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国家电网有限公司先进配电系统供电可靠性综合提升技术实验室建设纪实

2021-11-11 10:40:17 中国质量报

守护者和开拓者

——国家电网有限公司先进配电系统供电可靠性综合提升技术实验室建设纪实

□ 杜 砚

配电网是国民经济和社会发展的重要公共基础设施,其质量的好坏直接关系到人民群众的切身利益。近年来,国家电网有限公司(以下简称国网)深入贯彻习近平总书记关于能源“四个革命、一个合作”重要讲话精神,坚决落实党中央、国务院决策部署,积极推动构建以新能源为主体的新型电力系统,坚持以客户为中心,以提升配电网供电可靠性为主线,强化标准化建设、精益化运维、智能化管控,努力打造“结构好、设备好、技术好、管理好、服务好”的世界一流现代化配电网,为全面建成小康社会提供有力保障。

高瞻远瞩,布局世界范围内最大的10kV真型配电网试验平台

为响应国家发改委《关于加快配电网建设改造的指导意见》和国家能源局《关于印发配电网建设改造行动计划(2015—2020年)的通知》,国家电网有限公司始终将提升配电网供电可靠性作为第一要务。2017年,时任国家电网有限公司副总师的陈维江院士提出配电网供电可靠性在技术层面有较大提升空间,应组织科研单位集中力量开展配电网安全性、可靠性技术攻关,建立国家电网有限公司配电网供电可靠性提升技术实验室。

据悉,我国全社会用电量已居世界首位,但配电网供电可靠性与发达国家相比还存在较大差距。党的十九大报告指出,要加强包括电网在内的基础设施网络建设,增强我国经济质量优势。2015年8月,国家能源局发布“配电网建设改造行动计划(2015~2020年)”,明确提出2015~2020年投资超过2万亿元,全面加快现代配电网建设。2020年国家电网有限公司城乡户均停电时间相比2016年下降了20%,但配电网供电可靠性与发达国家相比仍有一定差距。如何减少我国配电网的停电时间,提高配电网的设备可靠性,提升配电网的智能化水平,成为摆在供电公司面前的难题。

此外,随着双碳目标落实,配电网高比例接入分布式电源、电动汽车充换电设备、储能设备、一二次融合设备等新兴元素,配电网供电可靠性受到更大挑战。面对配电网复杂形势及矛盾突出的问题,世界上许多国家和地区都加强了对智能配电网实验室的建设,尤其重视对新技术应用和新设备入网的仿真与测试。

在此背景下,陈维江提出建设先进配电系统供电可靠性综合提升技术实验室(以下简称实验室),区别于传统物理仿真、数模混合仿真型式,无论从设备层面、还是网架结构,均按真实配电网建设,打造世界范围内规模最大的10kV真型配电网试验平台。

精妙绝伦,一张核心设计图纸实现现有网架全覆盖

世界一流的实验室,必须按一流的设计配备一流的设备。实验室建设的核心,就在于一个“真”。实验室的线路必须是“真”的,实验室的设备必须是“真”的,实验室的网架结构必须是“真”的。然而,我国目前配电网的网架结构繁多,按线路类型不同可分为架空网、电缆网和混合网,其中架空线路按网架拓扑不同还可分为单辐射结构、末端联络结构、多分段适度联络结构、两供一备和三供一备等结构;电缆线路按网架拓扑不同还可分为单射式、对射式、双射式、单环网、双环网、两供一备和三供一备等结构。架空线路和电缆线路的混合网使得网架拓扑结构更加多变,配上三种不同的配电网中性点接地方式,实际的网络架构形式更为复杂。

如何在有限的场地实现所有网架结构和拓扑变换,成为摆在实验室建设工作小组面前的核心问题。为了解决这个难题,以中国电力科学研究院陈江波为首的设计团队开展了长达一年的技术论证,其间充分发挥了党员的先锋模范带头作用,撸起袖子加油干,苦干实干拼命干。在实验室的建设之路上,克服了一个又一个困难,迈过了一个又一个门槛。从2017年底到2018年8月,陈江波团队足迹遍布大江南北,走访了配网领域各大知名高校、业内资深专家和权威单位,力求实验室的设计图纸能覆盖国内所有典型的配网结构并实现不同网架的切换、实现不同中性点接地方式快速切换,具备架空线路、电缆线路典型故障与缺陷模拟和试验测试能力。“设计——汇报——修改”,往复循环数十次,最终得到实验室建设领导小组肯定,形成了一张精妙绝伦的设计图纸。这张珍贵的图纸,通过大型开关联络站,将8回4端架空线路和电缆线路进行排列组合,可实现12种网架结构多态重构,3种中性点接地方式灵活切换,从而复现248种配网故障场景和1144种配电网不停电运维场景。

2019年7月29日16点46分,实验室一期工程4条架空线路建成,首创开展网架结构“低压校核”,实现了不同网架结构的合环试验,意味着实验室基本功能顺利通过验收,一二次设备配置无误。

2019年9月26日3时26分,实验室220kV变压器送电成功,配电网真型试验平台运转正常,意味着实验室正式具备试验能力。

实验室建成后,受国网湖北省电力有限公司委托,于2019年和2020年连续两年开展了一二次融合成套柱上断路器和环网箱样品入网检测工作,对数百家单位的几百台套产品进行了单相接地故障选线真型实证测试,测试结果极大地支撑了国网湖北省电力有限公司对入网产品的质量把控,促进了地方电网的发展。

实验室的建成,意味着我国配电网真型试验技术跨上了新的台阶,这对推动国家电网有限公司建设具有中国特色国际领先的能源互联网企业战略,提升我国配电网运维水平,树立我国世界一流配电网形象,适应和引领能源革命具有巨大的现实意义。

《中国质量报》

(责任编辑:水川)
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