配电自动化行业市场分析报告Word文档下载推荐.docx
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二、配电自动化建设的进展
1、前期工作的经验和教训已为全面推广奠定基础
(1)起步与探索(80年代末至90年代中期)
(2)大范围试点热潮(90年代末至2003年)
(3)沉寂与反思(2004至2008年)
(4)随智能电网再度兴起(2009年至今)
2、建设智能配电网上升到国家战略高度
3、不仅要算电网“小账”,更要算社会“大账”
4、国网已吹响全面提升配电自动化的建设号角
三、配电自动化投资规模
四、行业竞争格局
五、投资策略与重点公司简况
1、投资策略
2、重点公司:
许继电气
六、风险因素
一、配电自动化的意义:
智能配电网的必由之路与高级阶段
1、配电网是电力传输的“最后10公里”
配电网是电力系统发电、输电和配电(供用电)链条中直接与用户相连并向用户分配电能的环节。
在我国110kV电压等级以下电网称
为配电网,110/35kV属于高压配电网;
10/6kV属于中压配电网;
380/220V属于低压配电网。
我们可以把电力系统比作是人体血液循环系统,那么发电厂好比是心脏(产生电能),特高压/超高压/高压输电网络好比是主动脉,而配电网则像是遍布全身的毛细血管,负责将电能最终传送到用户侧。
我国习惯上把10kV中压配电网看做是配电网的主干,而它的供电半径约在10公里左右,因此我们可以说配电网是电力传输的“最后10公里”。
配电网架主要由两类设备构成:
(1)开关柜、环网柜、柱上断路器、重合器、分段器等各类开关设备;
(2)箱式变电站、柱上变压器等变压器设备,
(1)、
(2)通常称为一次设备。
2、配电自动化是电网系统的“末梢神经”配电自动化(也称配网自动化)是运用计算机技术、自动控制技术、电子技术、通信技术及新的高性能配电设备等技术手段,对配电网进行离线与在线的智能化监控管理,使配电网始终处于安全、可靠、优质、经济、高效的最优运行状态。
其最终目的是为了提高供电可靠性和供电质量,自动隔离故障区段,减少停电范围和停电时间,降低维护工作量,提高整个配电系统的效率,提升服务电力用户的水平。
延续之前血液循环系统的比喻,我们可以认为作用在“心脏”(发电厂)和“主动脉”(特高压、超高压、高压输电网)上的智能系统(包括各级调度自动化和变电站自动化)好比是人体的“大脑和中枢神经”,它们负责指挥着电力系统庞大主体的协调运转;
而配电自动化,就好比是电网系统的“末梢神经”,它负责实现对配电系统的监测与控制,并通过与相关应用系统的信息集成,实现配电系统的科学管理。
按照国网公司标准严格定义,配电自动化是“以一次网架和设备为基础,以配电自动化系统为核心,综合利用多种通信方式,实现对配电系统的监测与控制,并通过与相关应用系统的信息集成,实现配电系统的科学管理。
”而“配电自动化系统”特指“实现配电网的运行监视和控制的自动化系统,具备配电SCADA数据采集及监视控制系统)、馈线自动化、电网分析应用及与相关应用系统互连等功能,主要由配电主站、配电终端、配电子站(可选)和通信通道等部分组成。
”
配电主站系统是配电自动化系统的核心部分,安装在供电公司专用机房,由一系列工作站、微机、数据库服务器、前置服务器、网络设备及其它服务设备等组成,主要负责采集并存储现场终端设备的实时数据,提供图形化用户界面供调度值班人员对配电网进行实时监控、管理与分析应用,并提供与其他系统(调度SCADA等)的接口。
配电终端主要有三类:
(1)安装在开闭所内的DTU(站所终端);
(2)安装在线路环网柜、柱上开关处的FTU(馈线监测终端);
(3)安装在箱式变、杆上变等配电变压器处的TTU(配变监测终端);
它们负责采集柱上开关、箱式变电站/开闭所、配电变压器等配电设备的运行信息并转发至主站,接收主站的远方控制命令,实现对配电一次设备的远方监控。
通讯网络提供现场终端设备与主站系统之间的通信通道,一般采用光纤、230MHZ无线电台、GPRS/CDM等混合通讯方式:
对通讯实时性、可靠性要求较高的配电设备一般采用光纤通讯方式,如FTU/DTU等;
对通讯实时性、可靠性要求不高的配电设备一般采用GPRS/CDM等无线通讯方式,如TTU终端。
我们可以把配电自动化体系分为三个层级:
金字塔底端为大量的配电一次设备,主要为开关(包括架空开关、电缆开关柜、环网柜等),它们是配电自动化的手和脚,当故障发生时,由它们完成动作来物理切除和隔离故障点,将停电范围和停电时间限制在最小的程度;
金字塔中层为配电终端设备(及通信信道),它们相当于神经躯干,对线路、设备进行三遥(遥信、遥测、遥控)监控,与配电开关配套,能快速定位和隔离线路故障,恢复非故障段供电;
金字塔顶端为配网自动化主站系统,相当于大脑,覆盖全部配电网设备,实现配电网的运行监视和控制。
一次设备智能化是实现配电自动化的基础。
配电终端设备若要实现对线路、设备的三遥监控,必须建立在能与一次设备“对话”的基础上,而智能一次设备加装了电压/电流互感器后,终端设备即可与其进行遥信/遥测;
开关设备若同时具备电动操作机构,则可在主站/终端的指令下完成开断动作,实现遥控功能。
3、配电自动化是建设智能配电网的必由之路和高级阶段
建设智能电网,第一要务就是解决供电可靠性问题。
而要提高供电可靠性,必须重点关注配电网。
目前在电力系统中,配电网是影响用户供电可靠性的短板。
根据数据统计,扣除缺电因素,目前我国用户的停电时间95%以上都是由配电网引起的。
提高配电网的供电可靠性和供电质量,是实现人民安居乐业、经济发展、生活富裕的重要保证。
衡量供电可靠性通常有两个指标:
一是用户平均停电时间,它指供电用户在统计期间(通常为年)的平均停电小时数;
二是供电可靠率,它反映了一个供电企业的电网状况、供电水平和管理水平的高低。
2012年,国家电网公司城网供电可靠率为99.94%,用户年均停电时间为5.2小时;
农网供电可靠率为99.74%,用户年均停电时间为23.2小时。
在影响我国配电网供电可靠性的因素中,预安排停电和故障停电分别占据73%和27%的比重。
在预安排停电中检修停电和工程停电是主要因素,占预安排停电时间的98%;
故障停电中,外力因素、设备原因和自然因素是主要因素,占故障停电时间的79%。
需要强调的是,上述比例是考虑了我国城乡电网的平均值;
而城市配电网由于网架相对农村电网成熟,转供能力强,因此检修停电和工程停电的比例更低,相应的因故障停电造成的供电可靠性下降的因素占比更高。
提高配电网供电可靠性的途径主要有两个:
第一是网架坚强,通过增加线路投资,采用高质量、大容量的一次设备,优化配电线路结构和配电接线方式,合理分段、合理选择开关,有效提高供电可靠性、供电能力和供电经济性;
第二是网络智能,即配电自动化:
实现配电线路的灵活联络,自动隔离故障区段,缩小故障停电范围,减少故障停电时间,提高供电可靠性。
我们可以说,配电自动化是提高供电可靠性的必要手段,也是建设智能配电网的必由之路和高级阶段。
配电自动化的实施,一方面通过
(1)网络运行优化分析,提高转供能力
(2)开展带电作业(3)优化停电计划管理,减少重复停电(4)优化抢修资源配置,提高工作效率;
最终达到减少计划停电时间的目的;
另一方面
(1)通过故障自动定位,减少故障查找时间
(2)通过遥控操作,减少故障隔离操作时间(3)通过标准化抢修,减少故障修复时间;
最终达到减少故障停电时间的效果。
配电自动化对于提高成熟电网供电可靠性具有投资少、见效快等显着优势,供电可靠性从99.9%至99.99%的提升主要依靠网架改造,从99.99%至99.999%的提升则必须依靠配电自动化建设。
供电可靠性的更高追求需要实施配电自动化,而良好的配电一次网架基础是配电自动化发挥作用的前提。
判断一个地区是否有建设配电自动化的必要,首先要看这个地区经济和社会发展程度,对供电可靠性的要求高不高,譬如电力负荷密度超过10MW平方公里的地区,对电力的依赖程度已经很高,停电损失非常大,需要考虑立即上马配电自动化。
另一方面还要看配电网一次网架是否具备应用配电自动化的条件,网架结构应布局合理、成熟稳定,供电可靠率达到99.94%以上(用户年均停电时间少于5小时),说明该地区配电网基础已经比较好了,需要通过应用配电自动化继续提高供电可靠性,否则需要首先在改造一次网架上下功夫。
由以上标准可以看出,我国的大中城市已经基本具备实施配电自动化的条件,特别是北京、上海等核心城市,迅速实施配电自动化十分必要。
4、配电网/配电自动化发展与国际先进水平仍有较大差距可以说,配电网及配电自动化是我国电网建设最薄弱的环节。
配
电网存在的主要问题有:
(1)配电网发展仍然滞后,发展不平衡
近年来配电网投资力度不断加大,但由于历史欠账较多,配电网尤其是中压配电网发展仍然滞后,城市与农村、东部与中西部电网发展不平衡问题依然突出。
供电可靠性与国际先进水平仍有较大差距,以上海为例,用户年均停电时间比东京长5倍以上。
整体来讲,发展滞后(与经济发展需求、与国外先进电网)、地区不平衡(城农不平衡、东中西部不平衡)。
(2)电网结构薄弱,自动化水平低
10千伏网架结构依然薄弱。
城网和农网差距显着。
10千伏线路仍有近一半未实现互联,农网互联比例仅为城网1/3。
配电自动化水平较低。
配电自动化处于起步阶段,故障诊断、隔离和恢复时间较长,无法实现网络重构和自愈。
体现为互供能力差,直观感受为恢复供电时间长。
(3)配电网基础数据差,信息化手段落后配电网管理涉及到发展、农电、运检、营销、调度等不同部门,基础数据分散在不同系统中。
系统之间的数据标准、模型不一致,此外,缺乏数据共维共享机制。
配电网投资少,建设水平低,导致配网通信及信息系统发展相对滞后,缺少信息获取渠道。
体现为管理精细化程度差,数据、图形和信息无法对应,甚至存在某种意义上的“盲”。
可以看到,我国的配电网供电可靠性与发达地区先进水平存在较大差距;
特别是属于政治、经济、文化中心的北京、上海等核心城市,其配网供电水平与国际化大都会的地位并不相称。
究其根源,配电自动化发展滞后是主要原因;
截至2012年底,国家电网公司配电自动化覆盖率仅为10%涵盖26家省级公司、2.2万条10kV线路;
而法国、日本的配电自动化覆盖率分别达到90%和100%。
5、以邻为镜——日本的配电自动化之路日本的配网供电可靠性堪称世界一流。
以世界上最大的私营电力公司东京电力公司为例,其1986年后的供电可靠率就已达到99.99%以上,用户年平均停电时间在53分钟以内;
08年东京核心区供电用户年平均停电时间仅为3分钟,供电可靠性位于世界最高水平之列。
对于配电自动化的重视与普及是日本配网供电安全的最大保障。
日本于60-70年代即着手研发各种就地控制方式和馈线开关的远方监视装置;
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