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打造“雪花形”配电网的天津样板

发布时间:2022/07/14    信息来源: 国家电网报

7月6日,电力10千伏“雪花网”试点工程在天津启动建设,标志着天津加快建设新型电力系统、着力打造国际领先型城市配电网迈入新阶段。国网天津市电力公司根据天津地区配电网特点,创新提出适应能源互联网发展新要求的“雪花网”结构,在北辰、河西、滨海等区域试点建设,计划于年底建成。

提出创新结构打造国际领先型城市配电网

10千伏电网作为配电网的重要组成部分,直接面向电力客户,是保障和改善民生的重要基础设施。为了促进天津地区10千伏电网安全、绿色高质量发展,更好地适应新型电力系统建设,服务“双碳”目标,国网天津电力创新提出“雪花网”结构。

“雪花网”结构是指以环网箱为核心节点,由4座(3座)变电站的8条(6条)10千伏线路组成的电缆主干网。每座变电站有10千伏出线2条,每条线路有1个站间联络和1个站内联络,采取开环运行方式。因线路合围区域外形像雪花,称为“雪花网”结构。该结构具备安全可靠、经济高效、绿色低碳、服务优质、优化互动5项特征。国网天津电力将按照领先示范型和先进适用型两种方式推进“雪花网”建设,经全面评估后逐步向全市推广,打造国际领先型城市配电网。

“雪花网”结构主创人员、国网天津电力发展部规划二处专责王哲介绍,“雪花网”结构汇集8条(6条)线路,形成独立的环网状馈线集群,拓扑结构简明清晰、网架灵活可靠,支持负荷大范围转移,具有高包容性、强适应性,可灵活接纳分布式电源、新能源汽车、储能等多种负荷,支持各类市场主体接入、退出和互动。

电网建设中,单环网可靠性优于辐射式电网,双环网可靠性优于单环网。国网天津电力在单环网、双环网的基础上,因地制宜,通过小范围优化网架,将电网升级为更可靠的“雪花形”电缆主干网,减少新建10千伏主馈线,节省电网投资,支撑配电网自动化系统具备更多高级功能。该公司结合不同区域负荷密度、功能定位、客户需求等因素,制订2类14项“雪花网”典型设计方案,丰富了电网差异化建设标准。

在4月召开的“雪花网”建设项目评审会上,中国工程院院士王成山表示,10千伏“雪花网”建设方案可为我国更多城市、更多地区配电网建设提供演变路径及示范样板。

领先示范型“雪花网”实现高品质供电

“原有环网箱各间隔光纤纵差保护功能完备,满足计划加装环网箱的技术需求。”7月6日,天津城东供电公司运维检修部员工梁睿智来到北辰产城融合示范区110千伏万河道变电站附近,核对“雪花网”建设技术方案。

2021年3月,大张庄智慧能源小镇落地建成,位于小镇中的北辰产城融合示范区内有朝亚大数据中心、一汽富维本特勒公司等大型重要工商业客户,还有1.2万名居民。国网天津电力在示范区建成柔性多状态开关站、分布式储能站和直流微网。在此基础上,该公司将进一步联结区域内风电园、喜逢台、万河道3座110千伏变电站,完善网架结构,升级智能化主站模块,打造领先示范型“雪花网”。

建成“雪花网”后,示范区内10千伏线路将实现环网箱光纤纵差保护全覆盖,可精准定位线路故障,以毫秒级速度隔离故障段,并通过柔性多状态开关调整控制模式向非故障区域段供电,保障不间断供电。

“北辰产城融合示范区‘雪花网’联结起3座变电站,区域内客户相当于从原来的双电源供电提升至6条10千伏线路互联供电,电网集群大大提升了供电可靠性,满足示范区内高端制造业的高标准用电需求。”天津城东供电公司发展部副主任赵长伟介绍。

示范区“雪花网”还将利用柔性多状态开关站,实现交直流混合环网运行,通过源网荷储主动管理和优化控制,重构电网网架结构,灵活调整电网负荷策略,实现优化互动,进一步提高电网运行稳定性。

先进适用型“雪花网”支撑绿色低碳供电

在河西区全运村和滨海新区生态城旅游区,国网天津电力计划建设更易于推广的先进适用型“雪花网”。

7月8日,天津城南供电公司发展、运检、调度等专业员工一同来到河西区全运村锦葵园配电站,研讨制订能量路由器的安装方案。能量路由器是“雪花网”实现绿色低碳供电的重要支撑手段,也是消纳新能源电量的重要一环。

“在配电站中加装能量路由器、智能融合终端,‘雪花网’就拥有了聪明的‘大脑’。”天津城南供电公司发展策划部电网规划管理专责王海波介绍。加装了能量路由器后,配电站具备交直流转换、低压互投和在线监测等功能,智慧路灯、充电桩、光伏发电设备等可通过低压直流母线直接接入电网,同时还能更均衡动态地分配配电站之间的负荷。未来,国网天津电力还将在全运村周边组建更多“雪花瓣”,并将“雪花瓣”连接起来,实现强大网格化互联。

在滨海新区中新天津生态城旅游区北部,“雪花网”建设试点由110千伏玉辰变电站、琥珀溪变电站和35千伏航园变电站及6条全电缆线路组成,规划面积12平方千米。该区域内负荷主要包括居民、商业、生态文旅、智能科技产业,供电范围大、路径长,服务好区域内客户是滨海供电公司建设“雪花网”的重要目的。

7月12日,滨海供电公司向天津生态城智慧产城建设发展有限公司交付了智慧科技产业园项目的接电方案,为企业节省成本近200万元。这让该企业前期部部长董若松喜出望外。“雪花网”结构规划织密了10千伏电网网架,智慧科技产业园项目需要接入的电源点正好在新增设的一个电源点位置,得以就近接入电源。

“雪花网”是对天津10千伏电网的升级完善,其高包容性和强适应性的特点将让电网更加安全可靠、经济高效,更好服务天津制造业发展、能源转型、居民客户安全可靠用电。





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