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《供电系统设施管理技术、方法及应用》之二十八:优化系统

已有 1261 次阅读 2018-5-12 20:59 |个人分类:电力科技|系统分类:科研笔记| 配电网, 配电系统, 输配电系统管理

        对于布置陈旧的主要问题,还没有一种简单、低成本的解决办法,但相对扩大场地空间、增加设备设施和降低利用率等做法,还有更有效、成本更低的解决办法可用来消除老化设施带来的各种影响,这些创新方法打破了传统的概念和做法。

1.加强与社会团体和监管部门的交流和沟通

要想将可靠性和供电质量长期保持在高水平上,那么,当电力企业有增加新设施或新场地的计划时,必须做好与负责规划审批部门的沟通工作,电力企业从中取得的收获差异很大。所有企业都会效仿采用其他企业采用的行之有效的方法,如,新泽西州电力公司(PSE&G)采取的做法。

2.变电站紧凑设计

对于设备利用率高且强调可靠性的系统,采用图8.3(原文误为图8.4)阐释的容量与配置折中设计方法是不可取的,最好的办法是在现有场地上增加容量,为此,有两种等级的改进方法,如下:

1)紧凑设计。有各种不同的方法可用来减少变电站空气绝缘设备要求的空间,解决办法通常是向上发展,而不是向外扩展,比如,选用轻型变压器或采用多层母线结构等,这样,可以减少占地面积。采用紧凑设计通常可以将变电站的处理能力提高25% ~ 30%,既增加了容量,又不会以牺牲配置为代价。但这种方法常常不能完全满足变电站的所有升级需要。

2)气体绝缘开关设备(GIS)。在欧洲,尤其是城市地区,土地紧张,在这种情况下。非常适合利用气体绝缘封闭组合电器建设GIS变电站,即所谓的“装在瓶子里的变电站”,在西欧,超过一半的城市变电站采用了GIS技术。GIS变电站将所有母线和和断路器封装起来,设备间的电气间隙比空气绝缘设备紧密得多,而且,有了密封外壳和气体的保护,意味着设备间的紧凑设计可以做得更加紧凑,因此,GIS设备需要的空间远小于空气绝缘设备。

与传统的空气绝缘设备相比,GIS变电站可以更有效地利用变电站场地,土地使用效率至少可以提高三倍以上。如果需要的话,一座老式160 MVA变电站,经过GIS改造,可以增容至500MVA。但大多情况下,当对一座变电站进行GIS改造时,并不需要这样百分之百地利用现有场地,而是提高两倍使用就可以了,以便为未来负荷增长留出空间。此外,GIS变电站也可作为在老化设施区域新建新变电站的建设标准,因为它可以让电力企业在征用土地时有更宽的选择,GIS变电站的紧凑特点以及它可以设置在一栋中型建筑物内的优势意味着,GIS变电站可以修建在许多老式变电站无法修建的场地上。

GIS变电站设备的成本比空气绝缘设备高15% ~30%,但它的可靠性要优于空气绝缘设备,而且,维护费用要少得多。据测算,经过十年或更多年的运行,节省的维护费用即可抵消它高额的一次成本。此外,由于GIS变电站设备的紧身特点,大大减少了场地空间和相应的征地费用,这些优点足以抵消设备高昂的一次成本。

3.加强主干线和切换设置

鉴于过时的系统结构对馈线系统的影响,为了使馈线系统有能力向变电站层提供事故支持,需要加强主干线,选用大截面导线,并设置充分的切换配置,提高操作灵活性,这些措施通常需要高投入,但如果规划得当并与运行规划协调一致的话,加强馈线的事故支持能力是最有效的方式,它可以有限的投入换取供电可靠性的高回报。

4.改进规划

良好的规划可以让电力企业避免本章描述的各种不利局面,即使已经遇到这些不利情况,也可以减轻它们的影响。良好的规划应该是具有前瞻性的,方案设计合理,条件适合,并且,具有创新性,既要保证老化设施区域的规划方式得当,又要让电力企业在用户服务和股东利益方面同时做到最大化。关于这方面的详细讨论,可参阅第12章和第13章。

1)良好的长期规划

8.2节讲到,没有进行有效的长期规划导致了诸多不利局面,并最终导致了过时的系统结构和低劣的可靠性,在实施永久性的解决方案之前,必须首先解决这些问题。第八章讨论了这些问题的性质以及它们与传统的规划方法之间的联系,第十一章和第十二章讨论了如何针对现代高利用率系统有效地使用改进的规划方法。

8.2节显示,电力企业自己造成的这些问题在很大程度上是因为没有进行有效的远期规划。除了改进规划方法和技术外,电力企业还必须重视长期规划,对负荷增长和设备老化做好长期分析和评估。

2)双Q规划法

8.2节讲到的部分事故是由于电力企业无法得到用以提高可靠性的场地、设施和设备造成的,还有一部分问题是传统电力管制制度造成的。在传统体制下,所有规划、优先排序和审批都是基于容量需要而不是可靠性需要进行的。第四章介绍了双Q规划的基本概念,该法同时基于电能需求的数量和质量提出系统能力要求,从质量和数量两方面进行了系统能力的优化。

双Q规划法不仅仅根据容量(kVA)需求、而且根据可靠性要求确定需要的新场地和新设备,并且,还可以确定未来会对新场地和新设备有多少需要以及为什么会有这些需要,从而使与可靠性相关的此类要求非常明晰。这样,既易于向企业管理层说明升级的理由,也易于与监管部门沟通。之所以推荐双Q规划法,一方面是因为它可以更好地反映基于可靠性的需要,考虑了长期规划;另一方面,它可以做到更好的设计,更好地证明需要的理由。

3)基于可靠性的馈线系统规划

    以基于可靠性的方式进行馈线系统设计,不但可以提高馈线系统本身的可靠性,还可以为变电站环节提供更强的事故支持,具体设计方法见第十一章和第十二章的讨论。



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