提升配电网抗冰能力的“五优”综合防治体系建设_李灿飞.pdf
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1、20235大众用电|提升配电网抗冰能力的“五优”综合防治体系建设湖南新天电数科技有限公司李灿飞在构建新型电力系统和乡村振兴的大背景下,分布式电源、多元负荷以及源网荷储相关技术在配电网集中和交织,使得配电网地位空前重要,为提升配电网的本质安全,提高其抵抗冰冻灾害能力显得尤为凸显。一直以来,电网防冰抗冰的研究都是电力科研工作者的重点之一,尤其是2008年年初我国南方地区出现严重冰冻灾后,电网抗冰保供电的研究更成为热点,针对电网结构中防冰冻灾害的薄弱环节,需要从防冰和预警方面进行深入研究。因此,本文结合湖南电网冰冻灾害以及抗冰管理体系的现状,梳理目前电网和管理存在的经验成效和问题短板,从规划、设备、
2、技术、管理等方面协同分析,提出建立“规划优、投资优、设备优、技术优、机制优”的抵御冰冻灾害综合防治体系,旨在从源头进一步提升配电网抗冰能力和供电可靠性,为湖南社会经济发展提供坚强能源供应。1湖南配电网冰冻灾害分析1.1冰冻灾害情况及典型特征分析湖南具有东、南、西三面环山的马蹄形地理特征,独特的向北开口地形使得冬季冷空气从地势平缓区域长驱直入与暖湿空气交汇,极易发生冻雨、暴雪。海拔400米以上地区占湖南总面积59.37%,全省16%的配电线路位于重冰区,为国网范围内中、重冰区占比最多的省份。另外,由于特殊的多丘陵地形,1月至2月湿度常在85%以上、温度在-55左右,冬季零度线常从北往南扫过湖南全
3、境,低高海拔地区均易发生覆冰,导致湖南电网覆冰发生频率高。据统计,2008年以来,湖南电网共发生60轮覆冰过程,覆冰持续时间超6天达16轮,其中24次发生在1月、20次发生在2月,多数与春节时间重叠,电网始终面临着严峻的抗击冰冻保供电形势。1.2配电网受灾情况分析以2022年春节为例,出现了持续时间长、影响范围广、覆冰程度重、暴雪过程急等特征,对电网造成了极大影响。此次共造成湖南电网线路累计覆冰3053条,线路最大覆冰厚度超过35毫米。35千伏及以上线路停运56条次、10千伏线路停运1146条次、台区停运59775台次,影响370万用户正常供电。涉及932条10千伏停运线路中,因覆冰断线停运的
4、529条,占比56.7%;因树竹倒线停运的213条,占比22.9%;因绝缘受损放电及脱冰跳跃停运的104条,占比11.2%;造成10千伏及以下线路共倒杆2493基、断线6885处。2湖南配电网抗击冰冻灾害实践与探索2.1配电网抗击冰冻灾害实践与探索湖南电网一直进行配电网抗冰冻灾害的实践和探索,特别是2018年以后,国网湖南省电力有限公司(以下简称湖南公司)将配网纳入投资重点方向,实施“向配网开战”攻坚行动,着重解决保供电能力问题。按年度编制电网覆冰长期预测报告,滚动发布中、短期覆冰预测,以乡镇、线路为单位精准预测覆冰趋势。重点组织易覆冰区县公司编制防冻融冰“一县一方案”;覆冰预警发布后,基层单
5、位提前布置应急抢修队伍及观冰哨所,并将抢修物资装备储运到位。通过将历史重覆冰区段的线路改道或采取架空改电缆入地的方式,避开林区及易覆冰区域。2020年,湖南公司在国网抗冰典型设计(2017年版)的基础上,结合历史覆冰特点,发布湖南公司配网抗冰典型设计,重点细化20毫米、30毫米2种覆冰厚度的典型设计方案,并开展抗冰典型设计试点应用。从本次灾损情况来看,采用抗冰典型设计的配电线路受损率较2019年(近十年冰情最重的年份)下降97.9%。湖南公司按照“能融尽融、能除尽除、能除早除、能除巧除”十六字方针开展配网融除冰工作。具备融冰条件的线路覆冰达到设计冰厚60%时,按照“能融尽融”原则优先开展交、直
6、流电流融冰;对于无法开展融冰的线路,覆冰达到设计冰厚50%时,采用外力敲打、导线抖动、机械振动等多种方式除冰。节能减排电气时空39|大众用电20235电气时空通过一系列抗冰实践与探索,取得了配电网抗冰冻灾害的经验。从储备应急物资、应急抢修等方面全面提升了应急处置能力,同时建立了中、短期的高效灾害预警响应机制,推动建立省、市、县、乡四级政企联动机制,由地方政府主导,协助开展砍青扫障、道路清理、舆情处置等工作,综合应用“预、防、抗、避、改、融、除”等方法,提升配网抗冰冻灾害保供电能力。2.2存在的问题2.2.1湖南配电网的抗灾能力有待提升35千伏电网单线供电问题较为突出,在主线路故障或停电时,其带
7、的所有变电站将失压。另外其抗冰设计存在问题,35千伏线路抗冰差异化设计主要参考 重覆冰区架空输电线路设计技术规程(DLT/5440)执行,但该标准主要适用于110750千伏线路,导致部分设计单位对35千伏线路覆冰厚度取值和覆冰过载、不平衡张力等关键因素计算和校核把握不准。农村电网变电站布点不足,10千伏线路平均长度较长,N-1通过率较低。老旧线路档距大、线径小、杆塔强度低等现象普遍存在,极易因覆冰引发故障。重冰区10千伏线路较多且完成抗冰改造线路很少。“十三五”期间,湖南农配网投资大部分用于解决贫困村电网升级改造、村村通动力电、光伏扶贫等政策性村网改造和台区供电能力提升,网架线路投资不能满足供
8、电保障需要,在提升配网抗冰能力方面存在明显的资金短缺。线路运行环境复杂,湖南省森林覆盖率达到59.96%,在国网范围内排名第三,竹林面积超过1639万亩,居全国第二,配网线路穿山越岭,树线矛盾突出;配网抗雪研究不深,湖南全省植被以阔叶林为主,易覆雪倒伏。2.2.2配网融除冰实施困难现有配网融冰技术适应性不强。配网10千伏线路分支多、挂接变压器多,且未配置台区低压侧自动投切开关,直流融冰存在配变偏磁问题,交流融冰存在分流问题,融冰实施时需大量配合操作,耗时费力。线路融冰装置配置较少。目前全省配网融冰装置60套,固定式交流融冰装置和移动式直流融冰装置仅14套,只能满足27条35千伏线路和71条10
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