不久前，紐約曼哈頓發(fā)生大面積停電，波及用戶超過7萬戶，再次引發(fā)各界對超大城市電力安全的關注和思考。對于正在打造卓越全球城市的上海而言，不僅需要充裕、可靠的電力供應做保障，同時還需在電網(wǎng)長遠發(fā)展規(guī)劃上未雨綢繆。為此，上海正在積極探索構(gòu)建“鉆石型”配電網(wǎng)，加快形成具有首創(chuàng)效應的城市中心地區(qū)電網(wǎng)提升模式，進而打造堅強智能城市電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的上海樣板。

當前，國網(wǎng)上海市電力公司正加快堅強智能電網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設，進一步推動電網(wǎng)設備、管理、運維水平全面提升，電網(wǎng)整體供電可靠性突破“4個9”(99.99%以上)，居國內(nèi)領先水平。

7月3日，上海市政府與國家電網(wǎng)有限公司在滬簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，雙方明確將加快推進“三型兩網(wǎng)”建設，共同打造世界一流現(xiàn)代化城市配電網(wǎng)。其中，在上海中心城區(qū)探索構(gòu)建“鉆石型”配電網(wǎng)，正是國網(wǎng)上海電力積極落實此項戰(zhàn)略合作內(nèi)容的重要舉措。

所謂“鉆石型”配電網(wǎng)，是指目前在上海打造的以10千伏開關站為核心節(jié)點、雙側(cè)電源供電、配置自愈功能的雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。該模式由國網(wǎng)上海電力在對標國內(nèi)外先進配電網(wǎng)的基礎上首創(chuàng)，具有顯著提升供電可靠性和負荷轉(zhuǎn)供能力，同時兼顧建設改造經(jīng)濟性的特點。“鉆石型”配電網(wǎng)因其網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)類似鉆石造型而得名，并且“鉆石”的意象也深度契合未來電網(wǎng)的發(fā)展理念：鉆石無比的堅強度是電網(wǎng)規(guī)劃的核心追求，鉆石精巧的切割工藝是電網(wǎng)建設的最佳參照，鉆石恒遠的生命力是電網(wǎng)運營的最終目標。

鉆石級堅固的可靠供電

據(jù)了解，相較于國內(nèi)大部分城市電網(wǎng)采用的常規(guī)雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，“鉆石型”配電網(wǎng)具有“全互聯(lián)、全電纜、全斷路器、全自愈”的技術特征。

▲“鉆石型”配電網(wǎng)示意圖

具體而言，上海的“鉆石型”配電網(wǎng)將傳統(tǒng)的以環(huán)網(wǎng)站(負荷開關)為核心的接線模式變?yōu)橐蚤_關站(斷路器)為核心，并以國網(wǎng)上海電力組織開發(fā)的自愈系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的配電自動化系統(tǒng)，可以實現(xiàn)就地采集信息，遠方自動執(zhí)行自愈策略，從而將故障處理時間由分鐘級壓縮至秒級。同時，由于采用不同變電站雙側(cè)電源供電方式，其負荷轉(zhuǎn)供能力達100%。憑借這種靈活可控的負荷轉(zhuǎn)供性能，“鉆石型”配電網(wǎng)可以滿足檢修方式下“N-1”安全校核，從而有效減少計劃檢修及施工停電時間，大幅提升城市中心區(qū)的供電可靠性。

在國際對標領域，“鉆石型”配電網(wǎng)同樣具有顯著的先進性。相較于東京電網(wǎng)的“點網(wǎng)式”接線方式，“鉆石型”配電網(wǎng)不僅供電可靠水平(戶均停電時間)相近，并且擁有更強的站間負荷轉(zhuǎn)移及負荷平衡能力。

作為電網(wǎng)規(guī)劃領域的一項前瞻性探索，上海“鉆石型”配電網(wǎng)構(gòu)想已由藍圖變?yōu)楝F(xiàn)實，并在一系列先行先試中取得成效。

2018年，國網(wǎng)上海電力針對首屆進博會供電“六零三確保”的保障目標，結(jié)合西虹橋地區(qū)架空線入地工程規(guī)劃建設10座開關站，并同步配置自愈系統(tǒng)，形成4個高可靠性的“小鉆石”，推動該區(qū)域電網(wǎng)供電可靠性達“5個9”(99.999%)以上，成功保障進博會圓滿順利召開。

“鉆石型”配電網(wǎng)在西虹橋地區(qū)的成功試點，也為推進泛在電力物聯(lián)網(wǎng)和堅強智能電網(wǎng)“兩網(wǎng)融合”打下了堅實的物理基礎。今年，隨著泛在電力物聯(lián)技術的深度推廣應用，西虹橋地區(qū)“鉆石型”配電網(wǎng)的可靠性優(yōu)勢進一步突顯，供電可靠性比肩東京、新加坡等國際先進城市，達世界一流水平。

鉆石般精巧的規(guī)劃實施

正如鉆石的價值來自于精巧的設計和切工，“鉆石型”配電網(wǎng)從理念發(fā)端到規(guī)劃設計、建設實施始終貫穿了“精益”的內(nèi)涵，不僅體現(xiàn)在“鉆石型”配電網(wǎng)兼顧經(jīng)濟性與可實施性，具有較好的建設適應能力，同時也體現(xiàn)在與上海精細化推進城市建設的呼應上。

從與目前國際上先進配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性對標來看，在空白區(qū)域新建“鉆石型”配電網(wǎng)的綜合造價略低于“花瓣式”配電網(wǎng)(新加坡模式)，比世界最先進的“雙花瓣式”配電網(wǎng)投資估算低約9%。但如果在上海配電網(wǎng)現(xiàn)有網(wǎng)架結(jié)構(gòu)基礎上進行升級，改造成“鉆石型”配電網(wǎng)，則其綜合投資比“花瓣式”配電網(wǎng)節(jié)省約5%，比“雙花瓣式”配電網(wǎng)節(jié)省31%。即便相比于常規(guī)雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的建設投資有所增加，但綜合考慮可靠性、平衡性、靈活性提升所產(chǎn)生的效益，“鉆石型”配電網(wǎng)依然是未來在上海建設堅強智能城市電網(wǎng)的優(yōu)選方案。

從建設的可實施性來看，“鉆石型”配電網(wǎng)“因地制宜”的優(yōu)勢更加明顯。由于經(jīng)歷近20年的多輪改造，上海10千伏配電網(wǎng)已逐步固化了“以開關站為核心節(jié)點”的發(fā)展模式并形成一定規(guī)模，因而在此基礎上只需通過新建或改接開關站間線路，即可實現(xiàn)向“鉆石型”配電網(wǎng)升級。而且，其新建線路規(guī)模分別比“花瓣式”和“雙花瓣式”配電網(wǎng)最多可減少約10%和60%，從而有效節(jié)省線路通道和上級變電站電源間隔。

正是因為秉承這種向有限空間資源要效益的規(guī)劃理念，在基本完成空間布局的上海中心城區(qū)打造“鉆石型”配電網(wǎng)才顯得更具現(xiàn)實意義。

2018年，國網(wǎng)上海電力充分結(jié)合市中心區(qū)域架空線入地及合桿整治，按照“鉆石型”接線原則精心設計網(wǎng)格化規(guī)劃策略，在100公里道路架空線入地工程中，以見縫插針、騰籠換鳥的方式新建、改造開關站61座，構(gòu)建了18組雙環(huán)網(wǎng)。通過這樣一種避免大拆大建的方式，上海市中心上空的“黑色污染”消失了，取而代之的是地下一張看不見的“鉆石型”電網(wǎng)。城市環(huán)境得到美化的同時，配電網(wǎng)也得以實現(xiàn)新一輪改造升級，堪稱城市精細化管理中“一舉多贏”的典范。

鉆石狀閃耀的引領示范

“鉆石型”配電網(wǎng)是未來上海打造世界一流城市電網(wǎng)的重要方向，勢必將在城市乃至區(qū)域電網(wǎng)規(guī)劃和發(fā)展中發(fā)揮引領效應。

下階段，國網(wǎng)上海電力將繼續(xù)結(jié)合新建居民小區(qū)供電配套工程和非居民業(yè)擴工程，持續(xù)推進核心開關站布點，在中心城區(qū)配電網(wǎng)逐步形成“鉆石型”接線。

其中，在建設實施方面，國網(wǎng)上海電力將積極貫徹落實上海市關于城市精細化管理的工作要求，依靠政企協(xié)同聯(lián)動，在現(xiàn)有試點工作取得成功的基礎上，加快“鉆石型”接線在架空線入地區(qū)域的推廣應用;在中期規(guī)劃層面，該公司將在配電網(wǎng)網(wǎng)格化規(guī)劃技術細則中進一步明確“鉆石型”目標網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、使用區(qū)域及具體技術要求，并與上海“十四五”配電網(wǎng)規(guī)劃做好銜接。

同時，結(jié)合《長三角一體化發(fā)展2019年電力行動計劃》，國網(wǎng)上海電力還將在西虹橋地區(qū)全面推廣建設“鉆石型”配電網(wǎng)，并推動“鉆石型”配電網(wǎng)在長三角地區(qū)的深化應用，助力區(qū)域供電可靠性進一步提升，為長三角一體化發(fā)展打造新的能量引擎。