分布式光伏電源接入對中壓配網運維檢修安全生產作業的影響探討

鐘成元，陳祥平，方 勤，朱代發，甘新華，胡曉明

(國網安徽省電力公司岳西供電公司，安徽 安慶 246600)

分布式光伏電源接入對中壓配網運維檢修安全生產作業的影響探討

鐘成元，陳祥平，方 勤，朱代發，甘新華，胡曉明

(國網安徽省電力公司岳西供電公司，安徽 安慶 246600)

分析了在分布式光伏電源接入情況下的中壓配網的檢修風險特點，對應制定主要的應對措施，提出規范化分布式光伏接入配電網的檢修流程，制定了計及分布式光伏接入下配電網檢修工作的現場操作規范及安全監督體系。提出了基于物聯網技術的配網設備運檢智能化的設想，以運用先進技術手段降低和防范配網運維檢修人員的風險。

分布式光伏電源；配電網；電網運行

近年來，大量分布式光伏電源(Distributed PV)并網使傳統的中壓配電網由輻射式的單端網絡變成了多電源用戶互聯的多端網絡[1-2]，電力潮流不再是從變電站母線單向流向各用戶，在計劃停電檢修的區域內有可能會存在分布式光伏電源供電的孤島運行方式，造成給電網反送電，成為威脅檢修人員安全的新風險。此外，當前中西部地區中壓配網依然面臨設備老舊，防雷水平低，路廊內違章高桿植物清障困難，外力破壞導致線路跳閘、接地故障頻繁等問題，尤其是廣大的農村配電網，存在的檢修安全隱患會更多。

目前國內關于該領域的研究分兩大類，一類是研究分布式光伏發電接入柔性電網的建模仿真，雖有關于探討光伏電源接入對電網短路電流的影響分析方面的文獻，但主要側重于分析單相短路和三相短路電流的快速計算方法等； 另一類是從各類模型與計算機算法的角度加以研究，例如繼電保護的故障隔離算法、基于蟻群算法的分布式電源選址定容優化、改進粒子群算法對于保護靈敏度的改進等。而關于分布式光伏電源的接入對于配網的檢修運行影響與安全措施方面的系統性研究少，且偏于理論化，對于安全生產人員而言實際操作性不強。

本文研究注重解決生產中的實際問題，以期相關結論為運維檢修安全生產作業提供切合實際的借鑒和幫助。

1 含分布式光伏的中壓配電網檢修工作風險特點

(1)檢修、搶修安全措施復雜，作業風險大[2]。中壓配電網從傳統的通過中壓配電線路和配電變壓器向用戶提供電能的電網變成了含分布式光伏的有源配網，具有接線復雜、供電面廣、容量大、T接點多、電源點多、交叉跨越多等特點。這些特點，決定了含分布式光伏的中壓配電網在檢修、搶修過程中需要落實的安全措施繁多而復雜，作業風險較大。

(2)配電線路故障發生率高，運維、搶修工作量大。目前中西部地區農村中壓配網網架總體相對薄弱，普遍存在設備殘舊、老化，防雷水平低，線路保護區內違章高桿植物清障困難等情況，外力破壞時有發生，導致線路跳閘、接地故障頻繁，線路運維、搶修工作量大。

(3)中壓配電網基建任務繁重，作業風險密集。 “十三五”期間，為保民生，促發展，國家層面將進一步加大配電網投資，完善網架結構，升級改造落后地區的農村電網。因此大量的資金投入使得中壓配電網基建、技改任務繁重；而大量的光伏電源接入中壓配網，導致中壓配電網每年停電計劃多，停電頻繁，停復電計劃制定的低效率和高風險并存。

由于中壓配電網基建工程、大修技改的招投標分期進行，間隔時間過長，以及材料配送不及時等諸多因素影響，停電檢修計劃主要集中在下半年。在停電檢修高峰期，存在同一項停電計劃在同一條線路上多個施工隊多點作業的現象，因此作業風險密集度高。

(4)外包施工單位人員業務技能和安全技能素質良蕎不齊，給檢修作業帶來安全隱患。部分參與工程施工的施工單位技能水平偏低、安全意識淡薄，監理單位監管力度不足，與建設單位的相關部門溝通不充分，以致實際施工與工作票內容不相符、現場安全措施不滿足要求、習慣性違章和惡性違章行為時有發生。在面臨大量分布式光伏接入的實際中壓配網，檢修施工作業人員存在的安全風險相比傳統配網而言要大得多，而且風險隱蔽性強，給檢修作業帶來安全隱患。

(5)配電設備智能化程度偏低，檢修停復電操作時間較長。目前，大部分中壓配電網還沒有實現配網自動化，除了線路變電站內出線開關之外，線路上的開關、刀閘操作靠配網調度員電話指揮配電網運維人員來完成，智能化程度偏低，停送電操作耗時長。

結合目前中壓配電網運檢管理現狀可知，在配電網自動化尚未普及的情況下，中壓配網每年的運維檢修工作量異常龐大，加之中壓配網新增加了分布式光伏電源的運行復雜性，使得運維檢修工作量激增且安全隱患指數持續上升。

針對以上考慮分布式光伏電源的中壓配網運維檢修存在的風險特點，本文從規范檢修流程，加強現場安全監督體系，等方面提出改進措施，經電網公司實際應用后效果良好。

2 降低風險的措施

2.1 分布式光伏接入配電網檢修流程規范化

在分布式光伏發電系統接入配電網后，配電網的檢修工作流程與傳統的配電網檢修流程的根本區別在于新增的光伏發電設備(包括光伏板、逆變器、通信和其他配件等)、接入點的電氣設備(環網柜的進出線、斷路器、計量裝置等)、負荷轉移方案、停電檢修時分布式光伏的有源性所造成的安全威脅等方面，需要在檢修中統一考慮[3-4]。

10 kV配電網調度、檢修和營銷等相應工作組織同時亦需進行相應的調整，配電網調度部門需在停電檢修前根據檢修網絡結構和分布式光伏發電系統接入情況制定停電計劃，明確負荷轉移方案，在工作票中簽發各斷路器、分段開關等操作內容，操作人員則按配電網操作規程實地操作。

根據公開頒布的光伏發電系統接入配電網技術規定[5],分布式光伏發電系統并網后，產權分界設置在并網開關處，相應計量、維護分別由各方負責。電網公司負責對分布式光伏接入的公用部分進行維護，其中包括接入部分的斷路器、隔離開關、電纜線路和相應的通信設施等。在進行常規的設備巡視外，檢修部門還應對分布式光伏接入的公用部分進行巡視，及時上報缺陷，以保證配電網正常運行。用戶負責對其分布式光伏發電系統設備進行定期維護，也可由用戶與當地供電公司協商，簽署維護協議，由供電公司代為維護。

因此，隨著分布式光伏發電系統的普及，檢修人員應主動熟悉光伏發電設備的工作特性和檢修維護要求，電網公司檢修部門也需提前對檢修操作人員(運維檢修專責)開展相關專項培訓。

地市公司、縣公司運維檢修任務主要負責檢修計劃的制定、執行、監督。在具體實施中，檢修操作人員(運維檢修專責)除做好月度檢修計劃編制及停電的通知、解釋工作外，還應考慮協調DPV發電單位自身的檢修計劃，做好同時做好DPV發電單位停電的通知和解釋。在制定檢修計劃時，由于分布式光伏發電系統本身的檢修工作量較小，檢修周期長，對于容量較大、停電后會明顯降低地區可再生能源利用率的分布式光伏發電系統，可與電網公司的配電網同時進行檢修。對于計劃檢修項目，運維檢修部門最好提前一周左右時間向DPV發電用戶發送檢修計劃，并在檢修完成后向DPV用戶發送并網通知，最好是有專業人員到現場幫助恢復并網。

在涉及分布式光伏電源的停送電操作和檢修工作中，必須嚴格執行“兩票三制”，確保每項安全措施落實到位，保證作業人員在接觸電氣設備前設備“無電壓”，低壓設備使用試電筆測試，中壓設備確認接入電源必需有明顯斷開點并驗電。

2.2 分布式光伏接入配電網檢修工作的現場流程及安全監督體系

配電網檢修作業量大、人員分散，尤其是當前光伏并網點多面廣，接入電壓等級復雜，檢修工作安全監督如果做不到位，則很容易造成安全事故。為最大限度地防止檢修安全事故發生，本文基于檢修計劃制定完畢的前提下提出一套對于含光伏電源的配電網的檢修流程與安全監督的體系。體系框架內容如下：

第1步：辦理批準工作手續

(1)檢修班組提出工作申請;

(2)主管部門負責人批準。

第2步：現場勘察，首先由工作負責人組織相關人員現場勘察;編制組織措施、技術措施和安全措施，并報經批準。

第3步：申請停電，主要包括：填寫停電書面申請和審批簽字。

第4步：通知用戶相關內容

(1)確定停電時間，通知用戶;

(2)簽字并記錄停電時間。

第5步：通知光伏發電企業或者屋頂光伏居民用戶

(1)確定檢修時間段

(2)確定停電范圍

(3)通知光伏發電企業將光伏發電電源退出運行，并與電網安全隔離

(4)通知屋頂光伏居民用戶所在臺區做好該臺區內屋頂光伏居民用戶斷開并網點。

(5)確定停電范圍內的分布式光伏發電系統是否同時檢修

第6步：填寫簽發工作票、操作票。完成工作票、操作票及計劃(故障)搶修單的填寫與簽發。

第7步：召開班前會，主要進行內容如下。

(1)技術交底;

(2)安全交底，危險點分析;

(3)交代檢修工作任務、各個人員分工、明確工作班成員職責。

第8步：準備材料工器具

(1)所需材料齊全;

(2)安全工器具配備完好。

第9步：出發前檢查

(1)確認工作服穿戴整齊、安全帽系緊、扣牢;

(2)確認檢查參加施工人數、確認作業人員精神狀態及身體狀況;

(3)檢查所帶材料規格型號是否正確、質量是否合格、數量能否滿足本次檢修需要;

(4)檢查所帶工器具質量是否合格、安全可靠，數量是否滿足需要;

(5)再次向調度確認所開展檢修的臺區的分布式光伏電源或者其他分布式電源并網點基本情況，確保斷開退出；

(6)檢查交通工具是否良好，行車證照是否齊全。

第10步：停電操作與許可操作

(1)按倒閘操作票實施停電、驗電、掛接地線;

(2)對于存在分布式電源并網的檢修工作區域，應檢查分布式電源已脫網，在明顯斷開點處掛接電線；

(3)記錄班組名稱、人員、地點、接地線組數;

(4)許可開始工作命令并簽字。

第11步：宣讀工作票

(1)工作負責人接到許可命令;

(2)認真核對工作間隔、桿號、或其他檢修位置，確認無誤;

(3)交代工作任務，明確工作內容及工藝質量要求;

(4)交代安全措施，明確帶電點、危險點;

(5)明確人員分工及安全責任，按分組情況明確專責監護人;

(6)確認所有人員清楚任務、安全措施并簽字;

(7)工作負責人下令開始工作。

第12步：執行檢修工作任務

(1)工作負責人、監護人及工作班組成員在崗;

(2)檢修前再回顧檢查;

(3)檢修作業過程中安全監督查違章并及時制止。

第13步：檢查驗收

(1)檢修施工作業結束，工作負責人驗收、清理撤退現場;

(2)通知運行單位安全監督員進行驗收。

第14步：作業終結與恢復供電

(1)工作負責人檢查、清點工作班人員全部撤離;

(2)工作負責人向許可人匯報“檢修作業完畢，可以恢復供電”;

(3)工作許可人接到工作負責人的工作結束匯報后，檢查核對全部工作結束，做好記錄;

(4)按照操作票執行拆除接地線，恢復供電；

(5)通知光伏發電企業或者屋頂光伏居民用戶恢復光伏電源接網運行。

第15步：召開班后會，總結經驗和存在的問題，制訂改進措施。

第16步：資料歸檔，將檢修變動后的設備情況以書面形式整理歸檔。

關于作業現場的安全監督，建議監督人員作業前制作安全監督卡，檢修現場時手執監督卡，對照每一項，現場監督。符合規程的打對號，糾正后執行的打半對號，不符合規程或違章不聽糾正的停止作業。作業完成后監督人員辦理監督工作終結報告，做出個人監督總結報告，并與監督卡一起交本公司安監部門存檔管理。

2.3 基于物聯網技術的配網設備運檢智能化設想

配電網檢修、巡線工作在電網系統中的地位舉足輕重。其工作效率、工作質量對電網的安全性、可靠性和穩定性等都有直接的影響。針對目前含分布式光伏電源的配電網檢修、計劃巡線工作的難度性大、任務多、效率低的特點，充分利用科技手段提高工作質量和效率，降低運維檢修風險。

設想將物聯網技術[6-7]引入含分布式光伏電源的配電網檢修工作中。實現配電網設備的運檢智能化，從根本上提高配網運檢質效，并有效降低檢修風險和事故。電網設備的運檢智能化是指電網能實時掌控關鍵設備的運行狀態，在盡量少的人工干預下及時發現、快速診斷和消除故障隱患，快速隔離故障，實現自我恢復，使電網具有自適應和自愈能力，提高設備的可靠性和利用率。

目前國內外對于電網設備運檢智能化研究任然處于起步階段，缺乏對于電網設備的運檢智能化系統性研究，相關核心技術不夠成熟完善，例如，缺乏基于多源信息融合分析的智能狀態評估模型，先進的智能決策模型，成熟的物聯網技術和云計算技術等。

運檢智能化的內容設想：

(1)利用電子或光纖傳感器、微處理器和數字通信技術，對設備運行狀態，設備健康水平進行狀態觀測，實現狀態可視化。

(2)采用標準協議，借助快速通信網絡，將狀態信息上傳至各控制層，在一定的智能控制層，按照最優控制理論和算法，形成控制信息和決策，再回饋到設備，完成設備動作。

(3)實時進行監控、決策和動作行為，實現電網互動化，實現優化控制和堅強自愈。

提高電網設備運檢智能化水平涉及到規劃、設計、建設、運行、調度及生產管理等環節，并綜合以下四個方面的技術。

(1)物聯網和大數據技術的應用；

(2)設備信息的感知和一體化融合技術；

(3)基于多源信息融合的智能狀態評估和診斷技術；

(4)運行風險控制和安全預警的智能決策技術；

以上僅從物聯網技術角度提出設備運檢智能化應用的構想，目前國內尚沒有成熟的技術應用，物聯網技術以及人工智能技術在配網運行檢修方面的運用都還處于探討研究階段。

3 結語

本文所述的運維檢修風險防范措施，即將應用于分布式光伏接入量大的某地區電網公司的實際檢修工作，經過實踐檢驗后將進一步補充和完善所提出的研究內容；并在下一步的研究工作中將就智能化檢修計劃的制定和運檢智能化的實現開展深入探究，為降低計及分布式光伏的中壓配網運維檢修風險提供相應的智能化措施參考。

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DiscussionontheInfluenceofDistributedPVAccessonSafetyProductionOperationofMediumVoltageDistributionNetwork

ZHONG Chengyuan，CHEN Xiangping,FANG Qin，ZHU Daifa，GAN Xinghua，HU Xiaoming

(State Grid Anhui Electric Power Company Yuexi Power Supply Company Anhui Anqing 246600)

This paper Analysis of distributed photovoltaic power supply access under the case of medium voltage distribution network maintenance risk characteristics, corresponding to the development of major response measures, which proposed a standardized distributed PV access distribution network maintenance process, developed to take into account the distributed photovoltaic connection Into the distribution network maintenance work on-site operating practices and safety supervision system. And put forward the envisioning idea of the distribution equipment based on the Internet of Things technology to use the advanced technology to reduce and prevent the risk of the network maintenance personnel in order to provide some reference for the operation and maintenance department of the grid company.

distributed photovoltaic; operation and maintenance; maintenance process&safety supervision

10.11973/dlyny201705038

鐘成元(1974-)，男，碩士，高級工程師，從事供電企業管理工作。

TM61

B

2095-1256(2017)05-0648-05

2017-09-21

(本文編輯：楊林青)

電力簡訊

《微電網接入配電網測試規范》正式發布

8月9日，中國電科院牽頭編寫的《微電網接入配電網測試規范》正式發布。在國家大力推進能源供給側結構性改革、積極推進并網型微電網建設的背景下，該標準的發布和實施，對于促進并規范微電網健康有序發展具有重要意義。

GB/T 34129《微電網接入配電網測試規范》規定了微電網并網測試條件、測試方法以及測試報告等技術要求，適用于接入35kV及以下電壓等級配電網的新建、擴建及改造微電網的并網測試。該標準為驗證微電網并網性能提供了規范性支撐，為微電網設備生產商、使用者以及運營商評判并網型微電網的性能和質量提供了依據。微電網是分布式電源友好并網的一種有效技術解決方案，在促進風能和太陽能等可再生能源的就地開發利用、提高清潔能源利用效率、解決偏遠地區電力供應問題方面的作用日益凸顯。國家也在大力推進以可再生能源為主、分布式電源多元互補的微電網應用示范工程建設，今年國家發改委和能源局先后公布新能源微電網示范項目名單、印發《推進并網型微電網建設實行辦法》，我國微電網的發展已從理論研究的試驗驗證階段進入國家層面的示范推廣階段。GB/T 34129《微電網接入配電網測試規范》的發布和實施，將促進微電網產業的規范有序發展。

(本刊訊)