟内,全自动馈线自动化功能启动,完成故障定位,随后线路13号杆上的分段开关遥控分闸。16时49分22秒,该线路20号杆上的联络开关遥控合闸。在28秒内,线路实现了故障区域隔离和非故障区域恢复供电。截至2023年年底,示范区内的19条线路已投用全自动馈线自动化功能,91条线路投用半自动馈线自动化功能,10千伏配电网自动化覆盖率已经从2021年年底的7%提升至88%,具备了可观、可测、可控等功能。 

    

  有效配置绿电 

  助力乡村低碳发展 

  如果说,兰州国际一流城市配电网示范区的重点是“快速处置”,那么,位于天水市清水县的现代智慧配电网则更关注“有效配置”。 

  当下,甘肃省内的农村配电网面临着较以往更为复杂的形势。随着农村地区电采暖、分布式新能源的接入,加上电动汽车充电桩布点以及农业旅游产业发展,农村地区的负荷出现快速增长,老旧线路已无法满足日益增长的供电需求。同时,经过网架结构优化调整,农网整体联络率接近80%,由于线径小、老化严重等,存在线路局部“卡脖子”问题。 

  其中,分布式新能源的大量接入带来的压力尤为值得关注。在实施光伏扶贫政策期间,国网甘肃电力累计并网扶贫光伏容量127.6万千瓦,光伏为壮大贫困村集体经济开辟了新路径,也给电网的安全性带来了挑战。以位于甘肃省东南部的清水县为例,作为太阳能资源Ⅱ类地区,清水县从2017年起依托光伏扶贫政策发展新能源,以“中国零碳示范县”为目标,打造陇东南清洁能源一体化发展示范区。预计到“十四五”末,全县清洁能源装机容量将达到600兆瓦以上,年发电量将超过10亿千瓦时。 

  2023年,甘肃首个现代智慧配电网示范工程在清水县开始建设,配电网建设以“安全高效、绿色低碳、柔性灵活、智慧融合”为目标,提高对本地新能源的消纳能力。依托“一站式业务平台”的数据,供电公司可对电网各侧的能源数据流状态实现全感知。借助分布式电源群调群控功能,供电公司可以帮助分布式能源就地自治协同及高效利用,提高区域内“源网荷储”的友好配电网调控和交互能力;利用虚拟电厂,清水区域内分散的分布式能源、可控负荷和储能系统等资源将获得聚合和协调优化,并参与到电力市场中。 

  借助上述技术,清水县将实现示范村分布式光伏信息全接入和智能管控,同时打造“不停电示范台区”和“共享储能”应用新模式,利用移动储能装置实现台区应急保电和“不停电”作业。此外,该工程还计划在当地建设光、储、充、直柔微电网试点示范基地,建成后将形成低压交直流柔性互联、充电设施高效承载、新型储能多元化利用的新型智慧配电系统,推动能源与生态环境协调和可持续发展。 

    

  打造新型配电网 

  推动城乡高质量发展 

  截至2023年年底,甘肃电网已建成110千伏变电站363座,主变压器677台,容量2792万千伏安。35千伏变电站783座,主变压器1524台,容量853万伏安。配电网自动化系统覆盖率为86.67%,配电网故障定位系统覆盖率为96.73%。 

  外部环境的变化和电网自身升级转型的需求,给甘肃的配电网升级发展带来了新的要求和任务。 

  3月底,国家发展改革委指出,坚持在发展中保障和改善民生,不断健全公共服务体系,提高人民群众生活品质。电网作为提供电力服务的基础设施,是基本公共服务的重要组成部分,安全、稳定、可靠的服务是保障基本公共服务得以实现的重要前提。在保障民生供电的要求下,配电网将面临新的任务。 

  随着新型电力系统建设不断加快,分布式可再生能源、电动汽车的快速发展,分布式电源渗透率、电动汽车消费占整体汽车消费的比例均在提高。分布式电源带来的间歇性、波动性或影响电压的稳定性,并带来设备反向重过负荷、电压越限等问题,充电行为的持续增加则会增加配电网的峰谷负荷,给调峰增加难度,并可能引发电压波动和闪变等问题,影响配电网的稳定运行。 

  引入更多技术,实现从传统的单一供配电服务网络向源网荷储资源高效配置平台转变,或将是应对上述种种挑战的方式之一。 

  在城市地区,甘肃将持续加快建设兰州等国际一流现代城市配电网,优化完善城市配电网网架结构。其中,兰州等重点城市构建电缆双环网,其他城市构建多分段单联络架空网,打通电缆管网和线路路径瓶颈,提升配电网互联互供能力,提高城市供电可靠性。 

  在县域和园区,甘肃在建设天水清水县、陇南两当县等县域现代智慧配电网的同时,开展敦煌市“全域零碳”、庆阳“东数西算”园区现代智慧配电网试点建设,以构建新型配电系统,强化源网荷储协同发展,满足分布式新能源发展需要。 

  根据国网甘肃电力的规划,到2030年,甘肃配电网将基本实现柔性化、智能化、数字化转型,中心城市达到国际一流配电网水平,示范试点县建成现代智慧配电网,满足分布式电源、新型储能及各类新业态发展需求。 

  届时,智能化调度、辅助决策、信息综合研判等技术应用将被进一步开发,以适应新型电力系统建设要求。