2021年3月,中央財經(jīng)委第九次會議再次對碳達峰碳中和作出重要部署,強調要構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),明確了“雙碳"背景下我國能源電力轉型發(fā)展的方向。
新型電力系統(tǒng)較傳統(tǒng)電力系統(tǒng)將發(fā)生重大變化。由于風電、光伏、儲能及充電樁等分布式能源在配電側快速發(fā)展,傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的源隨荷動將向源荷互動轉變,電網(wǎng)的形態(tài)結構也將從智能主網(wǎng)為主向智能主網(wǎng)和分布式智能電網(wǎng)并重轉變。在光伏發(fā)電領域,2021年我國新增光伏發(fā)電并網(wǎng)裝機中,分布式光伏新增約2900萬千瓦,約占全部新增光伏發(fā)電裝機的55%,在第1次突破50%,光伏發(fā)電集中式與分布式并舉的發(fā)展趨勢明顯。但是,由于新能源的波動性、隨機性和間歇性,以及新能源發(fā)電設備的低抗擾性和弱支撐性,將給電力系統(tǒng)帶來不同時間尺度的功率平衡能力和電網(wǎng)安全及抗沖擊能力兩大挑戰(zhàn),傳統(tǒng)電力系統(tǒng)自上而下的垂直一體化管控模式,也逐漸向新型電力系統(tǒng)的分層集群聚合模式轉變,電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制難度明顯增加,用戶側供需互動需求顯著加大。面對能源開發(fā)向分布式方式轉變,發(fā)展分布式智能電網(wǎng)成為必然趨勢,數(shù)字化技術將支撐和推動構建以新能源為主體的分布式智能電網(wǎng)建設。
母線槽快速發(fā)展離不開各標準的檢測驗證
隨著現(xiàn)代化快速發(fā)展,供電負荷越來越大。母線槽代替電纜供電也越來越普及。電纜導體屬于圓型的,其生產(chǎn)工藝統(tǒng)一規(guī)范,所以導體的截面積和銅的含銅量就決定了電纜的載流能力,但母線槽不同,因其是垂型的,同時涉及到其結構設計、散熱、絕緣材料以及集膚效應都與載流能力有直接關系,所以母線槽標準不是按截面積確定規(guī)格是按電流安培數(shù)確定規(guī)格。
母線槽的試驗的項目包括溫升極限;介電性能;短路耐受強度;保護電路有效性;電氣間隙和爬電距離;機械操作;防護等級;電阻、電抗與阻抗;結構強度;耐壓性能;絕緣材料耐受發(fā)熱;防火焰蔓延;耐火母線加耐火燒驗證。溫升極限驗證母線槽的銅排的純度,含銅量直接與導體的電阻率相關,同樣的導體規(guī)格電阻率大,溫升自然高;導體的截面積小,同樣的結構和技術、同樣的導體含銅量的導體截面積小,溫升自然高;散熱不好,絕緣材料及外殼結構散熱不好,溫升自然偏高;連接頭設計結構,連接頭接觸不好,溫升也會高。
母線槽溫升高涉及電能的損耗大;母線使用的壽命減短;降低了安全系數(shù),容易引起周圍材料火災事故以及外殼高溫燙傷人員;涉及對周圍的絕緣材料設備會加快老化;對周圍的環(huán)境溫度有影響;母線槽內部溫升越高,電壓就降得越大的問題。溫升極限驗證部位及用途,溫升極限驗證是檢測母線槽的進線端、桿接口、連接頭的導體和外殼等在通過母線槽滿負荷運行穩(wěn)定下來,高溫度減去環(huán)境溫度,是確定該點的溫升值,有了該溫升值準了解該母線槽所選擇的絕緣材料。
在今后滿負荷運行過程中的安全穩(wěn)定性以及滿負荷運行過程中外殼溫度對人體的傷害等有效證據(jù)來確保母線的運行安全。如果母線槽做了溫升極限驗證,用戶心中有數(shù),在什么環(huán)境的溫度下該母線槽在超負荷運行情況,也知道超載能力,有利于用戶成本控制和生產(chǎn)運行的安全管理。
2022年1月,國務院印發(fā)的《國務院關于支持貴州在新時代西部大開發(fā)上闖新路的意見(國發(fā)〔2022〕2號)》明確指出,開展源網(wǎng)荷儲一體化、能源數(shù)字化試點、研究建設能源數(shù)據(jù)中心。為此,南方電網(wǎng)公司印發(fā)了《南方電網(wǎng)公司融入和服務貴州在新時代西部大開發(fā)上闖新路的重點舉措》,提出全面構建數(shù)字電網(wǎng),通過數(shù)字電網(wǎng)突破原有技術,形成電網(wǎng)新形態(tài),打造能源生態(tài)系統(tǒng)的核心樞紐,賦能智慧能源生態(tài)的形成和發(fā)展,推動分布式智能電網(wǎng)建設,服務清潔低碳、安全高效的能源體系,助力“雙碳"目標實現(xiàn)。
數(shù)據(jù)中心在數(shù)字電網(wǎng)構建中處于關鍵樞紐地位,南方電網(wǎng)公司積極融入“東數(shù)西算"戰(zhàn)略布局,以能源行業(yè)需求為導向,做好南方能源數(shù)據(jù)中心整體設計并有序推進建設,深度參與全國一體化算力網(wǎng)絡國家樞紐節(jié)點建設,形成面向南方區(qū)域乃至全國的“電力+算力"示范。南方電網(wǎng)貴州電網(wǎng)公司通過數(shù)字電網(wǎng)加快構建數(shù)字能源生態(tài),促進能源行業(yè)和經(jīng)濟社會創(chuàng)新發(fā)展,建設新型能源算力基礎設施,加快推進南方能源數(shù)據(jù)中心建設,充分發(fā)揮電網(wǎng)作為能源電力樞紐平臺的作用。打造綠色、云化的能源“算力"中心,面向全社會提供能源數(shù)字服務,因地制宜融合數(shù)據(jù)中心、充電站、5G基站、北斗基站等功能,推動電網(wǎng)與數(shù)字基礎設施融合發(fā)展。
依托數(shù)據(jù)中心,實現(xiàn)對海量分布式新能源的“可觀、可測、可控、可調"。隨著分布式新能源在電網(wǎng)中的比重增加,其對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的影響越來越大,分布式新能源的“自由"并網(wǎng)、“分散"運行、“無序"控制狀態(tài)將不能長期存在。為此,南方電網(wǎng)貴州電網(wǎng)公司將構建“源網(wǎng)荷儲"便捷接入的能源異構數(shù)字化監(jiān)測平臺,以實現(xiàn)新能源設備“可觀、可測、可控、可調"。首先,構建一套可兼容多種新能源設備的通信網(wǎng)絡,將新能源設備接入至南方電網(wǎng)全域物聯(lián)網(wǎng)平臺,實現(xiàn)“全面可觀";然后,建成一個針對海量多源異構數(shù)據(jù)的融合處理平臺,實現(xiàn)區(qū)域內新能源設備運行狀態(tài)的精準感知和智能預測,實現(xiàn)“精確可測"。此外,依托能源異構數(shù)據(jù)融合監(jiān)控平臺,設計全局和區(qū)域控制體系,實現(xiàn)對區(qū)域內新能源設備的“協(xié)同調控",確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。
分布式智能電網(wǎng)是實現(xiàn)能源數(shù)據(jù)中心綠色、安全、高可靠的必要依托,而數(shù)字化技術是實現(xiàn)分布式智能電網(wǎng)的重要支撐?;谌斯ぶ悄?、大數(shù)據(jù)等技術,推動電力網(wǎng)、信息網(wǎng)與海量數(shù)據(jù)的深度融合,實現(xiàn)分散資源主動聚合和主動同步,同時,通過數(shù)字化技術推動智能主網(wǎng)與分布式智能電網(wǎng)協(xié)同發(fā)展。此外,還需發(fā)揮好電網(wǎng)的數(shù)字平臺優(yōu)勢,為整縣光伏開發(fā)商、綜合能源服務商等提供技術服務。
為此,南方電網(wǎng)貴州電網(wǎng)公司認真貫徹落實國家“雙碳"戰(zhàn)略及發(fā)展分布式智能電網(wǎng)的總體部署,兼顧科學論證和工程實踐,堅持科技創(chuàng)新服務生產(chǎn)實際。南方電網(wǎng)貴州電力科學研究院通過系列南方電網(wǎng)重點科技項目和貴州省科技支撐計劃項目,以數(shù)字化技術助力“分布式智能電網(wǎng)"在貴州省盤州市羊場鄉(xiāng)落地示范,該示范區(qū)同步被確定為南方電網(wǎng)柔性配網(wǎng)示范區(qū)和貴州電網(wǎng)新型電力系統(tǒng)示范區(qū),示范區(qū)主要面向農(nóng)村能源綠色低碳發(fā)展轉型和高品質可靠供電需求,新型網(wǎng)架結構、多種控制模式和系列數(shù)字化等技術將成為重要支撐。
目前,南方電網(wǎng)貴州電力科學研究院已研發(fā)了適應多種新能源的協(xié)議轉換器、智能光伏斷路器、構網(wǎng)型PCS、構網(wǎng)型能量路由器以及交直流互聯(lián)裝置等設備,預計到2022年底,部分關鍵性技術及裝備將在示范區(qū)落地,未來2-3年,以分布式智能電網(wǎng)為平臺的綠色低碳生態(tài)鏈將在示范區(qū)將初顯成效,形成系列裝備和支撐分布式智能電網(wǎng)的數(shù)字化監(jiān)控平臺,實現(xiàn)分布式智能電網(wǎng)“可觀、可測、可控、可調",提升新能源的消納能力及電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行能力。
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