什么是”雪花網“?
圖片
“雪花網”,顧名思義,因該電網的重要節點聯結起來的方式與雪花瓣形狀相似。
01優勢
安全可靠、經濟高效、綠色低碳、服務優質、優化互動。
02結構
依托最優分段聯絡技術和分層分群理論,以現有柔性多狀態開關站和4調光纖縱差保護10千伏線路為基礎,以環網箱為組網單元,由4座變電站的8條10千伏線路或者3座變電站的6條10千伏線路按照有規則的聯絡組成電纜主干網,形成八邊形或者六邊形“雪花網”。其中任意4條線路合環運行,達到開關全斷路器、通信全光纖、終端全三遙、主干線路全光纖縱差的標準。
03特點
設備方面:確定以光纜先于電纜敷設的思路,為自動化設備調試爭取時間裕度,確保設備調試的一次性成功。實現電網控制終端、光纖通信終端網、智能融合終端全覆蓋。
搭建了更堅強、易拓展、網格化的能源配置平臺,構建起了交直流系統并存的混合運行方式,能夠抵御新能源不確定特性給電網帶來的負荷沖擊,可適應新能源、儲能、電動汽車等多元化負荷高比例接入電網。
技術方面:成立技術小組就復雜網架結合環分析、配電變壓器故障研判等技術難題開展技術攻關,克服了光纜縱差保護裝置調試復雜性的高等困難,為快速送電打下堅實基礎
運用網絡自動重構技術、在線合環計算技術等,實現了負荷靈活轉移,快速自愈,以形態變化促進功能升級,提升經濟效益,電網承載能力提升近30%。
通過用戶站和系統站的2類數字化接入,實現配電網“動態重構”標準策略,為電網數字化轉型提供示范作用。同時,在部分園區內主動延伸電網,方便園區內企業就近接入,減少用電接入成本,提高園區招商引資利益。
04演變過程
在電網發展的最初階段,一般采用輻射式供電。這種結構方式簡單、投資小,但是供電可靠性難以保證,一旦線路中某個節點發生故障,將會造成故障節點之后的線路全部停電。
隨著電網快速發展,10千伏電網結構逐步升級為現在的單環網、雙環網,當某個節點發生故障時,故障節點之后的線路可以由環網結構中的對側電源供電,這樣大大提高了電網的供電可靠性。
“雪花網”是由10千伏單環網、雙環網演變升級而成,是更能適應新型電力系統發展新需求的10千伏電網新形態。如果現狀為3組標準站間聯絡單環網,再新建3個站內聯絡,形成三站雪花網結構;如果現狀為2組標準雙環網,則需要新建2個站間聯絡、4個站內聯絡,形成四站雪花網結構。雪花網僅需對現狀網架優化調整,不會大拆大建。
05成效
(1)與傳統電網相比供電可靠率提升至99.99965%,使用效率提升近30%;
(2)靈活智能,可自動感知故障信息、確定故障位置、完成自主修復,保障了電網安全可靠運行;
(3)新能源消納能力比傳統10千伏電網提升近60%。
06應用
天津為我國首個試點并已建設完成的城市。
(1)北辰區大張莊智慧能源小鎮建設領先示范型“雪花網”,以配電網“動態重構”、交直流柔性互聯為核心,開展關鍵技術研究和工程示范應用,精準定位線路故障,以毫秒級速度隔離故障段,實現自愈,優化線路結構,實現負荷靈活轉移和清潔能源的便捷接入;
(2)河西區全運村區域和濱海新區中新天津生態城建設先進適用型“雪花網”,全運村區域“雪花網”以網格化規劃、配電網智慧提升、配用電一體化、臺區微網等關鍵技術為核心,不破壞和顛覆現狀電網,具有投資少、見效快、經濟效益明顯的特點,與全運村配電站房低壓自動化及配電站智能巡檢機器人技術深度融合,實現了區域智能化運維;
(3)濱海新區的“雪花網”是天津濱海能源互聯網綜合示范區的重點推廣項目,可以發揮電網集群效率效益,優化區域負荷分配,實現“雪花網”覆蓋范圍與用戶接電需求范圍高度重合,電網規劃與地區控制性詳細規劃、地下電力管道規劃等相適應,為用戶提供更省時省錢省心的接電服務。
柔性多狀態開關
01定義
柔性多狀態開關是一種安裝在配電網中、連接兩條或多條饋線并調整饋線間功率流動的新型電力電子裝置,是提升配電網運行控制效能的重要調控手段。
02意義
其關鍵技術的突破將促進配電網更為有效的應對用電需求多樣化、分布式電源接入規模化、潮流協調控制復雜化等嚴峻挑戰。
03特點
與常規開關相比,柔性多狀態開關不僅具備通和斷兩種狀態,增加了功率連續可控狀態,且沒有傳統機械式開關動作次數的限制,兼具運行模式柔性切換、控制方式靈活多樣等特點,可避免常規開關倒閘操作引起的供電中斷、合環沖擊等問題,還能緩解電壓驟降、三相不平衡現象,促進饋線負荷分配的均衡化和電能質量的改善。
04成效
現已研制了緊湊化、模塊化、可靈活配置預制艙式裝置樣機,有效提升裝置故障自清除能力和功率密度,減少占地面積2/3以上;
提出了基于負荷矢量聚類和網絡等值的配電網靈活性評價體系,創建了復雜配電網基于靈活性分區的柔性多狀態開關接入方式集生成以及計及運行于一體的聯合優化配置方法,實現了復雜配電網柔性多狀態開關選址范圍的全覆蓋,優化決策時間減少了45%以上;
提出了基于多端潮流靈活調控和多狀態平滑切換的柔性多狀態開關穩態、暫態和集群調控策略,攻克了配電網柔性互聯調控技術難題,實現了配電網常態化閉環運行,線路可用率提高到100%。
05應用
當前,柔性多狀態開關裝置已經在浙江省杭州市大江東產業集聚區成功并網試運行,解決了因電壓幅值和相位差異,相鄰供區無法直連互供的實際瓶頸問題。該三端/10兆瓦柔性多狀態開關示范工程僅通過一個標準模塊化、集裝箱式的柔性多狀態開關站,實現了3條饋線功率的主動精準控制,有效提升兩個10千伏供區與20千伏供區之間相互支援的潮流轉供能力。
滿足了所在供區高新科技企業對供電可靠性、電能質量的定制化需求,節省了新增交流饋線與調整供區設置的擴容投資與征地成本
06難點
接入模式的難點在于選址定容。現有的柔性多狀態開關接入方法多為在配電網薄弱處直接替代聯絡開關,使配電網達到功率平衡,但對接入的數量和容量沒有較多的研究。作為配電網應對擾動的評估指標,靈活性可以為柔性多狀態開關接入配電網提供參考依據。對靈活性不足、靈活性充足等節點采用區別化的優化改善措施,實現面向配電網實際工程需求的柔性多狀態開關選址定容方案。
光纖縱差保護
01定義
差動保護:在線路兩側裝設同型號、同變比、性能完全一樣的電流互感器,電流互感器的二次回路接入相應的微機保護的采樣端子上,對端過來的光纖直接接到裝置上對應的光口上,注意跳纖的收發
光差保護:光差保護實際上就是一種差動保護,不過將兩側的電氣量先轉換成數字信號后,再通過光纖進行雙側通訊,對兩側的電氣量進行比較而構成的保護。光差保護采用分相電流差動元件作為快速主保護,并采用PCM光纖或光纜作為通道,使其動作速度更快,因而一般應用在很重要的線路中作為主保護,并且可以保護線路的全長。
縱差:是比較被保護設備各引出端電氣量(例如電流)大小和相位的一種保護。
02與其他差動保護的差異
(1)光纖差動保護采用分相電流差動元件作為快速主保護,并采用PCM光纖或光纜作為通道,使其動作速度更快,因而是短線路的主保護。
(2)所采用的通道形式不同。縱聯保護的通道一般有以下幾種類型:
a.電力線載波縱聯保護,也就是常說的高頻保護,利用電力輸電線路作為通道傳輸高頻信號;
b.微波縱聯保護,簡稱微波保護,利用無線通道,需要天線無線傳輸;
c.光纖縱聯保護,簡稱光纖保護,利用光纖光纜作為通道;
d.導引線縱聯保護,簡稱導引線保護,利用導引線直接比較線路兩端電流的幅值和相位,以判別區內、區外故障。