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大数据时代国家新区电网建设规划的建议

已有 3412 次阅读 2017-12-23 17:43 |个人分类:科学杂谈|系统分类:科研笔记

一个创新、优化、节能、省投资的

     新城区供电、网络规划设计建议书

     钟国淼  鈡宝驥 鈡国焱  晏成禹  晏成和

改革开放以来,国家先后批复设立了深圳特区、上海浦东新区等20个国家级新区。随着时代的脚步,像雄安这样的国家级新区正在拔地而起,还有各个地方级的新区如同雨后春笋。这些正在迅猛发展建设中的新区,必将成为国之栋梁、功勋卓著地支撑着大中国的兴旺、崛起。

我们多数虽已退休,仍然关注前沿科技发展,结合毕生在电力一线实际工作中积累的经验和认识,想对国家确定的、有着重大现实意义和深远历史意义的国家级新区的电网建设提几点建议。


一、   国家级新区必建的是现代化高水平的现代城市电网,为此我们建议

1、   简化电网结构,降低电网损耗。将电网电源的变电等级由现在通行的四级降压改为三级降压。即城市供电网选用220千伏,城市配电网选用35千伏,用户低压用电网仍为0.4千伏。即把现行的220/110/10/0.4千伏四级降压变为220/35/0.4千伏三级降压,将使系统结构优化、降低网损、节省投资,这能大大减少降压站点、并加大站点的供电能力,利于新区长期发展的需要。


2、   采用分裂式输出,使电网更加安全。选用了大容量变压器(220千伏、40万千伏安)的供电降压站和配电降压站(35千伏、2000千伏安),会出现低压侧电流过大的问题。为此,建议全部选用分裂式变压器,也就是将一台大容量变压器的输出端分成多个小容量送出,从而使得低压侧电流大大降低。同时,由于分裂变压器的阻抗是同容量常规变压器的N倍(N为分裂数),使得配电网和用电网的短路电流都大大地降低,对电网的安全极为有利。


3、   模块化设计、方便配置。建议以3-5个220千伏供电降压变电站为主组成城市供电网为模块,按每个城市新区的大小和负荷分布的不同,选用相应数量的区域供电网模块。


4、   在新区规划设计配电网的主接线,采用以下接线方式:(见附图)

1)     即在创新的基础上进行简化,在降压主接线进行简化,采用单母线,环形多分段,主变低压出线跨接于两分段间的接线方式。

2)     出线分为主干线,从主干线上T接出的为支线,在两主干线末端作强联接。在两支线末端作弱连接

采用这些措施,将大为提高系统切换的灵活性,尽量降低事故停电范围。


二、    采用新技术装备,建设以大数据互联网为基础的智能电网

将我国已经掌握的《复合光纤电力电缆制造技术》(备注),在国家级新区应该得到全面推广应用。采用复合光纤电力电缆,在电力电缆线路施工的同时也建成了同行的大数据通讯通道,做到电力、通讯同步到位。即如同城市道路,管网一样,建成电力,通讯合一的共同通道。


1、   建设用大数据网络支撑的城市智能电网

城市电力网的运行维护需要具备各种实时监视和远方操作、快速切除故障、智能化选择最优运行方式等功能。

a)  实现遥信、遥测、遥控信号的实时、安全、独立、可靠的传输;

b)  实现快速切除电力系统内各种故障的保护;

c)  智能化选择最优运行方式;

 d)     故障切除后,智能化处理不受影响的受累停电区域快速恢复受电(由另一最佳途径提供电源);

 e)     实现完善的配电网和供电网的备用电源自投功能。

2、改变当前光纤通讯网的投资、建设由通讯、网络公司各自按条块自行建设的现状,在新城区或旧城区的建设或改造的工程中,城区大数据网络通讯所需的光纤主通道,可与供电通道一并建成、在复合电力电缆端头引出处设置光纤端子箱,由需用光纤通道的部门及网络运营商就地设置组网所需的设备,进行组网。复合在电缆中的光纤,作为城市的公共资源。应由市政管理部门统一分配管理,其运行维护则由电力部门负责。

因我们是电力系统的退休或在职人员,在电网方案思考较多;网络通讯部分希望有更多的管理及专业人士共同思考,完善。为此,需要政府出台创新的综合管理办法。

我们认为这一设想的实施,将使新建城区及城改片区达到电线,网线全下地,电线杆塔,通讯基站全消失;电力,通讯光缆同时进户;通讯基站上高层;同时通讯设备所需的电源可就近(变电站,开关站)取得直接双电源供应,安全可靠性进一步提高。

以上是我们对电力、电网向智能电网发展提出的思考建议,是原始创新,需要进行总体规划和综合设计。可以肯定的是,对降低投资提高投入产出比、提高安全可靠性、美化新城市的市容市貌,使社会综合效益大幅度全面提升,为建设环保的国家级新区是有着积极的意义。

20171216日      



供、配电网示意图(含变电站主接线)

备注;光纤复合中压电缆国家颁发的行业标准为 NB/T  42050—2015.

     

附:第一、二作者简介

钟国淼:国家电网退休高工,本系统工龄44年,长期在发电、供电、变电输配电及省公司技术管理和质量管理岗位上工作(其中下放4年还参加了农村小水电站建设和电机制造),从原江西省电力公司基建工程安全质量监督中心站常务秘书岗位退休。

钟宝骥:国家电网公司地区调度岗位工作30余年。




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