第一章 项目总论
一、项目建设背景
电力是国民经济的重要基础产业。各种一次能源通过发电设备转换为电能后,必须按照合理的电压等级升压输送并分级降压到用户使用。输配电及控制设备的作用是接受、分配、控制电能,保障用电设备和输电线路的正常工作,并将电能输送到用户。输配电及控制设备制造产业是与电力工业密切相关的行业,受国民经济影响较大;是国民经济发展重要的装备工业,担负着为国民经济和社会发展提供所需的各种电气设备的重任。
我国电力行业近年来发展较快,但从计划经济时代开始,电力行业投资一直存在着电网建设滞后于电源建设、配电网建设滞后于主网建设问题,其中配电网问题尤为突出,网架结构薄弱,设备陈旧,进而带来三个问题:一是供电可靠性低,没有富余容量,没有备用线路,一旦发生故障,就会造成较大损失;二是供电质量差,电压往往达不到要求,给用户带来损失;三是损耗大,造成大量浪费。
近年来,我国电力投资逐步向电网倾斜,电网投资的力度明显加大。2012年电网投资3,661亿元;2013年电网投资达到3,856亿元,同比增长5.33%;2014年电网投资4,118亿元,同比增长6.79%;2015
年电网投资4,640亿元,同比增长12.68%。通过以上数据可以看出,近几年来全国电网投资维持在一个较高的规模水平。
截至2012年底,国家电网公司配电自动化覆盖率仅为10%,涵盖26家省级公司、2.2万条10kV线路;而法国、日本的配电自动化覆盖率分别达到90%和100%。美国、英国、日本等国家的电网输配电投资是电源投资的1.2倍左右,配电网投资是输电网投资的1倍多,而我国还不到输电网的一半。因此,在解决了大部分电源供给及输电线路骨架基本完成的情况下,中国电力投资重点将逐步转向电网智能化及配电网建设。
智能配电网建设主要包括以下几个方面:配电网架结构优化、配电开关设备的升级与智能化、配电自动化系统建设,这三个方面不是互相割裂,而是有着紧密联系。配电网架结构的优化主要包括将放射式网络改造成多电源电缆环网、对架空线路进行分段,这些都需要环网柜、柱上开关等开关设备;配电自动化的实现需要对配电线路上的各类开关进行远方控制,同时开关也需要与安装在现场的配电自动化终端配合实现智能化。智能配电网建设及供电可靠性的提高离不开配电自动化终端等二次设备,也离不开配电开关等一次设备。
配电网自动化是运用计算机技术、自动控制技术、电子技术、通信技术及高性能的配电设备等技术手段,对配电网进行离线与在线的智能化监控管理,使配电网始终处于安全、可靠、优质、经济、高效的最优运行状态。具体而言,就是以一次网架和设备为基础,利用多种通信方式,以配电自动化系统为核心,实现配电系统的监测与控制,并通过与相关应用的信息集成,实现配电系统的科学管理。作为实现配电网自动化的核心,配电自动化系统是实现配电网运行监视和控制的自动化系统,主要由配电主站、配电自动化终端和通信通道等部分组成。配网主站系统主要实现配电网数据采集与监控等基本功能和电网分析应用等扩展功能。配电自动化终端是安装于中压配电网现场的各种远方监测、控制单元的总称,主要包括站所终端(DTU)、馈线终端(FTU)、配变终端(TTU)。
完善智能配电网建设是提高供电可靠性的必要手段。以厦门为例,2009年,厦门入选国家电网公司首批四个配电自动化试点城市,厦门供电公司以厦门岛为试点区域,先后完成配电网架结构、开关设备、配电自动化主站、配电自动化终端、通信网络及技术支撑等内容建设,率先建成国内规模最大的配电自动化系统,全市配电网投入“三遥”型配电自动化终端3272台,27个馈线自动化环网投入全自动运行,岛
内配电自动化实现全覆盖。至2013年底,厦门岛供电可靠率提升至99.985%,用户年平均停电时间由131.4分钟降至78.8分钟,其中故障停电由30.9分钟降至19.9分钟。
为了全面加快现代配电网建设,国家能源局2015年8月印发《配电网建设改造行动计划(2015-2024年)》,提出“加快建设现代配电网,以安全可靠的电力供应和优质高效的供电服务保障经济社会发展,为全面建成小康社会提供有力支撑。提升供电能力,实现城乡用电服务均等化。构建简洁规范的网架结构,保障安全可靠运行。应用节能环保设备,促进资源节约与环境友好。推进配电自动化和智能用电信息采集系统建设,实现配电网可观可控。满足新能源、分布式电源及电动汽车等多元化负荷发展需求,推动智能电网建设与互联网深度融合”,该行动计划提出了具体的目标:到2024年,中心城市(区)智能化建设和应用水平大幅提高,供电可靠率达到99.99%,用户年均停电时间不超过1小时,供电质量达到国际先进水平;城镇地区供电能力及供电安全水平显著提升,供电可靠率达到99.88%以上,用户年均停电时间不超过10小时,保障地区经济社会快速发展;乡村及偏远地区全面解决电网薄弱问题,基本消除长期“低电压”,户均配变容量不低于2千伏安,有效保障民生。
针对我国城市供电可靠性与发达国家仍有不小差距问题,《行动计划》提出:围绕中心城市(区)发展定位和高可靠用电需求,统筹配置空间资源,保护变电站站址和电力廊道落地,高起点、高标准建设配电网,提高供电可靠性和智能化水平,力争2024年供电可靠率达到99.99%以上,用户年均停电时间不超过1小时,达到国际先进水平。同时,在中心城市(区)内选取核心区域建设高可靠性示范区,通过可靠灵活的网架结构、成熟完备的自动化配置、科学规范的运维管理,大幅提高供电可靠性。到2024年,建成20个示范区,供电可靠率不低于99.999%,达到国际同类城市领先水平。
针对我国配电网装备水平落后问题,《行动计划》提出:推广应用固体绝缘环网柜、选用节能型变压器、配电自动化以及智能配电台区等新设备新技术;积极开展基于新材料、新原理、新工艺的变压器、断路器和二次设备的研制;在符合条件的区域,结合市政建设,提升电缆化水平,提高城镇地区架空线路绝缘化率;提升设备本体智能化水平,推行功能一体化设备;采用先进物联网、现代传感和信息通信等技术,实现设备、通道运行状态及外部环境的在线监测,提高预警能力和信息化水平。从以下几个方面推进配电网装备提升行动: