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国网北京电力打造智能配电网示范样本

编辑:   发布时间:2018-10-24

    配电网作为电网神经末梢,上接主网,下联千家万户,是重要的基础设施。而首都北京的城市配电网,改革开放40年来不断升级,从蹒跚起步到突破领先,如同时代的标本,折射出经济社会发展的坚定步伐。

    围绕首都城市战略定位,国网北京市电力企业坚决落实国家电网有限企业决策部署,在配电网建设中不断创新规划思路、优化电网结构、提高设备健康水平。目前,首都高可靠性配电网建设取得了标志性成果,国际高端智能配电网示范区已初步建成。

用电放心

北京配电网打了“翻身仗”

    天安门广场上,人民英雄纪念碑巍然屹立。每到夜晚,它脚下的这片土地灯火通明。在首都政治供电核心区,99.9999%的供电可靠率已保持多年。而40年前,就连这里也在被拉闸限电所困扰。

    1980年,那年才20岁的高建辉成为一名配电管理所线路工学徒。改革开放刚起步的那段时间,国网北京电力还叫作北京供电局,只在前门西大街有一个总局。

    1987年,为了适应电网的蓬勃发展,北京供电局开始在各区县设立分局,高建辉被分到城区分局,现在是城区供电企业线路抢修班班长。他见证了北京电网几十年的发展和变化。

    “最早城区供电企业管‘东西文武’四个城区,片大人少,老百姓家里停电都来这找。”高建辉对上世纪八九十年代的日子记忆犹新。当时因为电力供应不足,即便已实行了分区停电和错峰用电管制,仍无法避免拉闸限电,寻常百姓家里都得常备大把的蜡烛。

    电网建设迫在眉睫。1993年5月,电网“9511工程”开始实施。到1995年年底的三年中,一大批变电站、输电线路投运,壮大发展了首都电网,初步缓解了华北地区特别是北京的缺电状况,基本结束了首都长达20多年的拉闸限电历史。

    可是,北京配电网尤其是10千伏配电系统依旧薄弱,市区电网的供电可靠率为99.841%,大大低于纽约、东京、香港等国际发达城市。

    配电网薄弱的情况必须改变。“9950工程”于1997年下半年提出并实施,即在1999年新中国成立50周年时,完成新建25项110千伏以上输变电设施,改造供电网和配电网,并实施居民住宅的配电设施改造等。

    在这项工程中,北京市内8个区人口较多的住宅区和繁华商业区改造了老旧电缆,实施了10千伏配电线路分倒路,加装了配电变压器,供电能力提高30%。

    天安门、中南海等一批重要客户的配电系统得到全面改造,运用了当时最先进的永久配电设施。天安门广场南侧,设置了两座地下10千伏专用配电室,同时建有完善的电力沟道、管井,实现在大容量供电时,不再临时设置露天变压器和电缆,广场周边的其他3座配电室也同期进行了设备更新改造。

    经过两年多的艰苦奋战,到2000年,北京市区电网供电可靠率达到了99.99%,年户均停电时间少于87分钟——这是当年国内的最高标准,用高建辉的话说就是“配电网打了一场漂亮的翻身仗”。

瞄准一流

打造首都高可靠性配电网

    迈入21世纪,国网北京电力开始瞄准一流,加快脚步发展高可靠性配电网。

    从2001年开始,北京城区供电企业作为配电自动化建设试点单位,大规模启动了智能电网建设工程,对辖区内的主网110千伏变电站以及10千伏配电线路进行自动化改造。

    位于西城区的金融街大客户密集,对供电可靠性要求高。2011年,金融街实施配电网设备自动化改造,双环网接线的电缆网络建设工程完工,全部实现远程实时监控、远程操作和远程测量,供电可靠性提升至99.9999%,成为当时全国可靠性最高的供电示范区。那一年,高建辉心中隐隐感觉到,北京的配电网将要迎来属于自己的“春天”。

    2014年,国网北京电力启动配电网专项建设改造工程,围绕建设“国内领先、国际一流”高可靠性配电网、实现信息贯通、深化数据应用的主要任务,建设与改造并举,还承担了国家863计划课题,出台了《2014~2017年首都高可靠配电网提升行动计划》。

    亦庄地区作为配电网建设改造暨营配调数据深化应用的试点基地,供电可靠性从99.985%提高至99.999%,年户均停电时间仅为5分钟。在东西城区,一旦发生故障可实现智能自愈,平均处置时间也由以往的小时级提升至秒级,配电网供电可靠性大幅提升。

    同样实现配电网自愈功能的还有落地通州北运河畔的北京城市副中心。从2016年起,通州不再只是几百年来京杭大运河起点的漕运重镇,而是面临转型发展。尚博收到一纸调令,任通州供电企业副总经理,成为了打响行政办公区高端智能配电网建设攻坚战的带头人。

    高端到底应该高在哪儿?经过反复研究对比多种接线方式,并通过模拟实验和精确计算,城市副中心行政办公区最终创新运用了世界上最先进的“双花瓣”配电网架结构,供电可靠率达到99.9999%,年均停电时间不超过21秒,实现敏感负荷“零闪动”,全面赶超新加坡、巴黎等世界知名城市。通州供电企业还开发研制国内首套“一体双核”配电自动化系统,即两个核心中枢系统自动互为备用,自动分配系统资源,对全市范围配电网实现精准运维管控,如果线路故障,最快可在0.3秒内恢复供电;建成国内首个全综合管廊的电缆供电系统,具有独立的运维和抢修通道。

    该企业自主研发的综合管廊载人巡检小车、巡检机器人、消防机器人等十余项顶尖的电网技术,也都应用于城市副中心高端智能配电网。“供电可靠率的每一次提升,都需要配电网建设改造工程作为支撑。”尚博说。

    2017年12月底,北京城市副中心行政办公区8个开关站、23个配电室全部竣工投产;2018年5月,高端智能配电网“双花瓣”合环运行。至此,代表国家电网技术水平的高端智能配电网全面提前完工。

配网升级

满足人民美好生活需求

    从胡同深处到农家宅院,从城市核心区到京郊农村,2003年以来,国网北京电力积极落实首都大气污染治理工作要求,大力推行“煤改电”工程,助力打赢蓝天保卫战。

    在配电网建设方面,国网北京电力分别于2016年、2017年完成了647个村25.13万户和904个村40.77万户居民的电采暖改造,累计安装变压器1.2万余台。农村户均供电能力由1.5千瓦提升至9千瓦,达到城市化水平。北京农村电网设备健康水平显著增强,配电网事故率下降73.65%,供电可靠率达到99.98%。

    与此同时,另一项配网工程——首都核心区架空线入地工程的实施开展,大大改善了居民的生活、居住环境。

    上世纪90年代末期,为了整治、美化“中华第一街”——长安街的道路环境,北京加快城区配电网改造,实施了国内首次架空线入地工程。工程历时两个月完工,长安街及沿线7条大街的电线和电杆都不见了踪影。“最早的线路只是裸线,不像现在都是绝缘的。”高建辉回忆,架空10千伏导线全部要有外皮绝缘,所有接头接点都加装了绝缘护套。线路经过改造,不仅提高了供电可靠性,还杜绝了与树木碰撞、摩擦发生断线的危险。此后,在北京市委、市政府的主导下,国网北京电力全力推进首都核心区电力架空线入地。

    天坛公园北面的金鱼池,前身是老舍先生笔下的“龙须沟”。高建辉曾住在这里。2017年,首都核心区架空线入地工程全面启动。金鱼池社区也进行了改造,密密麻麻的架空线像曾经的龙须沟一样被深埋地下。

    今年3月份以来,国网北京电力对核心区内道路两侧的80条、84千米的电力架空线路进行入地改造,工作量是2017年的1.7倍。目前,第一批23条已竣工投产,第二批34条、第三批23条已全面进场开工,计划在今年供暖季前全部竣工投产。

    从深夜到清晨,从酷暑到严寒,国家电网人全力以赴,首都核心区的“空中蜘蛛网”越来越少,市民的获得感和幸福感越来越强。“这样的生活,是当年《龙须沟》里的小妞子想都不敢想的。”高建辉说。

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