《亮报》刊发中国电科院配电研究所专家受访文章

发布时间:2017-03-15

3月15日,《亮报》刊发中国电科院配电研究所专家受访文章《“6个9”供电背后的奥秘》,全文如下:

如今,电力的重要性越来越突出,如同空气,受益而不觉,失之则难存。近年来,随着电网供电可靠性的不断提升,停电越来越少,在这背后,隐藏着的是电网企业科学的规划、先进的技术,以及供电员工的奉献和担当。随着电网的不断发展,国家电网公司经营区域内出现了99.9999%(即“6个9”)的高水平供电可靠率,这意味着区域内年户均停电时间不超过30秒,达到了世界一流水准。那么,电网企业是如何保障99.9999%的供电可靠率的?对于老百姓来说,这样的供电可靠性又有什么好处?本报记者带您寻找答案。

“6个9”供电背后的奥秘 

99.9999%的供电可靠率意味着什么?

停电1分钟意味着什么?这一问题的答案可大可小。对于一般家庭而言,也许只意味着少看一眼电视、少吹一会儿空调;但对于企业而言,或许意味着一条生产线的瘫痪、整个生产流程的推倒重来;那么,对于一个城市、一个国家呢?

拿本世纪著名的美加大停电事件来说,2003年8月14日下午,美国东北部地区以及加拿大东部地区发生大范围停电事故,几十分钟内损失电力达7000万千瓦,5000万人陷入黑暗,整个停电时间超过29小时。事后,美国美林公司的经济专家对这次事故的损失进行评估,此次停电期间,纽约市发生60余起严重火灾,上千次航班取消,大批工厂企业停止生产,损失达300亿美元。这便意味着每停电1分钟的损失高达1700万美元。

可以看到,无论是居民的日常生活还是企业的生产经营,亦或一个城市或国家的经济社会发展,都离不开持续、充足、高质量的供电。特别是对重要城市的重点区域而言,哪怕1分钟的电力损失都会造成严重后果。供电可不可靠,业界经常用一个专业指标体现——供电可靠率。

据了解,2016年,国家电网公司经营区域内城市配电网和农村配电网的供电可靠率分别达到99.946%、99.782%,这意味着城市用电客户和农村用电客户的年户均停电时间分别为4.7小时、19.1小时。

乍一看,供电可靠率超过99%,与100%不差多少,真是这样吗?中国电力科学研究院配电研究所配网规划研究室主任刘伟告诉记者,从99%到100%,供电可靠水平相差巨大。“从99.9%到99.99%,再到99.999%,供电可靠率每提升一个9,便意味着用电客户的年户均停电时间缩短90%,可别小看这小数点后面微不足道的一个数字。以国家电网公司为例,在如此广阔的供电区域内,拥有11亿人口的客户群体,每提高0.001%的供电可靠率,都需要付出极其艰辛的努力。”

“当然,所谓的供电可靠率只是体现电网企业供电水平的一个指标,其反映出的年户均停电时间,也只是相关人员在规划、统计过程中的一个数值,这并不意味着用电客户在一年内一定要停这么长时间的电。”刘伟告诉记者,供电可靠率衡量的是一个区域内的供电可靠性,并不是具体到某家某户的供电情况,年户均停电时间则是把区域内一年中的总停电时间分摊到了每一个用电客户,其中包含计划停电、故障停电、有序限电等。

目前世界上较为领先的供电可靠率是多少?“6个9。”刘伟说,在巴黎、东京、新加坡等现代化国际大都市,电网的供电可靠率一般可以达到99.999%(“5个9”)甚至99.9999%(“6个9”)。当供电可靠率达到99.999%(“5个9”)时,意味着区域内用电客户的年户均停电时间不会超过5分钟,而当这一数字达到99.9999%(“6个9”),区域内用电客户的年户均停电时间将被缩减到30秒左右。目前,在中国,北京、上海等重要城市的重点区域,已拥有这样国际一流的供电可靠率。

“6个9”的中国实践

如今,在北京城南,大兴区礼贤镇、榆垡镇附近区域,北京新机场项目正在紧张有序地建设。作为首都的重大标志性工程,北京新机场项目同时也是京津冀协同发展的“桥头堡”工程,对供电可靠性要求很高。电网企业服务这样的重大工程,保障区域内的高可靠性供电,需要在规划上做足功夫。

国网北京市电力公司发展策划部专责李强告诉记者,目前,新机场的相关配套电力设施正在建设。根据规划,国网北京电力将在新机场地区建设“1+2+5”输变电工程,包括1座500千伏新航城变电站、2座(杨各庄、张家务)220千伏变电站和5座110千伏变电站,新增变电容量382万千伏安,今明两年将全部开工建设并陆续投产。

“对新机场内部分特级用户(空管区、航站楼等),我们将采用合环运行的网格化配网接线方式,供电可靠率将达到99.9999%,年户均停电时间不超过30秒。”李强说。

这样的电网规划取决于区域的特殊定位。李强介绍,北京新机场从规划时便被定位成超大型国际航空综合交通枢纽,机场终期旅客年吞吐量达到1.3亿人次以上,年用电量约8亿度,分别相当于现在首都机场的1.5倍和1.6倍。“预计机场终期完成后,机场及周边区域用电负荷将达到53.8万千瓦,也正是因为其重要的区域属性,国网北京电力按照A+类供电区域要求对新机场及周边区域进行了电网规划。”

李强所说的“A+类供电区域”出自《配电网规划设计技术导则》,这是国家电网公司配电网规划的纲领性文件,也是目前国家电网公司实行的企业标准。《配电网规划设计技术导则》根据各地不同的经济发展水平、功能定位及负荷密度,将供电区域分为A+、A、B、C、D五个等级,“具体到国网北京电力,A+类供电区域的供电可靠率要达到99.9999%。”李强解释道。

在采访过程中,记者了解到,99.9999%的供电可靠率对于北京而言并不陌生。除新机场外,位于通州区的北京城市副中心,其配套电网的供电可靠率也将达到99.9999%,超过巴黎、东京、新加坡等现代化国际大都市的供电水平。

更高的供电可靠率,也意味着需要更为先进的电网技术。

在北京,以天安门广场为中心的6.7平方公里的区域是首都政治供电核心区,99.9999%的供电可靠率在这里早已实践多年。“为实现政治供电零闪动的目标,我们在A+类供电区域的基础上,建立A++区域电网规划原则。该片区域内的配电网自动化等技术均处于世界领先水平,即便在极端情况下,只要北京电网任意一个220千伏分区有电,政治供电核心区的电力供应都会保持正常。”北京城区供电公司政治供电核心区运营中心工作人员张雪告诉记者。

而除了在规划上下功夫、技术上不断取得新突破外,无数电网员工的默默奉献和坚守,也是高水平供电可靠性得以保障的重要因素。

事实上,随着近年来供电水平的不断提升,99.9999%的供电可靠率也逐渐出现在了除北京外的其他城市。去年,举世瞩目的G20杭州峰会顺利召开,在以峰会主会场为中心的供电区域内,供电可靠率同样达到了99.9999%。为了实现这一目标,国网浙江省电力公司在保电人员方面投入巨大,3.4万保电人员24小时不间断的值守巡护,保证了G20杭州峰会期间供电的万无一失。

未来电网的新方向

供电可靠率的不断提升,既对电网提出了新的要求,也明确了未来电网发展的新方向。

在现阶段电网发展的基础上,未来电网将进一步提升区域内的供电可靠性,同时最大限度地缩短故障抢修时间。这是一个不断提升的过程,也体现出未来电网在供电可靠性方面的无限潜力。对此,上海浦东供电公司指标专职沈怿烨深有感触:“近年来,国网上海市电力公司在浦东沿江10平方公里核心区域内,打造世界领先水平的电网示范区。从2014年到现在,该区域内的供电可靠率从最初的不到99.99%,提高到了如今99.9994%的水平,年户均停电时间不超过5分钟。而在未来,该区域内的供电可靠率将会达到99.9999%,甚至达到99.99999%(‘7个9’)的远景目标。”

“6个9”甚至是“7个9”,要实现这一目标,意味着电网必须拥有更高的配电自动化水平。举例来说,如果供电可靠率在未来达到了99.99999%(‘7个9’)的水平,区域内客户的年户均停电时间将不超过3秒,这便意味着出现供电故障后,配电网可以通过一系列自动化手段迅速“愈合”,普通用电客户几乎感觉不到这一过程。对于电网的自动化水平要求之高,可想而知。

需要注意的是,目前“6个9”的供电可靠率只出现在了北京、上海等国内重要城市的重点区域,在未来,这样高可靠性的供电服务将使更多用电客户受益。在天津,滨海供电公司正在天津自贸区打造世界一流智能电网,电网设备标准化率、配电自动化覆盖率均达到100%,供电可靠率达到99.9995%,年户均停电时间不超过3分钟;在山东,济南、青岛两地也要在“十三五”期间建设城市核心区高可靠性示范区,实现供电可靠率99.999%。可以肯定的是,未来,中国将有越来越多的地域拥有更高水平的供电可靠性。

相关专家曾对高供电可靠率的普及做了研究分析,从理论上说,“5个9”“6个9”这样的高可靠性供电有可能在城市配电网或农村配电网中普及。不过,电网供电可靠率的提升还需要考虑电网的经济性、地区经济社会发展水平、功能定位等诸多因素。“99.9999%的供电可靠率固然理想,但并不一定适合每一个地区发展的实际。”刘伟表示,目前国际上有些国家实行的可靠性电价机制,便是一种较为科学的供电可靠性解决方案。“需要高可靠性供电的客户,可以付出更加高额的电费,这样的灵活机制,可以提升电网的发展效率,有效避免资源浪费。”

其实,未来电网的发展远不止供电可靠率这么简单。在刘伟看来,供电可靠率只是衡量电网发展水平的若干指标之一,在普通客户日常的用电生活中,还可以从很多方面感受到电网的发展与进步。未来,电网还需要在智能化、自动化、增加客户便捷度方面有所提升,这也是国家电网公司打造世界一流智能电网的新方向。

信息来源:《亮报》