从2004年起,公司深入电网规划领域,不断探索,深思钻研,吸取国内外配电网规划先进经验,结合国内电网发展特点,创新提出“5个协调、1个核心”建设策略:变电站布点和中压线路长度协调、不同电压等级网架结构协调、相同电压等级供电分区协调、主变间联络结构协调、中压一二次协调,以及中压负荷通过站间联络快速复供电的核心任务。
(1)配电网网格化规划
配电网面广量大、目标分散、地区差异显著,传统“自上而下”的规划模式,重主网轻配网,使得配网规划较为薄弱,颗粒度不够、规划方案成效低,因此“大而化小,分而治之”的规划方法应运而生。其中,“化小”方式普遍采用基于控规或馈线组供电能力范围的局部优化做法,单元“各自为政”,缺乏各区域之间的相互协调,无法确保全局范围内方案的经济性。
我司首创基于通道组网、单元组网、主变组网和标准组网四层组网的网格化规划方法:秉承以目标网架为引领,以所有问题为导向,以负荷需求为依据,以效率效益为目标的思路;以供电单元为单位,单元内的问题综合协调解决,落实一项多能的项目思想;基于空间上全局统筹,时间上远近结合,管理上权责明确,实施上刚柔并济。
我司首创提出技术和管理多因素多目标的供电单元两阶段优化划分模型,以及求解得出网格(单元)划分六步法:构建候选主干通道,确定主供电源,确定备供电源,划分原始网格(单元),拆分超大网格(单元),优化网格(单元)边界,最后形成星能特色的单元组网链图。
随着“双碳”战略的实施,新型电力系统建设背景下,能源结构加速向低碳化转变,随着大量分布式能源接入电网,电网的发展形态、能源流向将发生根本性转变,对电网运行安全带来巨大挑战,而电网区域发展不均衡愈发严重。
源网荷储协同规划是基于网格化规划技术的优化改进,主要体现在以下四个方面:构建基于电网演变的发展场景和基于能源流向的网格划分场景;开展考虑灵活资源的负荷预测与电力平衡;基于网格的源网荷储一体化规划;规划网架分布式能源承载能力评估及优化。
为保障人民的生产生活用电可靠性,亟需提高电网抵御台风、雷电、洪涝等自然灾害的手段。以城市指挥(应急)机构、核心基础设施等重要用户为保障对象,基于电力系统防灾抗灾、减灾救灾的成功经验,提出坚强局部电网防灾减灾救灾的基本理念、基本原则和建设目标,并从规划、建设、运行、维护和新技术应用等层面提出建设坚强局部电网的关键举措。
①纵向梳理
以重要用户为抓手,选取重要变电站、重要线路和抗灾保障电源优化完善电源布局和电网结构,进行差异化建设、改造和维护。
②横向整合
综合应用抗灾先进技术,保障重要城市核心区域和灾害多发地区关键用户在极端自然灾害下不停电、少停电和快速复电的最小规模网架。
③形成坚强局部电网
构建覆盖城市主要核心区域的坚强电网,进一步整合快速复电联络通道、抗灾保障电源主要送出通道,严重自然灾害情况下局部电网可孤网运行。
遵循电网公司配电自动化建设应用工作要求,以提高供电可靠性为目标,持续提升配电自动化实用化水平,充分发挥配电自动化在配电网调度控制、状态管控方面的工作实效,在配电网故障防御方面发挥核心屏障作用,依托配电自动化着力提高配电网安全稳定运行水平。
创新提出“一环三分三自”协调策略:一环,即清晰简单的环网结构以简化故障处理逻辑;三分,主干关键节点三遥大分段(通常2-3段)、其他节点二遥小分段(架空3~15段),分支及用户快速断路器分界;三自,包括就地式(备自投、重合器)、集中式、智能分布式。
基于“简单才可靠、可靠才实用”的配电自动化规划思路,进行差异化规划:根据供电可靠性要求,合理选择故障处理模式,并合理配置主站和终端;适应配电网运行方式和负荷的变化;馈线自动化应与继电保护、备自投等协调配合。
为实现2030年碳达峰的目标,以坚强电网为基础、智能化为支撑、评价体系为标尺,打造现代化城市电网建设的新标杆,全面建成安全、可靠、绿色、高效的国内一流智能电网。
坚强电网规划:结合城市定位、瞄准发展目标,贯彻“网架分层分区、高压标准统一、中压划分网格、设备集成环保、满足智能发展”体系化建设理念。
智能化规划:贯穿输变电、配电、用电、清洁能源接入、信息平台等环节,依托现有技术、把握发展方向,体现“全面推广成熟实用技术、快速推进先进可靠技术、示范应用概念领先技术”差异化建设理念。
电力布局规划以地方国民经济和社会发展规划、土地利用总体规划、城镇体系规划、城市总体规划、交通设施体系布局规划、其他基础设施专项规划和电网发展规划为依据,切实做到电力设施空间布局与相关规划充分协调、无缝衔接、充分尊重现状,确定供电区饱和负荷、适合城市发展并与之相适应的目标电网,设定资源集约、便于过渡、一定弹性的电网网络接线方式,保障人们生产生活用电需要和供电的可靠性。
规划以符合规范、适度超前、布局合理、空间协调、节约用地、便于实施、以人为本和环境保护为原则,重点突出规划的操作性和适应性,坚持差异化规划,按照差异化的原则,坚持发展需求与投资能力、主网与配网、建设与改造相协调,实现电网规划与地方发展规划和国土空间规划精准对接,确保电网规划及时、完整、准确纳入各级国土空间规划,实现“多规合一”。
为保障经济社会发展,满足居民安全可靠供电需求,电力企业需要保证稳定供电,需要开展基于供电可靠性的配电网规划。
深入分析影响供电可靠性的影响因素,立足长效安全发展,制定可靠性目标,梳理区域内电网现状,开展“电网排雷”工作,针对城区隐蔽位置电网进行深度勘察,细化电网现状数据,查真核实,严控数据质量关。
紧贴三年行动计划,强网架,释放供电能力,提升供电可靠性,重新建,弱改造,向投资策略靠拢,紧靠三年攻坚行动计划,坚持生产主导、规划先行,坚持差异化、网格化,坚持政企合作。
我国经济最近几年经过高速发展,尤其在城市地区,最近几年规划设计的配电网已不符合现在日新月异的发展态势,因而迫切需要对城市配电网进行重新规划、投资建设和改造。如何做到既能适应城市建设高速发展和用电负荷快速增长的要求,又能满足用户对电能质量和可靠性的要求,这是城市配电网规划的重要问题。
主要内容包括:解读城市的发展定位和总体规划,并进行空间负荷预测;调研电网各项指标,分析电网供电能力、网架结构、装备水平等数据;分析高压电网规划,结合负荷预测及《规划设计导则》,研究目标网架规划思路;对比分析各种典型接线,结合当地实际条件,研究符合当地发展需求的典型接线模式及过渡方式;提出目标网架规划的总体思路;明确目标网架规划的目标;归纳目标网架规划的技术原则;提出目标网架结构以及过渡方式。
贯彻落国电网公司建设具有中国特色国际领先的能源互联网企业,进一步深化配电网标准化创建活动,深入开展配电网分析与评估,做精做细做实项目需求编制,促进项目成果有效落地,全面提升配电网供电可靠性、供电质量和智能化水平,为全面建设新型电力系统奠定坚实基础。基于我司研制的网格化规划技术,提出网格化的配电网建设改造项目需求编制技术,实现一项多能,节约项目投资约10%。
为打造“可靠、高效、智能、绿色”的配电网络,需要统筹配电网规划建设及其改造的技术要求,协调规划区不同区域电压层级接线,规范客户接入相关要求,统筹考虑城网和农网发展需求,统一配电网规划设计技术标准,以便差异化指导配电网规划。
配电网规划属地化导则编制内容包括:充分吸收和利用国内外先进理念和方法,结合实际进一步充实规划区配电网规划设计技术要求;梳理和研究现有配电网规划相关标准规范,充分继承已有成果,提出系统全面的配电网规划技术体系;结合规划区电网目标定位对网省公司相关导则及规划区配电网规划技术原则进行属地化归纳和修编,制定当前年的规划区配电网规划技术原则。
2020年,我国明确提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标。对于重点关注对象的新能源开发及节能技术研究,我司提出建立分布式光伏可开发容量测算模型,全面测算地区分布式光伏可开发容量,提出分布式光伏承载能力评估模型,对电网进行多维评估,并对消纳能力受限区域提出优化改进措施,提出分布式光伏插座式接入规划;从节能减排潜力及影响因数出发,提出能源流节能减排方案、技术改进节能方案、用能设备节能减排方案,同时在管理节能减排环境提出优化方案,建立基于综合能源管理的节能减排管理系统,保障企业有效开展基于能源流节能减排方案实施。
依据《配电网规划后评价技术导则》(Q GDW 11724-2017),配电网后评价应考虑不同地区配电网发展与规划建设特点,对已实施或完成的配电网规划的边界条件偏差、规划执行情况、规划成效进行系统客观的评价工作,旨在发现配电网规划实施过程中存在的问题,为下一阶段配电网规划提供参考,以提升精益化规划水平。配电网规划后评价对象为省、市、县五年期配电网规划,后评价宜在配电网规划水平年后的第1~2年开展。配电网规划后评价从定性评价与定量评价两方面开展评价工作,评价指标体系由规划边界条件偏差分析、规划执行情况评价、规划成效评价三方面构成,评价指标分为基础类、推荐类和参考类。
公司主要承接110kV及以下变电工程勘察设计业务。我公司拥有一支专业结构优化、年龄层次合理、文化素质较高的员工队伍,以及一批资深的、经验丰富的老专家。公司各设计专业配置齐全,设有线路、变电、配电、土建、技经等专业科室,各设计室都采用目前国内先进的线路、变电设计软件、成本概算软件以确保每个工程的设计质量。
公司作为重庆大学“产学研”深度融合平台,先后承接了100多项国网公司、南网公司的科技专题项目,主要涉及配电网规划技术研究、配电网接线模式研究、供电可靠性提升研究、无功优化及节能降损研究、新能源发电特性及并网相关内容研究、储能规划建设技术研究、智能电网及主动配电网关键技术与应用研究等。公司研发的“变电站布点及容量规划优化”、 “不同电压等级网架结构协调规划”、“基于四层组网的网格化规划技术”、“基于主备供的供电网格(单元)划分技术”、“网格化规划六步法”“配电网投资决策分析技术”、“典型用户接入模型”、“配电网柔性规划”、“分布式电源接入配电网最大承载力评估”、“配电网供电能力评估”、“配电网项目排序”、“供电可靠性评估技术及软件”等成果已经在全国十余省市成功运用。
公司基于扎实的理论基础、丰富的工程经验、国内外学术研究和工作经历,提出配电网规划和计算分析的多种原创性模型和方法,形成了一整套配电网规划和评估的理论,研发出兼有“智能、简单、有趣、实用”优点的“CEES供电网计算分析及辅助决策软件”。
基于供电公司业务需求,依托供电公司现有信息管理系统,开发规划辅助决策软件系统,电网诊断分析系统、规划项目辅助系统、精准负荷预测系统等业务信息管理系统。
截止到2021年12月,公司完成咨询服务2000多项(含软件应用项目),发表相关论文500余篇。产品和技术成果已在我国17个省的270个市/区/县得到应用。
电网规划
(1)配电网网格化规划
●铜仁电网“十四五”配电网规划优化.2021年
●重庆万州公司“一乡一策”乡村配电网技术路线咨询服务.2021年
●2020年驻马店6县十四五规划完善及项目固化.2020年
●2021年杭州城南配电网网格化规划滚动修编.2020年
●驻马店供电区“十四五”中压配电网规划技术服务.2020年
●宝鸡十四规划报告辅助.2020年
●重庆市区公司-市区十四五配电网规划-10千伏部分.2020年
●武汉供电公司“十四五”配电网规划目标网架及过度方案(中心城区).2020年
●重庆市区公司十四五规划.2020年
●西安城市配电网十四五配电网规划.2020年
●万州公司“十四五”配电网规划咨询服务.2020年
(2)配电网源网荷储一体化规划
●武汉供电公司2021年配电网过渡网架构建及智能化提升(中心城区、黄陂区).2021年
●铜仁市新型功能材料产业集群电网专项规划.2021年
●西安高铁新城电力专项规划.2021年
●西安高铁新城电力专项规划.2021年
(3)坚强局部电网规划
●曲靖城市保底电网规划研究报告.2016年
(4)配电网自动化规划
●国网湖北省电力有限公司 2021年配电自动化一线一案编制技术服务.2021年
●国网漯河供电公司配电自动化规划.2020年
●国网漯河供电公司电力通信网规划.2020年
●商丘市配电网自动化新建工程可行性研究.2017年
(5)智能电网规划
●商丘市商务中心区智能电网规划建设方案.2016年
●重庆南川小水电接入10kV公用线路导致电压波动解决方法研究.2016年
●玉溪市“三分两自一环”配网馈线自动化专题研究.2015年
●温州市多元化负荷接入配电网适应性研究.2015年
●浙江光伏发电并网项目对配电网影响评估和应对措施研究.2015年
●杭州含分布式电源的配网无功电压优化潮流研究.2011年
(6)电力设施布局规划
●周口市辖区高铁片区电缆通道规划.2020年
●西安市架空入地及电缆廊道专项规划.2020年
●国网重庆永川城市空间规划配套电力布点评估.2020年
●武汉城网10千伏电力通道规划.2020年
●商丘电缆使用范围研究.2019年
●新野县供电公司“百城提质“中心城区电力设施布局专项规划.2019年
●2018年中心城区10千伏中压配电网网架廊道研究.2018年
●国网宝鸡供电公司陈仓区10千伏中压配电网廊道研究.2018年
●登封电力设施布局规划.2017年
●夏邑县电力设施布局规划.2017年
●永城市电力设施布局规划.2017年
●汉中中心城区10千伏中压配电网网架廊道研究.2017年
(7)基于供电可靠性的配电网规划
●玉溪市2021~2022年区县中低压配电网供电可靠性提升专项规划.2021年
●国网重庆城市配电网供电可靠性提升策略分析研究.2021年
●毕节大方2021年供电可靠性提升专项规划研究.2021年
●贵阳双龙2021年供电可靠性提升专项规划研究.2021年
●遵义城区2021年供电可靠性提升专项规划研究.2021年
●凯里榕江2021年供电可靠性提升专项规划研究.2021年
●国网江苏经研院面向网格化的配电网供电可靠性实用化分析理论研究及应用.2021年
●玉溪市“1小时”高可靠性供电区域配电网专项规划.2021年
●文山州“1小时”高可靠性供电区域配电网专项规划.2021年
●红河州“1小时”高可靠性供电区域配电网专项规划.2021年
●郑州基于配电层供电可靠性的市县“十三五”配电网发展规划专题.2017年
(8)配电网目标网架规划
●西安城市电网110千伏目标网架专题研究.2019年
●西安中压配电网目标网架及用户内部接线模式专题研究.2019年
●商洛市10千伏城市配电网目标网架优化技术服务.2019年
●国网河南省电力公司确山县配电网目标网架研究.2019年
●国网河南省电力公司西平县配电网目标网架研究.2019年
●国网河南省电力公司汝南县配电网目标网架研究.2019年
●萧山110kV目标网架规划修编.2018年
●红河州高压配电网远景饱和规划.2018年
●普洱市高压配电网远景饱和规划.2018年
●曲靖市高压配电网远景饱和规划.2018年
●文山州高压配电网远景饱和规划.2018年
●玉溪市高压配电网远景饱和规划.2018年
(9)配电网建设改造项目需求编制
●镇安县网格化项目需求编制.2021年
●柞水县网格化项目需求编制.2021年
●商南县网格化项目需求编制.2021年
●眉山市东坡区网格化需求编制.2021年
●国网彭山区项目需求编制.2020年
●2021年商州区配电网项目需求编制.2020年
●2021年山阳县配电网项目需求编制.2020年
●2021年洛南县配电网项目需求编制.2020年
●2021年丹凤县配电网项目需求编制.2020年
●平湖市2020网架提升和项目需求.2020年
(10)基于地区特点的规划导则编制
●西安市电力通道规划建设原则专题研究.2019年
●配电网网格化统筹规划技术研究技术开发.2019年
●陕西配电网网格化规划示范研究及网格化规划设计技术导则.2018年
●杭州配电网网格化规划标准体系专题研究.2018年
(11)新能源及节能规划
●萧山区分布式电源及储能发展规划.2021年
●基于分布式电源储能配额制的配电网灵活规划方法研究.2018年
●依托亚运村建设积极服务清洁能源发展深化与实践.2018年
●适应新能源与新型负荷发展的配电系统新技术与新设备应用研究.2017年
●大规模分布式电源和负荷(微网)对配网影响的研究.2017年
●郑州市风电和光伏新能源消纳方案研究.2016年
(12)配电网评估及投资决策
●周口市郸城县2021年配电网诊断分析.2021年
●洛阳市汝阳县中压网架诊断.2021年
●巩义市电网诊断分析暨配电网规划修编.2021年
●西平县电网诊断分析暨配电网规划修编.2021年
●泌阳县电网诊断分析暨配电网规划修编.2021年
●汝南县电网诊断分析暨配电网规划修编.2021年
●叶县电网诊断分析暨配电网规划修编.2021年
●鲁山县电网诊断分析暨配电网规划修编.2021年
●唐河县电网诊断分析暨配电网规划修编.2021年
●新野县电网诊断分析暨配电网规划修编.2021年
●配网规划需求成果评价及网改全过程评估.2020年
●渭南潼关县2016年中低压配电网项目后评价.2020年
●安康供电公司安康中心城区10千伏中压配电网现状评估.2019年
●商洛市10千伏城市配电网架现状评估技术服务.2018年
●国网宝鸡供电公司凤县城区10千伏中压配电网发展水平现状评估.2018年
●河南省”十三五“规划中期执行情况.2018年
●汉中市10千伏中压配电网发展水平现状评估.2017年
电网科研
●云南省分布式光伏与电网协调发展研究.2021年
●考虑多元负荷和灵活资源的高弹性配电网负荷预测.2021年
●基于网上电网的萧山用电负荷设计研究.2020年
●国网江苏经研院基于网格化单元制的多层级配电网规划理论研究.2020年
●武汉市多因素影响的负荷预测.2019年
●武汉市一流现代化配电网精益规划与管理提升.2019年
●郑州基于负荷特性的配变效率效益分析调研报告.2019年
●郑州中压配电网柔性规划研究.2018年
●基于大数据分析的负荷预测方法研究.2018年
●郑州市分行业用电特性分析在配电网规划中的应用研究.2018年
电网软件
(1)《CEES供电网计算分析及辅助决策软件》用户
●重庆钢铁集团动力厂
●重庆钢铁集团设计院
●贵州电力试验研究院
●遵义供电局所
●贵州兴义供电局
●铜仁供电局
●六盘水供电局
●凯里供电局
●六盘水市供电局
●四川凉山州水电设计院
●天津天大求实电力新技术公司
●杭州市电力设计院
●杭州萧山电力自动化工程有限公司
●云南玉溪供电局
●云南楚雄供电局
●云南红河供电局
●武汉供电局规划中心
●江西电力科学研究院
●四川省建能电力设计有限公司
●佛山电力设计院有限公司
●国核电力规划设计研究院重庆有限公司
●中国电力科学研究院
●温州电力设计有限公司
(2)规划辅助软件及技术支持
●国网重庆市电力公司配网可靠性在线试点.2021年
●平湖市精准负荷预测及应用软件系统.2020年
●电网动态规划的研究与应用服务项目.2017年
●2017年文山配电网投资项目排序优选系统.2017年
●西安配电网规划设计分析及辅助决策软件升级.2017年
●武汉配电网规划基础数据库管理系统.2016年
●武汉配电网规划投资策略分析系统.2016年
●配电网建设项目智能决策辅助系统项目.2016年
●郑州规划设计一体化平台.2016年
●大理供电局配电网规划基础数据库管理系统维护项目.2016年
●大理局规划系统建设与升级改造项目.2016年
●玉溪配电网规划高级应用组件采购.2016年
●富阳配电网数据管理系统.2016年
●平湖2016年发展专业专项研究课题咨询服务.2016年
●配电网规划辅助决策关键技术研究与示范平台数据共享接口.2015年
●云南红河电网规划基础数据库维护.2015年
研究成果
[1]一流配电网精益化规划与管理提升策略探讨[J]. 电力系统保护与控制,2021,49(03):165-176.
[2]高中压配电网网架结构协调规划方案[J]. 电力系统自动化,2021,45(09):63-70.
[3]计及分布式电源的变电站个数及馈线条数概率规划[J]. 电力系统自动化,2020,44(20):62-70.
[4]中压配电网规划中计及多因素影响的供电分区划分方法[J]. 电网技术,2020,44(12):4636-4643.
[5]计及技术标准的高压配网无功优化规划[J]. 电网技术,2020,44(04):1463-1473.
[6]计及多约束的多分布式电源接入配电网最大承载力分段算法[J]. 电力系统自动化,2020,44(04):72-80.
[7]基于分区分压的配电网供电能力计算实用方法[J]. 电网技术,2020,44(08):3081-3091.
[8]变电站容量和DG置信容量概率规划[J]. 电网技术,2019,43(07):2267-2275.
[9]中压目标网架规划中供电分区优化模型和方法[J]. 电力系统自动化,2019,43(16):125-131.
[10]计及电价和电量分摊的配电网项目经济评价[J]. 电网技术,2019,43(10):3632-3640.
[11]高压配电网网格化规划优化模型和方法[J]. 电力系统自动化,2019,43(14):151-158.
[12]计及发展不确定性的配电网柔性规划方法[J]. 电力系统自动化,2019,43(13):114-123+168.
[13]基于供电网格优化划分的中压配电网规划[J]. 电力系统自动化,2018,42(22):159-164+186.
[14]大规模变电站多阶段规划优化实用方法[J]. 电力系统及其自动化学报,2017,29(05):122-128.
[15]配电网无功规划三次优化解析算法[J]. 电网技术,2016,40(07):2099-2105.
[16]基于节点补偿容量动态上限的配电网无功规划优化混合算法.电力系统自动化.2009年第23期.
[17]基于初始站址冗余网格动态减少的变电站规划.电力系统自动化.2010年第12期.
[18]国内外常用短路电流计算标准和方法的比较研究.电力系统保护与控制.2010年第20期.
[19]考虑小区发展不均衡的空间负荷预测分类分区法.电力系统自动化.2012年6月.
[20]An Efficient Algorithm for Assessing Reliability Indices of General Distribution Systems,IEEE Transactions on Power Systems, Vol.17, no.3, August 2002, pp.608-614..