北斗技术加持!雄安新区,如何建设适应未来之城需要的世界一流城市电网?

电力潮 2023-12-15
2716 字丨阅读本文需 7 分钟

截至目前,河北雄安电网全域已实现北斗技术全覆盖。

国网雄安新区供电公司在电网安监、建设、设备、营销、数字化、物资、后勤、调控8个专业领域开展29类北斗终端全替换全覆盖应用。目前,雄安电网全域460余台设备享有北斗高精度位置服务和授时授频功能,电网安全稳定运行得到有力保障。雄安新区供电公司还将推进北斗单轨综合应用示范区建设,持续加强单北斗设备规模化应用、北斗设备统一监测平台建设、单北斗无人机RTK(实时动态测量)模组研发等方面工作。

北斗单轨技术,在500千伏雄安变电站新建工程应用

“连接北斗卫星27颗,北斗单轨运行模式下综合误差3厘米,满足现场施工质量需求。”9月4日,在河北500千伏雄安变电站新建工程建设现场,雄安新区供电公司数据中心员工计昊向压路机驾驶员发出开工指令,装有北斗高精度定位机械改装套件的挖掘机、压路机等机械设备开始施工。

“500千伏雄安变电站新建工程融合应用了北斗系统的高精度定位功能和物联网技术,打破传统放样施工的作业方式,提高了变电站基建工程建设效率和工程管理信息化水平,进一步推动北斗在电网基建场景的落地应用。”河北电力建设公司工程建设中心项目经理郑明介绍。雄安变电站新建工程是国家电网有限公司第一批开展模块化2.0试点的500千伏变电站工程之一,也是国网河北电力着力打造的数字建造示范工程。该公司通过智能算法将倾角传感器、振动传感器的实时感知数据与北斗高精度定位、载波相位差分技术相结合,明确挖掘机作业的挖掘边界和深度,使精度达到±3厘米,并对压路机碾压轨迹、速度、振动频率等重要参数开展智能监测。

据介绍,国网河北电力自3月份起推进雄安新区北斗单轨应用综合示范区建设,目前已实现北斗智能安全帽、北斗行为记录仪的单轨应用。该公司还在雄安新区启动区安装了4套北斗配电杆塔倾斜监测终端,实时监测电力杆塔的倾斜角度,为高质量推动北斗技术在电力工程基建现场单轨应用打好基础。

雄安新区,如何打造世界一流城市电网?

电网是城市的经络之一,在雄安新区——高质量发展的全国样板,如何完整准确全面贯彻新发展理念,建设适应未来之城需要的高质量高可靠的世界一流城市电网?

作答,从规划开始。

河北雄安新区电力专项规划,作为新区“1+4+26”规划体系中专项规划之一,与城市整体规划同步编制、同步批复、同步实施。

“正是有了城市发展的细致规划,雄安电网有了世界上任何一张电网都无可比拟的原点优势,在其他一些城市发展过程中可能出现的负荷不确定、电力设施选址难、落位难等一系列难题被有效避免。”国网雄安新区供电公司副总经理刘海峰介绍。

一张白纸画蓝图,一张蓝图干到底,既是雄安电网规划的天然优势,也考验着电网规划者的能力。

“我们根据雄安新区总体规划和控详规中明确的功能划分、产业定位、人口聚集规模等要素,精准进行负荷预测,多轮次研究雄安电网规模的科学性以及布点落位的合理性。”国网河北经研院规划评审中心副主任胡诗尧,也是众多雄安电网规划参与者之一。

为了保障电网规划一步到位落地,从整体电网规划再到具体落地,每一个细节都毫不懈怠。2018年3月至2019年1月,在雄安,多家国内一流电力设计院所工作人员组成的设计核心组,对11项雄安城市电网重大技术专题反复进行研究。每个专题少则修改五六遍,多则修改十七八遍,“我相信得出的结论一定能够经得起实践的检验。”刘海峰很有信心。

两年间,对规划的细致打磨沉潜着电网建设者的稳扎稳打,也确定了这张电网“世界眼光、国际标准、中国特色、高点定位”的高度。

在无数电网规划者持续攻关的两年间,雄安电网的蓝图徐徐铺展——“供电可靠性全区99.999%”“100%清洁电源保障”“电能终端消费比重超过50%”等一系列国际领先指标明确了到2035年的发展目标;电网网架结构进一步明朗,220千伏电网分层分区,变电站之间形成双环网结构,110千伏电网则采用双侧电源链式结构。

在这样的网架结构中,再叠加一系列运维技术的参与,在客户的用电体验中,雄安新区,将是一座感觉不到停电的城市。

调度控制系统是电网的“神经中枢”,雄安电网调度控制系统,具备海量源网荷储信息接入能力,可对电网实现毫秒级的实时控制。

“一旦电网发生故障,它能够自主完成恢复供电操作,同时快速自动为调度员、抢修人员‘导航’处置故障;即使发生区域性复杂故障,它也能迅速计算电网电压水平、电缆承载能力等一系列条件,自动隔离故障,提出辅助性决策,重新规划供电路径。”国网雄安新区供电公司调控中心主任栾士岩介绍,“它以远快于人脑的速度在关键时刻平稳驾驭电网,在电网实现‘自动驾驶’。”

从“神经中枢”到遍布各处的“神经末梢”,雄安电网表现依然出色。在10千伏开关站、配电室配置智能分布式自愈终端,100毫秒内快速完成故障点隔离,300毫秒内完成负荷转供,实现非故障区域的供电恢复,关键是全过程无需人工参与,这样的开关站,在雄安已经投运100余座。人的眼睛眨一下,需要十分之一秒,当人们惊讶地“眨下眼”,电网泛起的“涟漪”已经恢复平静。

以“山水城市”——昝西220千伏变电站为例

以“山水城市”——昝西220千伏变电站为例,以《千里江山图》作为外观设计参考,能源站点成为城市的一处“写意山水”。

建设过程中,昝西站应用北斗桩基智慧打桩系统,节约工期30%;建筑外墙板采用新型纤维混凝土材料,180吨建筑废料“变废为宝”;创新应用铝合金滑模系统,功效提高近5倍;现场共应用6类42种电动工器具,全面实现“以电代油”,综合减碳2000余吨。

投运后,昝西站“海绵城市”的屋顶花园每年可节约用水240立方米;站内负荷在40%以下时,“烟囱效应”热驱动实现节能率100%,无需启动风机散热……

“今年10月,昝西站参加了住建部‘三星级绿色建筑’现场评审,获得评审专家的一致好评。”王敬德介绍,“这不是终点,我们正在建设的复兴站,已经入选新区今年首批‘绿色建筑+’示范项目,将成为雄安首座零碳变电站。”探索不止,未来可期。

平地起新城,一座座面貌全新的电力设施拔地而起,设施内部生长出来的更是一张全新的电网。

“雄安电网建设之初,高标准反复甄选每一种配件、每一件设备,将先进的电网技术整合、升级,同时结合自主研发的一系列新技术,高质量构建现代智慧配网,让新区电网每延伸一寸都是数字的、智能的。”刘海峰介绍。

在雄安,全部变电站采用数字化计量,配备全环境监测装置,100%实现“一键顺控”、全智能巡检;电能输送全部采用电缆,与架空线缆造成的“空中蜘蛛网”告别,电缆管廊内全线配置接地环流和分布式光纤测温,可视化监控、智能井盖全覆盖,无人管廊有如人员全天候值守;电网通信光纤覆盖率100%,并延伸至用户配电室,电网通信通道从“乡道”升级为“高速路”,直接铺设到了用户家门口,同时引入了5G专网,确保电网通信迅捷及安全;开关站、配电室全部配置微机保护和测控装置,适应新型电力系统下复杂配电网运行控制需要;全面采用环保气体绝缘开关柜、干式变压器,配备完备在线监测功能,40年免维护……

这是一张多种新技术、新设备不断碰撞出创新火花的电网,正在孕育着一种全新的电网运维模式,推动传统电网从拼人工、拼体力、计划检修,向未来电网拼科技、拼效率、无感检修、智能自愈转变。

在雄安这座新的城市,一张世界一流城市电网从无到有、从蓝图到实景,延展未来电网发展的更大可能,电网建设者们始终保有雄心壮志,持续创造着无限生机。

文章来源: 国家电网报,中国电力新闻网, 河北日报

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来自:电力潮
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