旧网焕新能:从化乡村电网提质助推振兴样板
一、案例意义
(一)实施背景
从化电网是全国典型县级山区乡村电网之一,10千伏公用线路总长3732公里,公用配电变压器3506台,供电用户40.17万户。因农村面积占比大、森林覆盖率高,从化电网呈现覆盖范围广、负荷分散性强的特点。随着乡村振兴战略推进和分布式新能源(小水电、光伏等)大规模接入,山区电网同时面临供电服务均等化需求与电能质量管控的双重挑战。
(二)存在问题
山区乡村电网电能质量提升工作面临两大核心难题,一是中压供电半径过长导致压降过大,从化电网中压配电线路供电半径超30公里的共33回,超50公里共12回,平均供电半径长,末端低电压问题频发,影响乡村居民生活和产业发展。二是分布式电源过多导致波动过大,从化电网小水电站、光伏等分布式新能源占比高,其大幅度波动给电能质量管理带来巨大挑战。
(三)预期效果
在此背景下,广州从化供电局开展的山区乡村电网电能质量治理实践,既是落实“乡村振兴”和“双碳”战略的关键举措,更通过提升供电可靠性、优化新能源消纳能力,为山区乡村产业发展、新能源规模化开发提供坚实支撑,具有显著的示范推广价值。未来,该模式可在乡村电网县(区)级供电局推广应用,助力构建安全、可靠、绿色的现代乡村能源体系,让更多山区群众共享能源电力高质量发展成果。
二、案例做法
(一)总体思路
按照“全过程管理提升效率,全要素方案解决问题”的思路,通过“源头管控、主动感知、快速立项、全景示范”四步走工作步骤,强化负荷源头管控能力,主动感知电能质量问题,快速推动立项实施,建成“源网荷储”治理方案全景示范。
(二)主要做法
1. 强化负荷源头管控能力
从源头避免问题产生,完善负荷源头管控机制。一是根据台区历史运行数据,综合负荷自然增长、潜在用电报装、人员流动等因素,及时传递拟接入台区负载、线路三相负荷、推荐电源点等信息,反馈增量负荷接入信息,提前预判重过载、三相不平衡等问题。二是优化超容用电协同处置工作机制。针对重过载台区,梳理超容用电台区清单和用户清单,加强监控和处置,营销敦促用户整改,引导用户办理用电增容等相关业务,规划及时立项解决容量不足问题,运行落实临时运维措施。完善负荷源头管控机制对重过载、低电压台区治理情况显著,2024 年越限台区 69 个,同比去年下降 41%,有效提升了台区运行健康水平。
2. 主动感知电能质量问题
推动电网自动化、智能化、数字化,利用数字化手段实现低压问题可观、可测。一是充分利用数字化手段,在从化试点开发低压态势感知反推中压故障功能。截至目前,该功能已发现 500多起故障。二是增加营配2.0 覆盖率,完成低压跳闸和低压分路过负荷等问题主动监测,目前从化区智能台区(营配 2.0)覆盖率达到 55%,问题台区智能化覆盖率 93%,实现了低压故障主动感知与主动服务。三是推进智能电表直采直送,实现用户端低电压透明。

图 1 低压态势感知数字化整体解决方案
3.快速推动立项实施
进行优化管理、模式创新,建立“运规建合一”机制。一是成立“规划+工程+运行+自动化专业”的规划柔性团队,畅通“问题传递-措施制定-投资安排-项目投产-效果评价”的业务协同衔接,按照“限时、量化、定责”的原则高效解决电能质量问题。二是统筹规划、运行、营销、自动化专业,建立多专业统一问题库,引入“部门+供电所”联合把关、“系统取数+人工复核”方式,将问题全量导入、分类分级出库,实现统一管理、动态管控,使问题收集、解决更全面。2024 年规划问题库电能质量问题数量同比增长 85%,问题解决率达到 100%。

图 2 运规建合一工作机制
4. 建立“源网荷储”治理方案全景示范
提升装备水平,加速电网基础设施提档升级,在电源侧、电网侧、负荷侧和储能侧打造电能质量治理示范,实现电压实时控制和调节。在分布式电源侧,建立“一馈线一策略”的开关运行模式和定值动态调整机制,在通过在小水电的发电量即将超出电网承受临界点时切断小水电,解决小水电电压不稳定导致用户电器烧坏问题,做好电能质量治理的“源头”治理。在中压电网侧,研究应用中压调压技术精准控制电网电压,解决供电半径超长、负荷重及电压合格率偏低问题,做好电能质量治理的“路径”治理。研究应用有载调压调容技术动态控制配变输出电压和容量,满足不同负荷条件下的用电需求,解决时变性或波动性负荷及非线性负荷导致的低电压问题,做好电能质量治理的“中转站”治理。在低压负荷侧,研究应用动态电压恢复技术在线监测、调整输出电压,改善负荷侧电压不平衡度,抑制电压跌落,确保用户设备在电压波动时能够正常运行,做好电能质量治理的“最后一公里”治理。在储能侧,在线路末端接入中压构网型储,在主干线故障、分支线路分段开关分闸后实现分支线范围自治运行。在公变台区接入低压构网型储能,解决低电压问题,实现持续供电。在不同馈线台区建立低压柔直互济,实现无功支撑,提高台区电能质量,做好电能质量治理的“末端”治理。
表1 “电源-电网-负荷”治理方案全景示范中的技术对比


图 3 有载调压系统整体组成逻辑

图 4 动态调压器原理图
三、案例成效
(一)综合效益
电能质量提升方面,重过载、低电压台区数量同比下降了41%,彻底解决群众供电的“最后一公里”问题,电能质量相关投诉率大幅下降。助力南方能源监管局监督和指导打造“获得电力”服务水平全面提升“样板工程”。高质量发展方面,支撑从化成为南方电网首个可靠性进入15 分钟的县级山区电网,为从化区创建全国绿色发展示范区贡献力量。
(二)第三方评价
“服务新时代乡村电气化的新型配电系统高质量发展‘4+2’体系构建与实践”获中电联鉴定整体国际先进,由电能质量治理技术作为核心的“强基础保供应”子体系国际领先。
来源:广东电网有限责任公司广州供电局
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