上海探索“鉆石型”配電網(wǎng) 打造堅(jiān)強(qiáng)智能城市電網(wǎng)樣板

不久前，紐約曼哈頓發(fā)生大面積停電，波及用戶超過(guò)7萬(wàn)戶，再次引發(fā)各界對(duì)超大城市電力安全的關(guān)注和思考。對(duì)于正在打造卓越全球城市的上海而言，不僅需要充裕、可靠的電力供應(yīng)做保障，同時(shí)還需在電網(wǎng)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃上未雨綢繆。為此，上海正在積極探索構(gòu)建“鉆石型”配電網(wǎng)，加快形成具有首創(chuàng)效應(yīng)的城市中心地區(qū)電網(wǎng)提升模式，進(jìn)而打造堅(jiān)強(qiáng)智能城市電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的上海樣板。

當(dāng)前，國(guó)網(wǎng)上海市電力公司正加快堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，進(jìn)一步推動(dòng)電網(wǎng)設(shè)備、管理、運(yùn)維水平全面提升，電網(wǎng)整體供電可靠性突破“4個(gè)9”(99.99%以上)，居國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

7月3日，上海市政府與國(guó)家電網(wǎng)有限公司在滬簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，雙方明確將加快推進(jìn)“三型兩網(wǎng)”建設(shè)，共同打造世界一流現(xiàn)代化城市配電網(wǎng)。其中，在上海中心城區(qū)探索構(gòu)建“鉆石型”配電網(wǎng)，正是國(guó)網(wǎng)上海電力積極落實(shí)此項(xiàng)戰(zhàn)略合作內(nèi)容的重要舉措。

所謂“鉆石型”配電網(wǎng)，是指目前在上海打造的以10千伏開(kāi)關(guān)站為核心節(jié)點(diǎn)、雙側(cè)電源供電、配置自愈功能的雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。該模式由國(guó)網(wǎng)上海電力在對(duì)標(biāo)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)配電網(wǎng)的基礎(chǔ)上首創(chuàng)，具有顯著提升供電可靠性和負(fù)荷轉(zhuǎn)供能力，同時(shí)兼顧建設(shè)改造經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn)。“鉆石型”配電網(wǎng)因其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)類似鉆石造型而得名，并且“鉆石”的意象也深度契合未來(lái)電網(wǎng)的發(fā)展理念：鉆石無(wú)比的堅(jiān)強(qiáng)度是電網(wǎng)規(guī)劃的核心追求，鉆石精巧的切割工藝是電網(wǎng)建設(shè)的最佳參照，鉆石恒遠(yuǎn)的生命力是電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的最終目標(biāo)。

鉆石級(jí)堅(jiān)固的可靠供電

據(jù)了解，相較于國(guó)內(nèi)大部分城市電網(wǎng)采用的常規(guī)雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，“鉆石型”配電網(wǎng)具有“全互聯(lián)、全電纜、全斷路器、全自愈”的技術(shù)特征。

▲“鉆石型”配電網(wǎng)示意圖

具體而言，上海的“鉆石型”配電網(wǎng)將傳統(tǒng)的以環(huán)網(wǎng)站(負(fù)荷開(kāi)關(guān))為核心的接線模式變?yōu)橐蚤_(kāi)關(guān)站(斷路器)為核心，并以國(guó)網(wǎng)上海電力組織開(kāi)發(fā)的自愈系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的配電自動(dòng)化系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)就地采集信息，遠(yuǎn)方自動(dòng)執(zhí)行自愈策略，從而將故障處理時(shí)間由分鐘級(jí)壓縮至秒級(jí)。同時(shí)，由于采用不同變電站雙側(cè)電源供電方式，其負(fù)荷轉(zhuǎn)供能力達(dá)100%。憑借這種靈活可控的負(fù)荷轉(zhuǎn)供性能，“鉆石型”配電網(wǎng)可以滿足檢修方式下“N-1”安全校核，從而有效減少計(jì)劃?rùn)z修及施工停電時(shí)間，大幅提升城市中心區(qū)的供電可靠性。

在國(guó)際對(duì)標(biāo)領(lǐng)域，“鉆石型”配電網(wǎng)同樣具有顯著的先進(jìn)性。相較于東京電網(wǎng)的“點(diǎn)網(wǎng)式”接線方式，“鉆石型”配電網(wǎng)不僅供電可靠水平(戶均停電時(shí)間)相近，并且擁有更強(qiáng)的站間負(fù)荷轉(zhuǎn)移及負(fù)荷平衡能力。

作為電網(wǎng)規(guī)劃領(lǐng)域的一項(xiàng)前瞻性探索，上海“鉆石型”配電網(wǎng)構(gòu)想已由藍(lán)圖變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，并在一系列先行先試中取得成效。

2018年，國(guó)網(wǎng)上海電力針對(duì)首屆進(jìn)博會(huì)供電“六零三確保”的保障目標(biāo)，結(jié)合西虹橋地區(qū)架空線入地工程規(guī)劃建設(shè)10座開(kāi)關(guān)站，并同步配置自愈系統(tǒng)，形成4個(gè)高可靠性的“小鉆石”，推動(dòng)該區(qū)域電網(wǎng)供電可靠性達(dá)“5個(gè)9”(99.999%)以上，成功保障進(jìn)博會(huì)圓滿順利召開(kāi)。

“鉆石型”配電網(wǎng)在西虹橋地區(qū)的成功試點(diǎn)，也為推進(jìn)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)和堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)“兩網(wǎng)融合”打下了堅(jiān)實(shí)的物理基礎(chǔ)。今年，隨著泛在電力物聯(lián)技術(shù)的深度推廣應(yīng)用，西虹橋地區(qū)“鉆石型”配電網(wǎng)的可靠性優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步突顯，供電可靠性比肩東京、新加坡等國(guó)際先進(jìn)城市，達(dá)世界一流水平。

鉆石般精巧的規(guī)劃實(shí)施

正如鉆石的價(jià)值來(lái)自于精巧的設(shè)計(jì)和切工，“鉆石型”配電網(wǎng)從理念發(fā)端到規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)實(shí)施始終貫穿了“精益”的內(nèi)涵，不僅體現(xiàn)在“鉆石型”配電網(wǎng)兼顧經(jīng)濟(jì)性與可實(shí)施性，具有較好的建設(shè)適應(yīng)能力，同時(shí)也體現(xiàn)在與上海精細(xì)化推進(jìn)城市建設(shè)的呼應(yīng)上。

從與目前國(guó)際上先進(jìn)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性對(duì)標(biāo)來(lái)看，在空白區(qū)域新建“鉆石型”配電網(wǎng)的綜合造價(jià)略低于“花瓣式”配電網(wǎng)(新加坡模式)，比世界最先進(jìn)的“雙花瓣式”配電網(wǎng)投資估算低約9%。但如果在上海配電網(wǎng)現(xiàn)有網(wǎng)架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行升級(jí)，改造成“鉆石型”配電網(wǎng)，則其綜合投資比“花瓣式”配電網(wǎng)節(jié)省約5%，比“雙花瓣式”配電網(wǎng)節(jié)省31%。即便相比于常規(guī)雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的建設(shè)投資有所增加，但綜合考慮可靠性、平衡性、靈活性提升所產(chǎn)生的效益，“鉆石型”配電網(wǎng)依然是未來(lái)在上海建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能城市電網(wǎng)的優(yōu)選方案。

從建設(shè)的可實(shí)施性來(lái)看，“鉆石型”配電網(wǎng)“因地制宜”的優(yōu)勢(shì)更加明顯。由于經(jīng)歷近20年的多輪改造，上海10千伏配電網(wǎng)已逐步固化了“以開(kāi)關(guān)站為核心節(jié)點(diǎn)”的發(fā)展模式并形成一定規(guī)模，因而在此基礎(chǔ)上只需通過(guò)新建或改接開(kāi)關(guān)站間線路，即可實(shí)現(xiàn)向“鉆石型”配電網(wǎng)升級(jí)。而且，其新建線路規(guī)模分別比“花瓣式”和“雙花瓣式”配電網(wǎng)最多可減少約10%和60%，從而有效節(jié)省線路通道和上級(jí)變電站電源間隔。

正是因?yàn)楸羞@種向有限空間資源要效益的規(guī)劃理念，在基本完成空間布局的上海中心城區(qū)打造“鉆石型”配電網(wǎng)才顯得更具現(xiàn)實(shí)意義。

2018年，國(guó)網(wǎng)上海電力充分結(jié)合市中心區(qū)域架空線入地及合桿整治，按照“鉆石型”接線原則精心設(shè)計(jì)網(wǎng)格化規(guī)劃策略，在100公里道路架空線入地工程中，以見(jiàn)縫插針、騰籠換鳥(niǎo)的方式新建、改造開(kāi)關(guān)站61座，構(gòu)建了18組雙環(huán)網(wǎng)。通過(guò)這樣一種避免大拆大建的方式，上海市中心上空的“黑色污染”消失了，取而代之的是地下一張看不見(jiàn)的“鉆石型”電網(wǎng)。城市環(huán)境得到美化的同時(shí)，配電網(wǎng)也得以實(shí)現(xiàn)新一輪改造升級(jí)，堪稱城市精細(xì)化管理中“一舉多贏”的典范。

鉆石狀閃耀的引領(lǐng)示范

“鉆石型”配電網(wǎng)是未來(lái)上海打造世界一流城市電網(wǎng)的重要方向，勢(shì)必將在城市乃至區(qū)域電網(wǎng)規(guī)劃和發(fā)展中發(fā)揮引領(lǐng)效應(yīng)。

下階段，國(guó)網(wǎng)上海電力將繼續(xù)結(jié)合新建居民小區(qū)供電配套工程和非居民業(yè)擴(kuò)工程，持續(xù)推進(jìn)核心開(kāi)關(guān)站布點(diǎn)，在中心城區(qū)配電網(wǎng)逐步形成“鉆石型”接線。

其中，在建設(shè)實(shí)施方面，國(guó)網(wǎng)上海電力將積極貫徹落實(shí)上海市關(guān)于城市精細(xì)化管理的工作要求，依靠政企協(xié)同聯(lián)動(dòng)，在現(xiàn)有試點(diǎn)工作取得成功的基礎(chǔ)上，加快“鉆石型”接線在架空線入地區(qū)域的推廣應(yīng)用;在中期規(guī)劃層面，該公司將在配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃技術(shù)細(xì)則中進(jìn)一步明確“鉆石型”目標(biāo)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、使用區(qū)域及具體技術(shù)要求，并與上海“十四五”配電網(wǎng)規(guī)劃做好銜接。

同時(shí)，結(jié)合《長(zhǎng)三角一體化發(fā)展2019年電力行動(dòng)計(jì)劃》，國(guó)網(wǎng)上海電力還將在西虹橋地區(qū)全面推廣建設(shè)“鉆石型”配電網(wǎng)，并推動(dòng)“鉆石型”配電網(wǎng)在長(zhǎng)三角地區(qū)的深化應(yīng)用，助力區(qū)域供電可靠性進(jìn)一步提升，為長(zhǎng)三角一體化發(fā)展打造新的能量引擎。