初冬暖陽下的河北雄安新區(qū),中式風格現(xiàn)代造型的樓房鱗次櫛比,別致的綠地公園鑲嵌其中,城市上空見不到縱橫的架空線路,城市配電網似乎在這里“隱身”——地下的能源動脈和云端匯聚的電網數(shù)據(jù)正全天候滿足雄安新區(qū)各類用電需求。
雄安新區(qū)是高質量發(fā)展的全國樣板,國網河北省電力有限公司發(fā)揮“白紙繪藍圖”的優(yōu)勢,推動雄安新區(qū)國際領先型城市配電網高起點規(guī)劃、高標準建設、高水平運維。高可靠、數(shù)字化的城市配電網逐步向能源互聯(lián)網升級,樹立起世界一流的現(xiàn)代化城市配電網建設標桿。
99.9999%,供電可靠性世界領先
灰墻、青瓦裝點的雄安商務服務中心是雄安新區(qū)首個標志性城市建筑群,也是雄安新區(qū)首個配網“雙花瓣”高可靠供電示范工程所在區(qū)域。這里的供電可靠性達99.9999%,處于國際領先水平。
11月20日,北京大學人民醫(yī)院雄安院區(qū)建設工程項目開工動員會在雄安商務服務中心舉辦。不久前,“千企雄安行——重點產業(yè)交流對接會”也在這里舉行。“作為雄安新區(qū)的城市‘會客廳’,我們這里每個月都會舉辦幾場重要活動,用電是我們最放心的環(huán)節(jié)。”雄安商務服務中心大物業(yè)經理莊海朋2022年5月來到該中心,經歷過多場重要活動,體驗著“雙花瓣”帶來的高可靠性供電。
“雙花瓣”網架結構是國網河北電力為適應雄安新區(qū)高可靠性供電需求,參考世界先進接線方式,創(chuàng)新提出的一種中壓配電網先進接線模式。2021年9月24日,雄安新區(qū)首個配網“雙花瓣”高可靠供電示范工程正式投運,供電范圍內客戶年均停電時間小于21秒,在滿足負荷100%轉供的條件下,故障段實現(xiàn)“零秒”自動隔離。
這項示范工程帶來的不僅是高可靠性供電。工程的一次設備全部選用高可靠、免維護型開關柜,配備完整的數(shù)字化在線監(jiān)測元件,開關站和配電室配置各種傳感器,可實現(xiàn)自動巡檢和主動運維,為啟動區(qū)等核心區(qū)域配電網建設積累了寶貴經驗。
《河北雄安新區(qū)規(guī)劃綱要》提出,“完善保障有力的供電系統(tǒng)”“供電可靠率達到99.999%”。國網河北電力結合雄安新區(qū)不同片區(qū)的建設發(fā)展規(guī)劃,差異化設計配電網架結構:10千伏開關站主城區(qū)采用“雙花瓣”網架結構,容東片區(qū)、雄東片區(qū)等外圍組團采用雙環(huán)網網架結構,特色小鎮(zhèn)和美麗鄉(xiāng)村采用單環(huán)網結構。
截至目前,雄安新區(qū)累計建成投運106座開關站、400余座配電室,范圍覆蓋各個新建片區(qū)。在這張初具規(guī)模的城市配電網中,供電可靠率等一系列用電指標全部處于國家電網有限公司先進水平,雄安新區(qū)城市配電網整體水平高于新加坡、東京、巴黎等先進城市。
毫秒級自愈,客戶用電體驗升級
人體心臟跳動一次大約1秒,而1秒的千分之一是1毫秒。在雄安新區(qū)城市配電網中,從調度到運維,許多供電指標正是以毫秒為單位。
調度控制系統(tǒng)是電網的“神經中樞”,和大多數(shù)城市配電網不同,雄安新區(qū)采用主配一體調度管理模式,配電網不再是“配角”。“電網運行過程中,調度系統(tǒng)能夠完成主配網聯(lián)合安全校核和風險辨識。一旦電網發(fā)生故障,它會自主實施主配網故障協(xié)同處置,自動為調度員、搶修人員‘導航’,快速處置故障。”雄安新區(qū)供電公司調控中心主任欒士巖介紹,“它以遠快于人腦的速度在關鍵時刻平穩(wěn)駕馭電網,讓電網運行實現(xiàn)‘自動駕駛’。”
11月20日中午,雄安新區(qū)容東片區(qū)南文營社區(qū)的惠民食堂已經坐滿了就餐的客人。食堂經理張一智在廚房和各個餐桌前來回忙碌著。社區(qū)居民入住后,張一智開辦了這家食堂。店里的空調、保溫臺等重要設備都用電。“開店以來,從來沒有因為供電原因停過電。電好用,客人就有更好的體驗?,F(xiàn)在每天來店里就餐的差不多有1000多人次。”張一智說。
張一智感受到的“電好用”,背后是雄安新區(qū)配電網的科技力量。承接電網調度指令,10千伏開關站、配電室就像電網的“神經末梢”。在雄安,即使一座不起眼的開關站也蘊含“黑科技”,其中值得一提的是智能分布式自愈終端。
部署在各個開關站的智能分布式自愈終端采用光纖差動原理,可在100毫秒內快速完成故障點隔離,300毫秒內完成負荷轉供,恢復非故障區(qū)域供電。更為關鍵的是,故障切除和供電恢復全部由自愈終端完成,無須人工參與,也不依賴自動化主站;分布式控制方式下,配電網故障自愈時間能夠從分鐘級降至秒級,全面實現(xiàn)客戶“停電零感知”。
云上一張網,配電網有“數(shù)字分身”
傳統(tǒng)配電網中,設備數(shù)量多、型號差異大,大部分設備未能納入運行狀態(tài)監(jiān)控范圍。在雄安,全新建成的城市配電網在云端有了“數(shù)字分身”。
11月22日,一輪降溫天氣即將來臨,雄安新區(qū)供電公司配網監(jiān)控班薛林通過新一代配電物聯(lián)感知云平臺,對開關站和配電室進行了一輪巡查,確保站內溫度適宜。“我在平臺點擊相應的功能模塊,用十幾分鐘就能完成巡查,不用再去現(xiàn)場了。”薛林說。
5月25日,雄安新區(qū)供電公司自主研發(fā)的新一代配電物聯(lián)感知云平臺正式上線運行。云平臺采用物聯(lián)網、數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)等技術,可全量采集配網“電氣、狀態(tài)、環(huán)境、視頻”四維信息,實現(xiàn)配網線路、開關站、配電室、低壓臺區(qū)“四級”透明感知和全景監(jiān)視,并輔助管理人員通過機器人和高清攝像機對配電站室等開展聯(lián)合巡檢。
云平臺有一雙“慧眼”,更有一個“智慧的大腦”。云平臺集成了多個設備廠家的開關柜健康診斷、電纜狀態(tài)評估等高級應用程序。“把這些程序集合起來,云平臺可以開展‘數(shù)據(jù)+算力+算法’決策分析,自動研判故障隱患,自動推送檢修決策。”雄安新區(qū)供電公司供電服務中心主任唐寶峰介紹。
建成“云上一張網”,需要做的遠不止一座云平臺的開發(fā)。
雄安新區(qū)從規(guī)劃開始就以打造智能城市為目標,堅持數(shù)字城市與現(xiàn)實城市同步規(guī)劃、同步建設。與雄安新區(qū)共同生長的配電網也按照同樣的路徑,在電網規(guī)劃、建設階段就把數(shù)字化轉型放在重要位置。
雄安新區(qū)在全國率先實現(xiàn)電網通信光纖覆蓋率100%,給配電網配備了通信的“高速路”。通信光纖的鋪設盤活了光纖差動保護等一系列數(shù)字化的設備、系統(tǒng),將其轉化為全新生產力。
在此基礎上,雄安新區(qū)變電設備全部采用數(shù)字傳輸表計,輸電設備全部采用抗風險能力更強的電纜,配網設備配備完備在線監(jiān)測功能,可觀可測可控水平更高……借著歷史機遇,現(xiàn)代智慧配電網建設在雄安新區(qū)從藍圖變成實景,一張高水平、現(xiàn)代化的未來城市配電網徐徐鋪展。新的城市、新的電網、新的探索,雄安新區(qū)國際領先型城市配電網建設正在持續(xù)推進,為這座“未來之城”持續(xù)提供澎湃動能。(龐彥娟 周利東)
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