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南网深圳福田供电:追梦“2.5分钟”我们做到了!

南方电网深圳福田供电局走出一条城市配电网高供电可靠性新路

  2019-01-04

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  深圳福田供电局试验检测班开展电缆线路安全巡视。皮昊书 摄

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  深圳电网配网实时用电热点图。红框内区域为福田中心区。(资料图片)


  人们总说,创新是事物发展的不竭动力。从无到有是一种创新,从有到优也是一种创新。有时,后者较前者更为困难,从而也更具震撼力。


  摆在深圳供电人面前的,就是这样的问题——在福田中心区已建成电网的基础上,如何提升供电可靠性,将年户均停电时间缩短至2.5分钟之内。打一个不恰当的比方:这就像起房子,如果是新建的话,技术手段完全支持造一栋别墅;但若想把已建好的普通房子改造成别墅,就很难了,并且改造施工过程中,还要尽可能少地影响到居住在房子里的人们。


  深圳供电人做成了。他们的奇思妙想是构建分布式自愈控制保护装置,用去中心化的思路方法来实现电网的高可靠性,建成了福田中心区供电高可靠性示范区。难能可贵的是,这种方法是国内外任何一个国家和地区的电网未曾实践过的。“敢闯敢试、敢为天下先”的深圳人,创新性地走出了具有中国特色的城市配电网发展之路,为国内同类型建成区实施供电高可靠性改造贡献了“福田样本”。在朝着建设中国特色社会主义先行示范区方向前行的过程中,深圳有了强力的供电保障。


  处于粤港澳大湾区黄金中轴,示范区的建成,是南方电网公司服务大湾区发展、优化电力营商环境的实践范例,也是深圳供电局在南方电网公司建设世界一流电网企业征程中“当标杆、做示范”的生动实践。


  2.5分钟的意义

  “不能接受哪怕几十毫秒的电压闪降”


  翻开深圳市地图看一看,处于中心位置的福田区显得有些渺小,面积仅占全市的4%。但就是这4%的区域内,却聚集着70%以上持牌金融总部机构、50%以上创投机构和70%以上物流总部,总部经济与金融经济成为这里显着的特征。世界500强企业达到60多家,经济产出密度超过香港。2017年,福田区GDP达3820亿元,人均GDP基本与香港持平。


  从原本就不大的福田再圈出一块来,由滨河大道、莲花路、彩田路及新洲路这4条城市干道围合的区域,则成为了这座城市最为核心的区域。这块占地仅6.1平方公里的区域,有称中心区的,也有称中央商务区的,反正是高楼林立,集中了大量的金融、商贸、文化、服务及大量的商务办公楼和酒店、公寓等设施。市民中心、深圳证券交易所、太平金融大厦……这些耳熟能详的名称都聚集于此。努力打造粤港澳金融商务核心区,提升营商环境指标,福田中心区已将目标瞄准了世界。


  而在营商环境10项指标中,“获得电力”成为其中一项重要指标。世界银行发布《2019年营商环境报告》显示,我国“获得电力”指标得分92.01,排名第十四位,较《2018年营商环境报告》大幅提升84位。福田供电人为了这项指标的提升,多年来始终孜孜以求。


  数据不是一句空话,从客户需求的角度看,很多企业用电要求之高,一般人是很难想象的。“我们不能接受哪怕几十毫秒的电压闪降,整条生产线上的集成电路产品都可能因此报废。”位于深圳福田保税区的赛意法微电子有限公司副总经理李建华表示。这家年用电量超过1.2亿千瓦时的中国最大集成电路封装测试厂,2016年遭受电压闪降达29次。2017年降至11次,损失也达300万元。


  “华为的高端芯片制造厂和数以百计的实验室都在深圳,24小时不间断运转。若是电压闪降一次,实验室所有数据都得推倒重来,无形的损失根本无法估算。”同在福田区的华为公司电器工程师戴晴说。


  城市电网的发展是与这座城市经济社会的发展相适应的。2017年,深圳每度电支撑GDP产出近26元。而福田凭借着强大的总部经济与金融经济,这项数据约是全市平均水平的5倍之多。


  “停几分钟电,对经济的损失太大了。所以,我们必须要完成‘2.5分钟’的目标。”深圳供电局资产部资产绩效管理科科长刘恒勇说。


  改良比新建更困难

  配网去中心化,依靠分布式自愈的奇思妙想


  2015年7月31日,国家能源局印发《配电网建设改造行动计划(2015—2020年)》,提出开展城市配电网供电可靠性提升行动,在中心城市(区)内选取核心区域建设高可靠性示范区,通过可靠灵活的网架结构、成熟完备的自动化配置、科学规范的运维管理,大幅提高供电可靠性。到2020年建成20个示范区,供电可靠率不低于99.999%,达到国际同类城市领先水平。


  “实际上,国家能源局的文件出台以前,我们就在长期着手思考这个问题。”深圳供电局资产部资产绩效管理科副科长康文韬说,那时候已经想着要找区域来建设国际领先电网。根据区域电网建成与否,示范区的建设方式不尽相同。在深圳,前海作为新建区域试点,借鉴国际通行的高水平的双环网合环运行方式,可以提供高可靠性的供电保障。


  那在建成区如何提升可靠性呢?这是全世界都没有解决过的事情,但却是任何城市配电网所面临的普遍性问题。因为建成区不比新建区,对运行方式进行“先破后立”无论如何是行不通的。


  “要破除原来网架,再换新的,一方面建设时间长,停电范围大,对于客户来说是无法接受的,而对于供电企业来说,这笔投资也过大,同样无法接受。”福田供电局副局长马楠用两个“无法接受”来形容思路的不可操作性。


  在深圳这片改革开放的热土,供电人迸发出这样大胆的想法,并确定将难题解决得最彻底。深圳供电局决定在建成多年、原有的“N供1备”运行方式极为成熟、配网基础好的福田中心区“做手术”。


  “中心区毫无疑问是最难啃的骨头,如果连中心区的改造都可以攻下来,其他区域的高可靠性改造就不再是问题了。”马楠说。此时,基础好已经由优势变成了劣势。虽说福田供电局向来“敢于第一个吃螃蟹”,但此时员工们也是感觉“压力山大”。


  怎么办呢?结合项目建设成本、施工停电等因素考量,供电人经过反复调研探讨,最终排除了其他想法,定下了“配电网去中心化,依靠分布式自愈装置来实现电网的高可靠性目标”的思路。


  “去中心化”的理念并不新颖,在城市规划建设中已经越来越多被采用。当一座城市功能机构日益臃肿时,把其中一些功能进行疏解,将“中心”进行分散,使城市运转更加通畅。对于配电网而言,“去中心化”即意味着将供电线路、区域加以细分,切段区域间的故障关联,实现“这一段线路故障,不影响下一段正常供电”,起到分散降低风险的作用。而每一段依靠分布式自愈装置又能实现快速复电,从而提升供电可靠性。


  确定思路后,福田中心区客户年平均停电时间低于2.5分钟方案的制定被提上日程。2017年2月,方案在深圳供电局党委会上审议通过。福田中心区高可靠性示范区项目进入具体实施阶段。


  在一次汇报发言中,马楠讲到一个故事,折射出方案中一个个细节、一个个想法出炉和完善的过程:“每每下班后加班的我,总能看到配网资产部运维三班的几个年轻人自发在投影幕前,对着主接线图论证方案。有一天,运维三班班长彭毅兴冲冲地来找我,举了若干自愈策略,提出了很多之前未发现的风险,形成了独特的智能自愈保护控制策略基础逻辑。看着他手里写满注释的接线图,听着他逻辑严密的分析推理,我当时就坚信‘2.5分钟’一定能做成。”


  将主网建设经验移植到配网中

  设备的“私人定制”与反复的停电协调


  思路和方案明确了,但具体实施起来也并不简单。


  首要的是设备生产制造问题。全新的理念对于设备功能提出了新要求。像插头接口、电池容量、屏柜等等,都不是标准化产品,而是“私人定制”。因此,深圳供电人除了向设备厂家讲解设计之外,还全程参与到设备生产全过程。


  “这实际上是把主网建设的经验,移植到配网里面了。”福田供电局配网资产部运维三班班员齐翰博,去到ABB、西门子及南瑞继保这3家设备供应商,与对方讲解产品的新要求,“我们要的电流互感器的尺寸,比正常得小一些。”


  设备出厂前会进行严格试验,以确保其性能完全满足实际需求。齐翰博还记得,电池出厂前试验中就发现了容量不达标的状况,“试验时,电池都冒烟了”,后来反复修改才算达标。


  有了定制的设备,准备工作才算开始。实际的施工中,也有不少困难。电网的改造施工主要有两方面:一是拓宽电缆沟,二是加装新设备。对于电网建成区而言,施工停电是最让客户头疼的事情,尤其在福田中心区这一密度如此高的区域。


  其间,福田供电局工程部主任顾向阳和下属刘勇的工作,多数时间除了在施工现场管理,就是在与客户沟通停电时间如何安排。一般情况下,停电施工会选择在用电负荷较低的深夜和周末进行,但往往有些单位,就连这些时候都不能长时间停电。


  刘勇要给一座商务楼做停电施工,在配电房内换屏柜。“楼里的物业告诉我们,几乎任何时段都有办公需求,即便是周末,还有公司经常要接待外宾,不能停电。”后来实在没法子,刘勇只能安排施工队分多次停电作业,“一次就停一两个小时”。


  在更多的时候,供电局采用“旁路作业”的法子。即在施工停电的同时,引入电源车供电,等到施工完成后,再切换到正常线路,从而减少了大量的停电时间。


  2017年,福田中心区客户平均停电时间仅4.91分钟,已经能够比肩美国纽约曼哈顿、法国巴黎核心区了。经过一年的努力,2.5分钟目标实现了,前进了很大一步。


  “可能很多人觉得这不难啊,才减少了2分多钟嘛,实际上完全不是这个概念。这就跟考试差不多,从80分到90分或许稍微努力一下就能达到,但想从90分提到95分甚至更高,那就需要加倍的努力和智慧了。”刘恒勇很欣喜看到目标达成。


  福田供电局党委书记、局长姜林福认为,这是根据深圳实际,因地制宜地在高负荷高密度特点下,对城市电网所做的改良创新,“可以说是深圳方案和福田样本吧。”


  目前,深圳供电局已经开始将这一方案向罗湖、南山等配电网建成区域做进一步实践。参与过福田中心区“2.5分钟”工作的欧华邦,目前担任罗湖供电局配网资产部配网自动化专责。他说工作越来越忙了,经常忙到晚上10点才回家。虽忙,但他觉得,这份工作很有意义。因为供电,与生活在这座城市里的所有人都息息相关。


  南网报记者 帅泉 通讯员 王艳春 杨淑琴 杨翠晓


  》特写


  “换柜”来得不容易


  福田“2.5分钟”高可靠性示范区建设过程中,全断路器柜改造是主要工作内容之一。对于高负荷密度的福田中心区而言,施工停电是最让客户和深圳供电局头疼的事情,每次“换柜”工作面临诸多阻力。


  为与雅颂居、安联大厦、诺德金融中心形成“单环网”标准接线网络,提高供电可靠性,福田区“2.5分钟”项目计划于2018年5月19日将移动信息大厦公用房的配电柜更换为断路器柜。该项目需要更换5面重达215公斤的柜子,而大厦电房位于地下负一楼,搬运通道狭窄;且电房内现有中压电缆较短,不能采用常规的旁路作业,施工停电看似难以避免,换柜工作遭遇层层考验。


  “我们用电负荷8900千伏安,现在气温30多摄氏度,机房停电是不可能的,绝对不可能!”换柜工作还没开始,该大厦物业负责人就对停电施工表示强烈反对。福田供电局工程部主任顾向阳带领项目成员主动登门,一次又一次,耐心向客户解释项目的必要性和意义价值,由浅至深,入情入理、不厌其烦,终于争取到了客户的理解和支持。


  为最大程度降低对客户的影响,又不耽误“2.5分钟”建设进度,经过多方研讨论证,停电施工选择在周末深夜用电负荷最低的时候进行,并采用10千伏中压发电车先将负荷转移,再实施换柜工作。


  当月18日夜幕降临,发电车安全就位。现场工作人员开始忙活起来,交底、围挡、拉线、布线,所有工作有条不紊地开展。柜子太重,通道狭窄,就一面一面地搬,一面一面地进。此起彼伏的加油声中,人影晃动,汗水浸湿了衣衫,干了又湿,湿了又干。次日清晨6点,准备工作已经就绪。大家都还没来得及合眼,“砰”的一声,发电车启动,负荷成功转移,大伙就又继续忙着拆旧柜、组新柜、试验、调试、验收……直至2018年5月19日晚上10点,历经整整28个小时,“换柜”工作终于顺利结束,移动信息大厦公用房“手拉手”组网成功。


  “每一次的换柜工作都多多少少面临各种‘窘境’,大家都全力以赴排除困难,努力完成这项光荣而有意义的事情。”顾向阳笑着说道。(刘勇 杨翠晓)


  》记者手记


  梦想属于这座城


  2017年初,作为“感动南网”候选人的马楠,接受了我的采访。当时他就特别谈到了“2.5分钟”的话题,这是他的一个梦想,也是整个福田配电人的梦想。从他了解这个世界上最好的电网的模样开始,就希望自己的工作也能靠近甚至达到“世界领先”的样子。


  同时,他也很坦诚地告诉我:实现“2.5分钟”的压力很大。但同时也坚信,这个目标是一定会实现的。当时的采访中,我并没有非常明晰他如此坚定的信心从何而来。从这次专题聚焦“2.5分钟”的采访中,我逐渐找到了答案。


  梳理时间表大事记,可以得知那时深圳已经明确了“去中心化”的思路,并且很快就制定出具体的工作方案。方案是一个可操作性的纲领,有了这个东西,接下来的硬仗才好打。


  在采访中,我努力试图寻找项目实施过程中各方究竟付出了哪些努力,但无论是统筹者深圳供电局资产部和协同的有关部门,还是具体实施的福田供电局等,参与项目的所有人都很难有明确的界限。


  我想通过一个个的细节去还原当时灵感产生的过程,但所有人的记忆几乎都是千篇一律的含糊。“哎呀,具体到那个问题,其实都是大家在一起讨论嘛,都是头脑风暴,哪说得清一定谁谁谁就贡献大呢?”最后得出最笼统也最准确的结论是:凝结了所有人的智慧和心力。贡献和功劳是大家的,至于每个人占比多少,这个无法做到具体量化。


  因此,“成绩属于团队”这句话绝不是空话。只有团队共同努力,梦想才能实现。再往更大里说,城市电网的发展是与这座城市经济社会的发展相适应的。“改革开放前沿阵地”“中国梦想试验场”“开拓创新,与时俱进”“敢于向国外先进城市叫板”……我们能想到关于深圳的口号,会融入到城市里的各行各业之中。电网人也在不断开拓创新的征程上,仰望世界上最先进电网的模样,同时俯视脚下实际,因地制宜地找到最合适的问题解决方案。


  于是,“2.5分钟”的梦产生了、萌芽了,“2.5分钟”的梦进取了、实现了。


  那么接下来呢?还有更高阶段的梦吧!


  南网报记者 帅泉


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来源:南方电网报

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