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同世界發達國家配電網相比,我們該直面的差距

綜合國內外配電網現狀,特別是我國配電網與國際先進水平的差距,我國建設國際一流配電網需要考慮以下幾個方面: 1、社會、經濟宏觀比較。 社會和經濟的發展狀態直接反應并指導配電網規劃及建設。我國的新型城鎮化建設、人均年生活用電量等方面的一些綜合數據顯示,我國城鎮化和電氣化水平空間較大。相應的,城鎮配電網規劃、建設以及規模化發展仍有較大潛力。 2、供電可靠性。 以2014年為例,我國10 千伏用戶平均供電可靠率為99.940%,平均停電時間5.22小時/戶。其中,城市(市中心+市區+城鎮)用戶平均供電可靠率為99
綜合國內外配電網現狀,特別是我國配電網與國際先進水平的差距,我國建設國際一流配電網需要考慮以下幾個方面:

  1、社會、經濟宏觀比較。

  社會和經濟的發展狀態直接反應并指導配電網規劃及建設。我國的新型城鎮化建設、人均年生活用電量等方面的一些綜合數據顯示,我國城鎮化和電氣化水平空間較大。相應的,城鎮配電網規劃、建設以及規模化發展仍有較大潛力。

  2、供電可靠性。

  以2014年為例,我國10 千伏用戶平均供電可靠率為99.940%,平均停電時間5.22小時/戶。其中,城市(市中心+市區+城鎮)用戶平均供電可靠率為99.971%,年平均停電時間為2.59小時/戶;農村用戶平均供電可靠率為99.935%,年平均停電時間為5.72小時/戶。

  與國際先進水平進行對比,2011年新加坡供電可靠率達到99.999941%,平均停電時間為0.31分鐘;2009 年日本東京供電可靠率達到99.999619%,平均停電時間為2分鐘。

  據此可看出,我國供電可靠性提升空間和壓力較大。

  3、配電網結構。

  配電網結構決定了網絡運行的可靠性、靈活性。在這一方面,不同國家形成了各異的設計方法。

  以城市配電網為例,巴黎城區電纜網采用三環網T接或雙環網T接方式;倫敦電纜網采用多分支多聯絡接線方式;東京22千伏電纜網采用主線備用線、環形、點狀網絡接線方式,6千伏架空網采用多分段多聯絡方式,電纜網則采用多分割多聯絡方式;新加坡電纜網采用“花瓣式”,也即環網閉式的接線。

  盡管具體拓撲不同,國外先進網架結構的基本趨勢是呈現“啞鈴狀”發展,核心原則是“強化兩頭、簡化中間”,既保證可靠性安全性,又避免重復建設。

  目前,我國北京市高壓配電網與國際先進配網相似,以環網、放射狀運行(即“手拉手”網格結構)為主,然而其中壓配電網提升空間較大,電網結構相對薄弱,網絡接線模式復雜,難以形成標準化。

  此外,國外先進水平10(20)千伏城網架空線路絕緣化率高達80%以上,而國內目前僅僅22.4%。因此,在配電網結構升級方面,當前一大要務是借鑒國外先進水平,做出符合本地發展實際的調整。

  具體講,對于一線城市,力爭構建兼具可靠性和靈活性的網絡架構,全面實現雙側電源和環網結構,加強中壓線路聯絡率,提高負荷轉供能力;對于其他城市、城鎮,結合本地經濟、負荷發展,首要解決高壓配網N-1能力不足問題、“單線單變”問題,逐步改善中壓配網分段不足和線路聯絡不足問題;鄉村地區首先改善供電半徑問題。

  4、配電網自動化水平。

  2014年時,國家電網公司范圍內配網自動化總體覆蓋率為20%,智能電表覆蓋率為60%。日本自動化覆蓋率幾乎達到100%,法國為90%。

  就實際情況來看,我國部分一線城市初步實現了配電網可觀可控,其他區域的運行監測、自動化控制能力欠缺,仍有大幅提升的潛力和任務。

  具體而言,在基礎設施建設方面,一線城市應著力提升中、低壓光纖及其他通信網絡的建設;其他地區應增強高、中壓通信基礎設施建設,并配合適度發展不同程度自動化設備水平。

  5、配網資產管理。

  配電網新老設備和新舊技術網絡的集成,是未來綜合能源系統的物理載體,是智能電網和能源互聯網建設必不可少的基石和支撐。

  因此,全面系統地掌握現有配電網設備和網絡的健康水平,應該是對配電網資產的精益化高效管理的出發點。

  從國外發展歷程來看,當經濟、用電負荷的增長基本達到穩定,配網企業實現社會責任、合理管控電網、提升盈利能力的保證是資產管理技術。

  如何高效盡限利用現有設備和網絡是國際大電網組織的兩大方向之一。特別是隨著有經驗的工程師、技師退休,人才出現斷層和傳承青黃不接,豐富的第一手經驗和專業知識傳承出現危機,這已經引起了全球關注特別是西方發達國家的高度警惕。

  以英國配網為例,從20世紀70年代開始,英國即嘗試對配網大量資產科學管理,其開發的資產管理系統甚至早于基于IPv4的互聯網技術。

  目前,經過長期實踐,英國配網在技術規范、軟硬件平臺研發與應用等方面形成了大量先進經驗。相較而言,國內資產管理理念和技術起步較晚。資產管理技術和水平仍需大幅提升。

  針對配電設備量大面廣、單體價格相對低廉,配電網結構復雜多變等特點,當前應盡快深化研發適應我國國情和配網管控方式的資產管理理論/應用體系,并深入開展試點工作,進而對有益的方案進行推廣應用。

  國家電網公司去年也開展了配電網資產國際對標,我本人作為專家也參與了一些工作。我認為特別要轉變理念,深刻認識科學智能的資產管理是提質增效的有效途徑。資產管理不是一項單純簡單的管理工作,而是一門集成多種理論、技術和經驗,同時統籌技術、經濟、管理的系統性綜合學科,一門平衡成本、績效和風險三方面的藝術。

  未來綜合能源互聯網也將對配電網資產管理提出更高的要求,以能源信息物理系統、大數據、深度機器學習和人工智能應用等為方向的技術將為資產管理提供科學實用的方法和工具。
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