1 概述
设立雄安新区，是以习近平同志为核心的党中央做出的重大历史性战略选择，是深入推进京津冀协同发展的重大决策部署，是千年大计、国家大事。国家电网公司研究提出将雄安新区电网打造成为“绿色低碳、友好便捷、智慧高效、坚强可靠”的国际一流智能电网的发展目标，使雄安新区电网成为大型城市电网示范的旗帜、智慧城市配用电系统的标杆、供电服务优质普惠的典范、能源消费清洁高效的品牌，主要指标达到世界领先水平。
目前，传统配电网存在的问题主要包括3个方面：一是可靠性指标较低，不满足雄安新区起步区供电可靠性达到6个9（99.9999%）的要求。传统配电网网架结构薄弱、自动化水平低、设备技术性能落后、停电检修时间长，供电可靠性指标与世界先进水平仍有较大差距。二是线损较大，不符合绿色低碳发展目标。受管理水平、技术水平以及设备性能落后等因素影响，传统配电网线损率指标仍然较高。三是运行模式为单向供需模式，不符合智能电网发展趋势。传统配电网基本是以供方主导、单向辐射状供电为主，它与输电网、用户之间是自上而下的单向供需关系。随着分布式可再生能源、储能技术和智能微网的不断发展，以分布式能源和微电网为重点的多种电力供应系统将会逐步改变传统配电网的基本功能，配电网与输电网、用户之间形成双向、互动的供需关系。传统配电网无论是网架结构还是自动化水平都不能满足多电源、双向潮流、环网供电的要求。
针对雄安新区电网高起点、高标准、高质量的要求，对于传统配电网存在的突出问题，需开展配电网网架结构、供电模式和装备水平等专题研究。本文通过分析国内外配电网技术的发展潮流和研究热点，着重从坚强网架结构、智能配电系统、智能配电装备、智能运维技术等方面对雄安新区电网建设进行研究。
2 坚强网架结构
根据雄安新区发展需要和可靠性要求，确定协调发展、安全坚强的网架目标，需选用可靠性高、技术成熟的网架结构，通过对比国际先进配电网网架结构，考虑新区特点，兼顾经济效益分析、电网经济性和可靠性，可选择新加坡“梅花”状网架结构。
500kV电网形成双环网，220kV电网形成相对独立的供电分区，区内成环，区间相互支援，符合N-2原则。10kV配电网参考新加坡以变电站为中心的“梅花”状网络接线，即每座变电站由双电源主变并联运行，变电站每两回出线构成环网，闭环运行。不同变电站的花瓣间布置备用开关，开环运行，两个环网之间的联络处为最重要的负荷所在，每个花瓣状配电网的负载率控制在不超过50%，充分考虑N-1原则，重要用户实现N-2原则。为了满足运行需求，线路站点上都配置断路器和光纤纵差保护，当线路任一段发生故障时，其两端线路保护动作切开故障区域，线路的非故障区域不受任何影响。这种“梅花”状网架结构特点是合环运行，依靠全站点配置断路器和光纤纵差保障电网安全稳定运行，供电可靠性非常高，但线路较长，投资较大，对于雄安新区要求供电可靠性高的地区可以应用。
图1 新加坡“梅花”状网架结构示意图
3 智能配电系统
随着大量分布式电源、多元负荷并网，配电系统将发生根本性变化，配电网将从单纯的电力分配网络，向服务终端能源消费的能源信息一体化综合基础设施扩展。各类分散的智能终端、新能源设备、用电设备逐渐接入配电系统，形成能源、信息、业务双向流动网络，配电网从电网本体拓展到包含能源转化和利用的智能系统，配电网的结构形态、设备形态、运行形态、运维模式都面临一系列技术创新需求。
为适应配电网功能发生深刻变化，积极开展智能配电系统应用研究，实现智能配电自动化系统。数字化测量：开展智能变电站测试技术研究，实现设备信息数字化测量，为实现配电网信息化提供数据基础；状态可视化：设备在线状态和电网运行状态能够实时观测；控制网络化：通过网络控制和管理电网各种运行设备；信息互动化：达到电网物理系统与信息网络高度融合，现实电网经济层、信息层和物理层之间的实时互动；结构和功能一体化：优化配网设备功能，实现系统与设备的有机结合。
图2 传统配电网和未来配电网示意图
一是坚持“可靠性、安全性、先进性”原则，建设智能配电自动化系统，实现配电网智能故障处理、智能自愈，支撑各层级数据纵、横向贯通以及分层应用，支撑配电网状态感知、数据融合、智能决策。
二是建设统一云平台，打造能源供应中枢神经系统和互联网交易平台。利用云存储、云计算、大数据等技术，在生产、传输、存储到消费的全部环节，实现配电网全业务数据的可视化展示、在线分析和辅助管理，实现风险预警和薄弱点透视，支撑配电网状态感知、数据融合、智能决策，为配电网精益管理和精准投资奠定基础。
三是建设源网荷协调控制系统，主动应对雄安新区分布式电源、多元负荷快速广泛应用所带来的系统运行复杂性，实现网-源-荷-储协调控制，提升电网运行的自动控制水平，保障电网整体安全、可靠、优质、经济运行。
4 智能配电装备
围绕在雄安新区建设智能、高效、可靠、绿色电网的要求，按照“成熟可靠、技术先进、节能环保”的原则，优先选择技术成熟、质量可靠的设备，加强智能配电装备研究及应用。
一是落实资产全寿命周期成本理念。优先选用国内外知名企业技术成熟、质量可靠的设备，确保电网主要一、二次设备在全寿命周期内不进行改造。广泛采用技术成熟、低损耗、免维护、可扩展功能的设备，实现设备节能降耗和周围环境协调。严格设备选型一步到位，设备选型和配置应有利于设备状态检修和不停电作业。
二是加强智能配电装备研究及应用。在经试点验证技术成熟、设备可靠的基础上，在雄安新区积极开展新技术、新材料、新设备的应用，推行设备模块化、接口标准化、功能一体化，提升设备本体的智能化水平。智能配电装备主要包括变电站、台区、线路等环节的各类智能变压器、智能配电开关、智能互感器以及智能终端等。
智能配电装备应集常规的数据测量、保护和控制等多功能为一体，采用数字传感器、电子互感器，具有状态感知、逻辑判断和数据传输的功能，为配电运行自动化控制、配电设备优化检修等提供决策支持。
智能配电装备应符合一体化设计原则，具有一二次融合、功能模块化、接口标准化等特点，主要包括智能配电台区技术、智能配电开关一二次融合技术、智能互感器技术、即插即用的智能配电终端技术、自适应符合的配电变压器技术等。
5 智能运维技术
积极推动雄安电网差异化状态检修和带电作业，在各个变电站之间采用高速宽带通信系统，利用智能监控设备进行自适应控制，减少电能质量问题，提高供电可靠性。
一是提高综合管廊和电缆管廊运维水平。利用电缆感温光纤和测温接头、隧道环境监测装置、变电站在线监测装置、隧道无线通信系统等，在综合管廊和电缆管廊建设电缆及隧道状态监测系统，完善设备状态检测体系，实现隧道环境状态和电缆运行工况的实时监测、动态评估和灾害预警。
二是应用小型化导航智能巡检机器人和无人机巡检技术，建立具备巡检设备自动定位和跟踪、巡检的全过程数字化记录、在线智能诊断缺陷等功能的智能巡检系统，对输变电设备进行无人化巡检。
三是加强带电作业技术推广和应用，实现“能带电，不停电”检修作业，提高供电可靠性指标。
6 结语
雄安新区是绿色智慧新城、创新开放高地，电网建设需充分考虑“互联网+”技术与能源产业深度融合，微电网和综合能源供应等新课题，实现网架再优化、装备再升级、功能再提升，吸收最领先的理念、应用最先进的技术，为雄安新区提供智能、高效、可靠、绿色的电力保障。
参考文献
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（作者王晓晖系国网河北省电力公司电力科学研究院高级工程师）
