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配電網(wǎng)臺(tái)區(qū)治理經(jīng)濟(jì)又高效

中國(guó)電力網(wǎng)發(fā)布時(shí)間:2022-02-07 00:00:00

  

  “現(xiàn)在電壓測(cè)量為223伏,符合低壓客戶電壓供電質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),可滿足客戶日常用電。”2月5日,福建泉州供電公司組織人員來(lái)到南安市豐州鎮(zhèn)樓下村,檢查采用低壓柔性直流技術(shù)改造后的蔬菜基地臺(tái)區(qū)客戶電壓情況。

  隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展,泉州城市配電網(wǎng)負(fù)荷上升,部分區(qū)域負(fù)荷密集;在制茶業(yè)發(fā)達(dá)的部分農(nóng)村地區(qū),負(fù)荷呈現(xiàn)很強(qiáng)的季節(jié)性和周期性波動(dòng)特征。同時(shí),在碳達(dá)峰、碳中和背景下,分布式光伏發(fā)電、儲(chǔ)能等資源迅猛增長(zhǎng),潮流雙向流動(dòng)的不確定性提高,配電網(wǎng)運(yùn)行管控面臨新的挑戰(zhàn)。泉州供電公司通過(guò)低壓柔性直流技術(shù)構(gòu)建交直流混合配電臺(tái)區(qū),探索解決配電網(wǎng)常見(jiàn)問(wèn)題,促進(jìn)臺(tái)區(qū)互濟(jì)互備和新能源消納,進(jìn)一步提升配電網(wǎng)供電質(zhì)量。

  交直流線路并聯(lián)

  助力臺(tái)區(qū)末端低電壓治理

  豐州蔬菜基地位于南安市豐州鎮(zhèn)樓下村。隨著種植規(guī)模的擴(kuò)大,當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電負(fù)荷持續(xù)增高。由于配電距離較長(zhǎng)、導(dǎo)線線徑細(xì),在灌溉集中時(shí)段,臺(tái)區(qū)末端負(fù)荷集中,造成低電壓。

  解決配網(wǎng)臺(tái)區(qū)低電壓?jiǎn)栴},通常會(huì)采用新增配電臺(tái)區(qū)、更換配電導(dǎo)線等方式,也可以通過(guò)增設(shè)調(diào)壓器及無(wú)功補(bǔ)償裝置應(yīng)急治理。新增、改造臺(tái)區(qū)可從根本上優(yōu)化配網(wǎng)結(jié)構(gòu),但是成本較高,同時(shí)也受實(shí)際環(huán)境等條件限制。而增設(shè)傳統(tǒng)調(diào)壓器及無(wú)功補(bǔ)償裝置等應(yīng)急治理方案無(wú)法從根本上解決配電距離長(zhǎng)、供電線徑細(xì)、功率因數(shù)低導(dǎo)致的低電壓?jiǎn)栴}。對(duì)于豐州蔬菜基地來(lái)說(shuō),如果按傳統(tǒng)方式改造臺(tái)區(qū)需要花費(fèi)60多萬(wàn)元,改造周期則超過(guò)1個(gè)月。

  2021年11月,泉州供電公司組織技術(shù)人員及運(yùn)維人員勘查豐州蔬菜基地臺(tái)區(qū),匯總臺(tái)區(qū)線路拓?fù)鋱D以及負(fù)荷分布等信息,試點(diǎn)應(yīng)用低壓柔性直流技術(shù)開(kāi)展改造?!霸撆_(tái)區(qū)容量315千伏安,配電臺(tái)區(qū)變壓器容量足夠,變壓器出線側(cè)電壓穩(wěn)定,線路最大供電半徑是900米。”泉州供電公司城區(qū)供電服務(wù)中心副主任萬(wàn)保忠說(shuō),“我們提出在原有低壓配電線路基礎(chǔ)上增加直流線路,交直流并聯(lián),利用低壓柔性直流技術(shù)解決低電壓?jiǎn)栴}。”

  相較于交流配電,直流配電具備輸送容量大、電能質(zhì)量高等優(yōu)勢(shì)。針對(duì)該臺(tái)區(qū)現(xiàn)狀,泉州供電公司在臺(tái)區(qū)低壓配電線路前端安裝整流設(shè)備,將交流電整流為直流電,通過(guò)直流線路輸送電能至臺(tái)區(qū)末端;在臺(tái)區(qū)末端低電壓集中點(diǎn)利用逆變?cè)O(shè)備,將直流電逆變?yōu)榻涣麟娺M(jìn)行輸出。2021年11月26日改造完成后,該臺(tái)區(qū)末端用戶側(cè)電壓從180伏提升至217伏。

  目前,泉州供電公司在樓下村試點(diǎn)臺(tái)區(qū)改造的基礎(chǔ)上,在春節(jié)返鄉(xiāng)人員集中的臺(tái)區(qū)、城中村臺(tái)區(qū)等推廣應(yīng)用低壓柔性直流技術(shù)開(kāi)展改造,解決部分低電壓臺(tái)區(qū)改造中存在的投資高、改造慢等問(wèn)題,快速提升農(nóng)村地區(qū)配電網(wǎng)的供電質(zhì)量。

  臺(tái)區(qū)柔性互濟(jì)

  提升配網(wǎng)靈活調(diào)節(jié)能力

  2021年12月29日,泉州供電公司城區(qū)供電服務(wù)中心臺(tái)區(qū)經(jīng)理江劍煌和該公司柔直技術(shù)專業(yè)人員來(lái)到泉州古城老城區(qū),檢查府文廟廣場(chǎng)、中山旅游街、老城金魚巷的3個(gè)臺(tái)區(qū)運(yùn)行情況。檢驗(yàn)結(jié)果顯示,這些臺(tái)區(qū)負(fù)荷平衡良好,電能質(zhì)量穩(wěn)定。

  “府文廟區(qū)域主要涉及6個(gè)配電臺(tái)區(qū),其中既有輕載的廣場(chǎng)配電變壓器,也有為居民區(qū)供電的配電變壓器,還有負(fù)荷變化較多的沿街配電變壓器?!苯瓌徒榻B,這些臺(tái)區(qū)用電高峰時(shí)段不同,用電負(fù)荷處于區(qū)域密集但不均衡狀態(tài),季節(jié)性和周期性較為明顯。

  針對(duì)府文廟區(qū)域供電特點(diǎn),泉州供電公司技術(shù)人員提出,如果能讓這些不同負(fù)荷特征的相鄰臺(tái)區(qū)互動(dòng)起來(lái),在某個(gè)臺(tái)區(qū)用電高峰時(shí),由其他處于非用電高峰時(shí)段的臺(tái)區(qū)提供支援,既能節(jié)約增容布點(diǎn)投資,又能夠避免停電改造。

  沿著這個(gè)思路,泉州供電公司依托低壓柔性直流技術(shù)提出低壓臺(tái)區(qū)柔性互濟(jì)方案,針對(duì)6個(gè)臺(tái)區(qū)的負(fù)荷特性差異,在臺(tái)區(qū)線路的合適節(jié)點(diǎn)加裝柔性互濟(jì)設(shè)備,敷設(shè)直流專用線路,靈活調(diào)節(jié)電流的流向和流量,實(shí)現(xiàn)鄰近臺(tái)區(qū)間電力交換、互濟(jì)互備。

  目前,府文廟多樣性負(fù)荷臺(tái)區(qū)柔性互濟(jì)技術(shù)試點(diǎn)還未完工,全部建設(shè)完成后,將實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)居民客戶電壓合格率100%,0.4千伏客戶不受上級(jí)10千伏線路停電影響。這種方式適應(yīng)負(fù)荷多樣化發(fā)展趨勢(shì),整體提升配網(wǎng)的靈活調(diào)節(jié)能力和負(fù)荷承載能力,既保障了居民、商圈、景點(diǎn)的可靠供電,還能支撐充電樁多點(diǎn)分布安裝。

  源網(wǎng)荷儲(chǔ)統(tǒng)一管控

  服務(wù)新能源消納

  針對(duì)大規(guī)模分布式光伏接入易造成電網(wǎng)波動(dòng)等問(wèn)題,泉州供電公司推出基于低壓柔直技術(shù)的解決方案,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集中儲(chǔ)能及分布式光伏發(fā)電電力集中消納。

  該方案配置儲(chǔ)能,通過(guò)交直流混配柔直技術(shù)、臺(tái)區(qū)智能融合終端及寬帶電力線載波(HPLC)模塊,做到臺(tái)區(qū)全設(shè)備可觀可測(cè)可控,協(xié)同控制和統(tǒng)一管理光伏發(fā)電設(shè)備、充電樁、儲(chǔ)能等直流負(fù)荷,對(duì)不同臺(tái)區(qū)內(nèi)的可調(diào)節(jié)源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)資源進(jìn)行并網(wǎng)、離網(wǎng)統(tǒng)一管控,實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)“自平衡、自調(diào)節(jié)、自管理”。

  2021年10月,泉州供電公司選取石獅市永安鎮(zhèn)沙堤村等三個(gè)高比例分布式光伏接入的區(qū)域,試點(diǎn)開(kāi)展微電網(wǎng)示范建設(shè),探索增量分布式電源、儲(chǔ)能裝置就近接入解決方案。

  截至2021年年底,示范建設(shè)試點(diǎn)之一的沙堤村已有171戶居民利用自家屋頂建設(shè)分布式光伏,總?cè)萘?24.8千瓦。該村14號(hào)公用變壓器與11號(hào)、13號(hào)公用變壓器的負(fù)荷曲線在時(shí)間上存在互補(bǔ)特性。此前,每天8時(shí)至18時(shí)光伏發(fā)電出力較大的時(shí)段,分布式光伏接入較多的11號(hào)、13號(hào)公用變壓器最高向10千伏線路倒送134千瓦、160千瓦; 其間,14號(hào)公用變壓器最大負(fù)荷為144千瓦。通過(guò)直流互聯(lián)微電網(wǎng),利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)分布式光伏進(jìn)行智能投切,11號(hào)、13號(hào)公用變壓器臺(tái)區(qū)的光伏發(fā)電出力可就地為14號(hào)臺(tái)區(qū)供電,剩余電量由儲(chǔ)能系統(tǒng)儲(chǔ)存,在提高新能源消納率的同時(shí)降低光伏出力變化對(duì)電網(wǎng)的影響。

  這三臺(tái)公用變壓器容量均為630千伏安,但14號(hào)變壓器2021年的最大負(fù)載率為83.17%,負(fù)載較重;11號(hào)、13號(hào)公用變壓器2021年的最大負(fù)載率分別為28.57%、28.1%,均為較輕載配電變壓器。通過(guò)直流互聯(lián),11號(hào)、13號(hào)公用變壓器可轉(zhuǎn)供14號(hào)公用變壓器部分負(fù)荷,均衡了變壓器負(fù)載率,提高了供電可靠性。

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