以提升配电网高效经济运行为目标的配网管理措施分析
摘要:随着配电网建设投入日益提高,配电网架结构、设备规模、供电能力等取得了长足进步。安全可靠和供电服务基本满足后,配网的运行经济性问题逐步显现,本文对线损率、供电半径、配电变压器负载率、功率因数、低电压、三相不平衡、量损失等七项经济指标进行逐一分析,从前期管理、工程管理、调控管理、运维检修管理、服务水平、信息化及业务支撑能力等六个方面分析以提升配电网高效经济运行为目标的配电网管理措施。
关键词:配电网;高效经济运行;经济指标;管理措施 1引言
配电网直接面向终端用户,是保障电力能源“落得下、配得出、用得上”的关键环节,是服务客户用电的重要支撑。“十三五”规划中,中央加大了配网建设投入,将在网架结构、设备规模、供电能力等方面谋求长足进步。
随着配网的发展,安全可靠和供电服务基本满足后,配网的运行经济性问题逐步显现,区域发展不平衡,存在建设过度与投入不足、重过载与轻空载、低电压与高电压并存等问题,线损率等指标虽有明显提升,但与国际先进国家电力公司相比还有差距。
为此,本文基于高效运行经济性对配网管理存在的问题进行梳理,以问题为导向,从规划建设、调控运行、运维检修等方面开展成因分析,分析和明确解决措施,以建设方案最合理、运行方式最优化、检修策略最佳为目标,在满足安全可靠和优质服务的前提下,实现配网的高效经济运行。 2相关经济指标 2.1线损率
线损是电能从发电厂传输到电力用户过程中,在输电、变电、配电各个环节产生的电能损耗和损失。具体指在一定时间内,电流流经电网各电力设备时所产生的有功、无功电能和电压损失,习惯上指有功电能的损耗,线损通常又分为统计线损、理论线损、等额线损。线损率指有功电能损失与输入端输送的电能量之比,或者有功功率损失与输入的有功功率之比的百分数。
线损率是综合反映电网规划设计、生产运行经营水平的主要经济技术指标,是衡量线损高低的标志。线损电量占供电量的百分比综合反映和体现了电力系统规划设计、生产运行和经营管理的水平,也是电网经营企业的一项经济技术指标。 线损电量指从发电厂主变的一次侧(不包括厂用电)至用户电能表上所有的电能损失。线损电量不能直接计量,是通过供电量与售电量相减计算出来的。具体如下:
(1)线损率=(有功功率损失/供电有功功率)╳100% (2)有功功率损失=供电有功功率-售电有功功率
(3)供电有功功率=发电总有功功率之和-厂用电有功功率之和 (4)售电有功功率=各个厂站进线的有功功率之和
(5)线损率=(发电总有功功率之和-厂用电有功功率之和-各个厂站进线的有功功率之和)/(发电总有功功率之和-厂用电有功功率之和)╳100% 2.2供电半径
配电网中压供电半径指电源点到其供电的最远负荷之间的线路长度,一般用于控制线路电压降。低压供电半径指从配电变压器到最远负荷点的线路的距离,而不是空间距离。
中压线路供电半径是衡量配电网网架结构是否合理,关系线损率、电压质量等经济技术指标的关键指标。 2.3配电变压器负载率
所谓配电变压器负载率是特指负载最大时对应的负载率,而不是指随负载变化而变化的变压器实际负载率。所谓经济负载率是指负载最大时、能使变压器有功损耗率最低、即效率最高所对应的变压器负载率。一般变压器满载铜损与铁损之比等于3时,而负载率57.7%其效率最高,因此负载率维持在50~65%之间运转最为理想。
配电变压器运行在电力系统末端,是配电网中的主要设备,分布面广、数量及总容量大,其经济运行对节能降损具有十分重要的意义。变压器综合功率损耗随负载系数非线性变化,轻空载或重过载等不满足经济运行的变压器数量较多,造成变压器功率损耗及电量损失相对较大。 2.4功率因数
如今国家经济发展,人民生活水平提高,大型居住楼盘、高档商场、宾馆、办公楼等民用建筑在城市中耸立,使城市用电量快速增长。这些民用建筑场所内使用的多为单相电感性负荷,因其自身功率因数较低,在电网中滞后无功功率的比重较大。配变功率因数低,会造成损耗增大,有功输出能力降低,影响配网经济运行。提高功率因数,可以保证有功功率的充分利用,提高系统的供电效率和电压质量,减少线路损耗,降低电网企业成本,节约电能。 2.5低电压
低电压产生的原因有很多,一是负荷分布散,供电半径大。二是人民生活条件改善,电器使用率增加。三是三相负荷不平衡。四是寒暑假、春节期间,短期负荷较大、五是设备容量跟不上城镇负荷增长。六是少数负荷存在两线制。 低电压又分为长期低电压和季节性低电压。长期低电压是指台区或用户长期处于“低电压”状态。季节性低电压是指由于季节性负荷变化,如迎峰度夏度冬、春节假日返乡期间等,存在时段性的“低电压”现象。 2.6三相不平衡
是指在电力系统中三相电流(或电压)幅值不一致,且幅值差超过规定范围。三相不平衡会导致变压器中性点电位发生偏移,出力减少,输出容量无法达到额定值,增加变压器功率损耗。
产生原因一是部分老旧小区仍采用单相供电,区域负荷差异较大,容易造成供电负荷集中在一相上,引起三相负荷不均衡。二是部分低压业扩方案制定时,不进行负荷测算,存在无序接入现象。三是运维人员对三相不平衡重视程度不够,日常运维工作中只注重缺陷处理和故障抢修,未监测三相电流平衡程度并及时调整。
2.7电量损失
电量损失是指由10千伏线路计划检修、故障跳闸、非计划检修导致用户停电而造成的电量损失。计划检修导致电量损失的原因一是部分地区电网10千伏线路供电模式较为单一,线路联络率较低,线路分段较少,互供、转供能力较低。二是部分单位未能做到“一停多用、能带不停”,单一性的检修消缺工作占比较多,能不停电作业消缺的安排计划检修。三是专业协同不够,主网设备停电检修未能充分考虑站内10千伏配电设备停电。
故障停电导致电量损失的原因一是部分配网设备状况相对较差,运维管理相对薄弱。存在单位配网运维管理基础较差问题。二是配网故障中外力因素占比较
大,通道清理不彻底、线路运维巡视工作不到位、配电线路绝缘化水平不高仍是导致外力因素故障频发的主要原因。三是配网故障中用户原因故障占比较大,用户设备状况差、试验周期超期、安全隐患多、故障隔离手段不足是当前造成故障较多的重要因素。四是配网故障中用户雷击造成设备故障占比较大,雷击造成的设备损坏和短路故障在自然因素造成的故障停运中占有较大比例,特别是雷击造成的绝缘线断线问题突出,是提升配网夏季安全运行水平的重点和难点。
非计划检修导致电量损失产生的原因一是单相接地故障处理技术手段不足,缺乏足够的信息支撑,调控人员无法准确定位故障区间。二是配网设备状态管控能力不足,无法提前发现设备隐患,紧急消缺造成非计划停电较多。 3以提升配电网高效经济运行为目标的管理措施 3.1提升配网前期管理 3.1.1优化配网规划
强化配网规划刚性约束,加强配网规划项目库管理,提高规划项目准确率,提高配网规划深度和质量。以规划成果为基础,同步开展规划项目库优化调整,按轻重缓急进行项目排序,优先解决配网供电能力和供电质量问题,确保资金利用价值最大化。在配网项目计划安排上,坚持“先规划、后可研、再计划”,对于未列入规划项目、库的项目原则上不能开展前期工作,未开展前期工作的项目不能列入项目储备库,未列入项目储备库的项目不能列入电网投资计划,严格通过规划计划信息管理平台进行项目全过程管理,促进规划、计划有效衔接。 3.1.2提升可研管理,提高可研质量
理顺中低压项目可研管理流程,明确各层级、各部门责任和要求。加强规划评审队伍建设,分批下放中低压可研评审职能。优化中低压项目规划库及可研调整管理流程,严格考核中低压规划落地执行情况。健全新建变电站同期配套10千伏送出线路工程可研管理,确保新建变电站与配套10千伏送出线路工程同期投运。
建立各专业横向协同、各层级纵向联动的工作机制,把项目需求建议提报作为确保可研质量的首要关口。建立中低压项目抽检评估机制,对中低压项目不定期抽检,对建设必要性和可行性论证不充分、内容深度不满足要求的项目予以退回。建立可研抽检通报制度,并将评估结果作为投资安排参考依据。进一步规范配网项目可研内容深度要求和可研模板,注重推广应用典型供电模式、典型设计和通用造价,推进配网标准化建设。 3.2提升配网工程管理 3.2.1严格执行建设标准
严格落实配网标准化建设要求,典设和标准物料应用确保100%。严格按照技术标准、设备选型和批复的工程规模、建设选址等要求开展工程建设,确保技术原则和建设标准落地,确因规划变更等原因需要调整的,必须按规定提前履行调整手续。严控工程质量,强化监理到位监督,落实关键工序挂牌、隐蔽工程旁站,加强施工工艺控制,提高建设水平,保障工程实效。 3.2.2加强工程管理
针对配网建设周期短的特点,进一步提高配网项目各阶段招标效率。建立配电物资区域化匹配机制,制定具体可行的操作方案。依法合规开展工程建设,加强工程结决算和转资管理。进一步规范废旧物资处置管理,严格按照规定进行拆除和退库,加大退运设备再利用,合理调配可利用配变。深化建设成效分析,进一步提高建设改造的精准度和标准化水平。
3.3提升配网调控管理 3.3.1加强停送电管理
严格配网停电计划刚性管控,加强停电可行性审查,科学调整运行方式,最大限度减少停电负荷损失。严格非计划停电管理,落实重复停电上一级审批制度。坚持“一停多用”原则,统筹施工、检修、业扩、消缺等工作安排科学编制停电检修计划,减少重复停电。加强现场作业组织,杜绝延期送电。借助OMS、PMS做好配网计划执行情况的自动分类统计与量化考核工作。 3.3.2规范设备异动管理
加大配网设备异动管理稽查力度,确保配网设备异动流程线上流转率100%。加强配网设备异动管理,从异动变更、检修申请、停送电许可等环节入手,形成全流程闭环管控。严格调控许可,确保“逢送必核”。 3.3.3提升调控能力建设
依托OMS、EMS和DMS系统,深入推进配网调度精益化管理。履行好对运行方式、调度计划、继电保护等专业的管理职能,适应配网调控精益化管理新要求,持续提升配网调控管理水平。做好配网运行监控和停电统计分析,针对配网供电受限、电压超标等运行问题提出优化改进意见。 3.4提升配网精益化运维检修水平 3.4.1加强运检专业化管理
制定相应配网运检质量评价管理办法,细化、量化配网各项指标。统一管理和技术标准,将专业化管理向供电所延伸,实现配网运检、工程管理等核心业务垂直管理。稳步推进配网业务外委,解决基层人员装备不足和技术力量薄弱问题。 3.4.2深化状态检修
加强配网基础管理,建立健全线路综合台账。严格设备交接验收,确保“零缺陷”投运。强化配网设备状态管控,推广开展红外、超声波带电检测,完善配网设备状态信息,按照配网状态检修标准要求,按时完成设备状态评价,准确掌握设备状态。建立“一清四防”(通道清理、防外破、防雷击、防鸟害、防客户故障)长效机制,落实周期性和季节性运维措施。开展配网设备隐患排查治理,推进配电设施标准化整治,努力提升设备健康水平。 3.4.3强化故障分析
完善配网故障分析机制,“一故障、一分析”,统一配网故障分析标准要求,提升故障分析能力。制定故障分析模板,认真组织故障分析,全方位剖析挖掘职责分工、运检质量、措施落实等方面问题,制定针对性整改措施。加强管理和运维措施落实管控,严格责任追究考核。定期开展配网全面诊断分析和建设改造后评估,查找薄弱环节。
3.4.4加快推进“低电压”治理
优化低电压治理方案,确保投资精准、成效明显。强化运维措施,调整AVC(VQC)控制策略,优化变电站母线电压,季节性调节配变分接头,及时调整三相不平衡负荷。
3.4.5大力开展不停电作业
加快推进市县一体化作业体系建设。坚持“能带不停”理念,业扩、消缺常态化开展不停电作业,推进更换开关设备等架空三、四类及断、接电缆终端引线等电缆不停电作业项目。及时补充配置作业工器具等装备,满足作业需要。 3.4.6加强客户设备安全管理
进一步强化客户受电工程验收,严把客户设备安装调试关,严禁不合格设备
接入。加强客户用电安全管理,定期开展客户用电安全检查,发放安全隐患整改通知书,督促客户及时整改。加强用电安全宣传,提高客户对设备隐患整改的重视程度。大力推广应用农村户用剩余电流动作保护器,不断提高安装率和投运率。 3.5提升配网服务水平
3.5.1建立健全业扩服务工作机制
加强电网资源信息内部共享,方便业扩报装供电方案快速编制,提高业扩报装项目接入效率。实行业扩现场联合勘查,10千伏及以下业扩项目,原则上直接开放。完善营销业务系统,业扩报装受限时,在供电方案编制环节,同步生成业扩受限项目需求,通过基建、技改两个项目包予以解决,确保电网配套工程与客户工程同步投运。
3.5.2强化抢修协同管理
优化抢修末端业务融合,明确公司资产设备抢修管理规范和工作要求。统筹内、外部力量,由同一支队伍统一负责公司资产设备故障抢修,根据设备分界履行管理、培训和考核职责。加强配网抢修指挥人员业务培训,提高故障定位诊断能力,实现由单一接派单到准确研判故障、科学调配抢修资源的转变。 3.5.3积极推动主动抢修
有条件的地区依托营配调贯通成果,综合调度SCADA、配电自动化、用电信息采集系统等相关功能,开展客户停电实时监测,主动触发故障抢修工单,同步向客户推送停电信息,实现由“被动抢修”向“主动抢修”转变。 3.6提升信息化及业务支撑能力
3.6.1加强配电自动化实用化应用水平
加强配电自动化实用化应用,提高遥控使用率和FA全自动投入率。根据不同供电区域和用户重要性,统筹使用集中、就地式自动化装置和“二遥”故障指示器,扩大配电自动化覆盖范围。加强10千伏线路分段开关、分界开关、开关站等配网定值管理,开展配电通信网技术研究,提高FA正确动作准确性。定期开展配电自动化系统分析,规范缺陷处置流程,实现节点管控考核。开展配电自动化系统的直采直控测试和接入工作。开展终端缺陷分析,查找家族性缺陷和共性问题。全面落实配电自动化终端入网检测、到货抽检和在运终端质量评估的三级质量检测。
3.6.2加强配网信息化系统管理支持作用
完善配网运行监控平台统计分析功能,深入开展配网大数据分析,精准发现薄弱环节并提出风险预警,提升配网管理深度。充分利用配电自动化系统、用电信息采集系统和配网运行监控平台,实时监控配网运行情况和设备状态,及时发现配网问题,提出项目建设需求建议,为规划建设和运维检修提供支撑。 3.6.3提高信息系统数据质量
建立营配调贯通工作量化考评机制,确保数据存量准确、增量不乱。加强营配调设备异动管理,避免前清后乱,实现“源端唯一”,减少重复录入。加快
PMS2.0建设,提升配网基础数据质量,推广各功能模块应用。加快用电信息采集系统建设,完成用电信息采集系统基础数据核查治理,加强运维力量,及时消除缺陷,完善设备对应关系,确保数据完整准确。 3.6.4加强配网技术管理支撑
加强配网技术监督,开展配网典型故障研究,制定技术监督预案。成立配网状态评价工作组,建立常态配网运维支撑机制。建立“日统计、周通报、月分析、年总结”工作模式,及时发现配网运行技术问题,提出决策建议。加强配电设备质
量管控,做好投运前及运行中设备质量抽检,及时发现设备隐患和家族缺陷。 3.6.5加强配网工程管理支撑
加强配网典型供电模式、典型设计及典型造价等标准化成果宣贯及培训,加强电网规划信息化建设,加快推进规划设计综合信息平台的开发应用,全过程支撑、指导配网规划、工程可研、初设评审和项目后评估等工作。 4总结
配电网的作用日益凸显,地位逐步提高,在今后的配电网管理中,要始终坚持服务导向、问题导向、创新导向、效能导向,加强横向协同和纵向贯通,建立健全工作和管理机制,明确全过程工作标准,构建规划精准、建设高效、调控智能、运维检修精益、服务优质的配网工作管理体系,将配网管理水平和优质服务能力推向新的台阶。 参考文献
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刘学(1978.10—),男,汉族,江苏泰兴人,单位:国网泰州供电分公司,高级工程师,工程硕士,研究方向:智能配电网。