李鑫
国网冀北电力有限公司霸州市供电分公司,河北省,霸州市,065700
摘要:为顺应能源改革需求,配网发展的方向是以实现风电、光伏和燃料电池等分布式电源高比例并网以及电动汽车、储能装置、微电网和电能替代技术对应的多元化负荷接入为目标。如何举例探讨如何基于分布式电源及多元负荷的主动配电网来建设高效供电。
关键字:分布式电源;多元负荷;主动配电网
1引言
配电网在当前国内外智能电网发展中受到越来越多的重视。原因之一就是配电网直接面向广大用户,其供电可靠性和电能质量直接关系到用户的用电体验,体现在对用户不断增长的各种用电需求能否有效满足;原因之二就是配电网提供了分布式能源与多元负荷广泛接入的场所,为接纳可再生能源发电和电动汽车等多元负荷准备了条件。
此分布式电源及多元负荷的主动配电网高效供电示范工程项目落于国网某供电公司供电区域内,实施范围分为主动配电网示范区和配电自动化实施区两大区域;建设内容为主站建设、终端建设、通信建设、信息交互总线建设等方面。
1.项目建设目标
(1)探索分布式光伏渗透率高、储能设施缺乏、工业负荷密度大、电网还较为薄弱的县级地区主动配电网建设路线,为其他地区以后开展主动配电网建设提供借鉴。
(2)建设一个“网-源-荷”协调优化管理的管控中心,实时掌握配电网的运行态势,建立配电网与客户之间的良好互动关系,实现对发电、负荷及网络结构的主动控制、主动管理与主动服务.
(3)采用基于GOOSE的智能分布式保护技术,不依赖主站,通过智能分布型终端之间的高速信息交互,可快速完成故障定位与隔离,使得配网供电可靠性得到进一步提升;
(4)建设主动服务平台,提供面向电网、企业、社区、家庭、政府等不同群体的电力信息发布和增值服务,实现面向供电企业、发电企业、用电客户、政府的主动服务功能;
(5)成功积累光纤、无线专网、无线公网、载波等多种通信管理经验。
2.项目建设过程
2.1项目实施区域
实施所在区域均为某市核心区。
(1)主动配电网示范区:某市经开区示范区。
(2)配电自动化实施区:某市老城区、行政片区。
2.2项目特点介绍
(1)示范区太阳能资源丰富,适合建设供电示范工程。目前园区光伏装机容量达到2.3万kW,初具规模;当地政府积极打造国家分布式光伏发电示范区,政策扶持力度大,要求新近入园企业屋顶全部出让,具备光伏发电条件。
(2)基于“网-源-荷”协调优化的主动控制功能建设,实现对分布式电源的全额消纳、友好互动和快速协调,提高源、荷互补能力,保障电网的安全、可靠、高效供电。
(3)基于主动服务功能建设,强化运维、规划、业扩等各工作环节的横向融合、各部门之间的纵向贯通,提升电网企业、用电客户、发电客户间的信息互通和友好互动水平,形成高效完整的用电和信息服务网络。
(4)项目应用了光纤、无线专网、无线公网、载波多种通信组网方式。
2.3项目主要内容
2.3.1主站建设
建设配电自动化主站,实现配电主站要求的全部基本功能;主动控制功能建设;主动服务功能建设。
2.3.2通信建设
考虑主动配电网源、网、荷终端的通信特点和可靠性要求,按照国网信通要求试点运用光纤、无线公网、无线专网、载波通信以保证主动控制节点通信业务的可靠性。
2.3.3终端建设
考虑主动配电网源、网、荷终端的具体功能,采用RTU、DTU、FTU、智能台区终端(TTU)等终端设备对所有节点实现终端全覆盖,以满足主动配电网对源、网、荷的监控要求
3.主站建设内容
3.1配电自动化主站建设
依据国网最新主站功能规范建设配电自动化中型主站,实现配电主站要求的全部基本功能,为主动控制功能建设、主动服务功能建设两个高级应用功能提供支撑。
3.2主动控制建设
在配电自动化系统基础上建设用于加强“源-网-荷”主动控制的系统。
建设四大功能模块:光伏出力预测模块、用户负荷预测模块、需求响应集成模块及源网荷协调控制模块,实现 “点-线-面”三者消纳时间的协调控制,实现无储能设施情况电网的安全、高效运行。
3.3主动服务建设
主动服务是在配电自动化主站及主动控制系统上的扩展功能,实现面向供电企业、发电企业、用电客户、政府的主动服务功能
建设五大功能模块:包括基础服务模块、服务客户模块、服务抢修模块、服务规划模、服务业扩模块。主动服务应包含但不限于基础服务、客户服务、主动抢修服务、规划服务、业扩服务等功能。
基础服务模块,面向用电客户、发电客户、供电企业提供基础的数据信息查询服务;服务客户模块,面向用电客户、发电客户提供趋势分析服务、信息发布及推送服务、互动服务等功能;服务抢修模块,提供自动生成主动抢修工单、故障信息及抢修策略推送等主动抢修服务功能;服务规划模块,为发策、调度、营销、运检等技术人员提供问题清单及分析计算等功能;服务业扩模块,可开放容量、接入方案等功能的推送,辅助技术人员完成客户业扩服务
4.终端建设内容
终端建设包括配电开关终端FTU/DTU、分布式电源终端RTU、配电监控终端TIU。
4.1主动配电网终端建设
主动配电网终端建设包括示范区馈线终端FTU、示范区站所终端DTU、示范区智能台区终端TTU、示范区光伏终端RTU。
4.2城区配电自动化终端建设
城区配电自动化终端建设包括二遥型DTU、三遥型DTU、三遥型FTU、二遥型FTU,接入现有区域内的故障指示器信息。
5.通信建设内容
5.1主动配电网通信建设
主动配电网通信建设包括EPON光纤专网通信系统建设、TD-LTE无线专网通信系统建设、无线公网通信系统建设
5.2城区配电自动化通信建设
城区配电自动化通信建设包括城区EPON光纤专网通信系统、城区无线公网通信系统和城区电力线载波通信系统。
4.项目组织方式
为推进该主动配电网项目的实施,该电力公司成立了项目协调小组,由运检、发展、科信、物资、电科院、经研院、某公司等多部门、单位组成,归口管理运检部,统一协调存在的问题,把握项目技术方向,督促项目稳步推进。
国网某供电公司成立了分别由公司一把手和副总师担任组长并涵盖运检、调度、通信、营销、发展、经研所、物资等多部门专业的领导小组和工作小组,总体协调、推进项目建设;业主项目部由运检部(配网办)组织建立,业主项目部经理由运检部(配网办)副主任担任。
5.项目成果
(1)电网运行水平提升明显,环网化率、“N-1”通过率、配电自动化覆盖率达到100%,供电可靠率、综合电压合格率、线损率分别达到99.99%,99.98%和4%;
(2)充分发挥分布式电源及可控负荷对电网的支撑作用,减少对主网容量需求,消峰比例达到25%以上,110kV容载比下降到1.6;
(3)通过“源-网-荷”系统协调优化控制,实现分布式电源100%就地消纳.
(5)延缓电网投资效果明显。
(5)环保效益明显,平均每年减少CO2排放14966t,减少SO2排放456.7t,减少氮氧化物排放230t。