配电网电力工程的技术与措施探究
萨其楞贵
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引言
在能源结构转型与电力需求持续增长的双重驱动下,配电网作为电力系统与用户连接的最后一公里,其运行质量与服务水平直接关系到社会生产生活的稳定与发展。随着智能电网、分布式能源等新兴技术的快速发展,配电网正从传统的单向供电模式向双向互动、智能高效的新型网络形态转变。
、配电网电力工程存在的问题
1.1 技术层面问题
配电网电力工程在技术层面存在诸多瓶颈。配电设备老化问题突出,部分地区的变压器、断路器等设备服役时间超过 20 年,绝缘性能下降、机械部件磨损严重,导致设备故障率升高,供电可靠性降低。自动化水平不足也是关键问题,多数配电网仍依赖人工进行开关操作和故障排查,故障定位、隔离和恢复供电效率低下。
1.2 管理与运维问题
管理与运维模式落后严重制约配电网发展。当前,许多供电企业仍采用传统的定期巡检方式,依赖人工肉眼观察和简单仪器检测,难以发现设备内部隐性缺陷。这种方式不仅效率低,而且受人员经验和责任心影响大,易出现漏检、误判情况。运维人员技术水平参差不齐,部分人员对智能配电设备、自动化系统的操作与维护缺乏专业知识,无法及时处理复杂故障。在故障抢修方面,各部门之间信息沟通不畅,物资调配不及时,导致抢修响应时间长,用户停电时间增加。
1.3 成本与效益问题
突出表现在配网工程在工程建设成本高与经济效益低下之间的矛盾凸显。新一代配电设备、电缆线路、自动化系统的价格以及征地拆迁、青苗补偿等外部成本造价高,配电网工程在建设单位公里上成本可达数万。配电网投资回收期长,受电价政策、用户用电量大小的影响,造成配电网运营的收益增长缓慢,线损率偏高是常态,部分农网的配电网线损率甚至达到 15% 以上,超出国家标准很大比例,浪费了大量电能,降低了经济效益。
1.4 环境与安全问题
环境复杂性及安全性隐患。恶劣气候引发配电网络损伤,强暴雨、洪水造成电缆沟淹浸、杆塔歪斜;强台风、冰冻引起断线、杆塔倾覆;雷击是影响配电网络安全的又一大隐患,配电线路及设备受雷击影响易形成短路、跳闸以及毁坏电力设备。配电网络在运行中出现漏电、短路安全隐患,以及线路老化,线路绝缘层老化,配电线路及其设备连接接触不良等问题易引发触电、电气火灾事故,给人民群众财产安全带来巨大的安全隐患。新能源的接入带来的电网稳定性问题也对系统运行带来一定的安全风险。
二、配电网电力工程关键技术探究
2.1 新型配电设备技术
配变、真空断路器等配电新产品丰富了配电网的升级配置手段。配变可以实现油温和绕组温度、负荷率等实时在物联网上显示到后台系统,实现配变的远程监测和预警。真空断路器取代传统弹簧储能式断路器,采用永磁传动装置,免维护,实现长寿命,可靠性高,故障率低。气体绝缘柜采用环保气体干空气、氮气取代 SF6 气体,降低温室气体的产生,满足绿色电网的需求。
2.2 配电线路优化技术
线路优化运行的技术措施是在保证降低线路损耗与提高供电可靠性方面可以实现降低线路损耗的主要技术手段是绝缘化改造,即将裸线的架空线路改造为绝缘导线,从而避免了线路的短路故障因树枝搭接与异物搭接而造成的故障和降低线路损耗。线路的防雷新技术主要有复合外套金属氧化物避雷器、可控放电避雷针等设备,可以有效改善线路的防雷技术水平;通过改善线路的布局,多采用网格化供电以及多分段多联络接线方式,提高配电网线路的转供能力,一旦线路上发生部分故障,迅速转由其他线路输送,从而降低故障停时间。
2.3 配电自动化与智能化技术
智能配电技术实现配电网智能高效发展。配电线路的馈线自动化技术通过安装在配电线路中的 FTU 对电流、电压等进行检测,一旦线路出现故障,则能快速判断故障点位置,隔离故障,并恢复非故障区域送电,达到故障处理的过程无人工参与。配电自动化主站技术则综合利用配电网的运行信息,通过大数据的应用及人工智能算法,达到负荷的预测、故障的预估、合理调度。
2.4 新能源接入与融合技术
对接受新能源的技术解决方案。储能技术可以平滑新能源的波动性和随机性,在风电、光电高值输出时储能,低值时给网供电,削峰填谷。常用的锂电池储能系统的反应迅速,能量密度大,使用在配电网的功率平滑。
三、配电网电力工程保障措施分析
3.1 技术研发与应用推广
深化产学研协同创新。电网企业与高校、研究所建立配电网技术实验室,在新能源接入、智能配网等领域联合攻关,设立研发基金,对一些新的设备、技术的研发提供补助,支持企业加大研发力度。实施技术试点工程,在一些地方试行应用新技术、新设备,通过试点对应用的技术的可行性、经济性进行检验,总结经验之后,在全国进行推广。
3.2 优化管理与运维模式
强化智能化运维管理平台建设,通过设备状态检测、故障分析、运维调度等实现设备的物联网技术、数据采集,借助大数据的人工智能技术判断设备健康情况,提前预判故障信息、编制检修计划,做到状态检修,根据设备的实际状态进行计划检修,减少对设备的过度检修和检修不当。强化运维人员培训,定期开展智能配电设备使用、自动化系统维护等相关内容的教育培训工作,提高工作人员的整体业务水平。
3.3 成本控制与效益提升
从工程规划建设和运行管理两个环节降低工程成本、提高工程效益,包括工程建设方面,合理优化电网建设方案,尽量避免重复建设和过度建设,实施标准化设计、模块化建设,有效降低建设费用;电网运行方式方面,动态开展电网潮流计算,根据负荷调整变压器分接开关、投切电容器,实现电网经济运行,并探索构建“多渠道获益”的运营商业模式,以电力需求侧管理服务为抓手引导用户参与理性用电,积极参加电力市场、辅助服务市场,以峰谷差、辅助服务市场获得收益,增加配电网运营经济效益。
3.4 安全与环境保障
夯实安全环境及保卫工作是保证配网安全运行工作的前提和基础,加强配电设备的保护,对雷电、腐蚀严重的设备加装防雷、防腐设备;老旧的线路进行绝缘改造加固,增强抗御自然灾害的能力。制定完善的应急预案,针对汛期、台风、雨雪天气的情况明确应急响应程序和责任部门并定期演练,增强应对各种突发情况的能力。
结语
配电网电力工程的发展直接关系到电力供应的可靠性、经济性与安全性。面对当前技术、管理、成本及环境等方面的挑战,通过研发应用新型配电设备、优化线路技术、推进自动化智能化建设,以及实施技术研发推广、管理模式优化、成本效益提升和安全环境保障等系统性措施,能够有效推动配电网升级改造。
参考文献
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