變壓器容量測試儀新技術應用策略的探討
當前建設堅強智能電網(wǎng)已成為國家電網(wǎng)公司今后十年持續(xù)快速發(fā)展極為重要的重要戰(zhàn)略部署,國內(nèi)外對此給予了高度關注。2009年5月特高壓輸電技術國際會議和高壓直流輸電技術委員會**會議在中國召開,國家電網(wǎng)公司**向世界公布了智能電網(wǎng)的發(fā)展計劃:“2020年建成統(tǒng)一的堅強智能電網(wǎng)”[ 1 ] ,供電企業(yè)將為此作出積極努力。但發(fā)展智能電網(wǎng)投資巨大,而從事的智能電網(wǎng)從初級階段到**階段不斷發(fā)展的過程,不能一蹴而就[ 2 ] 。智能電網(wǎng)的實現(xiàn)須有堅實的基礎技術和功能,涉及電力設備、量測和通信系統(tǒng)、信息化系統(tǒng)、決策與控制理論,涉及智能控制中心、智能變電站、智能需求側管理[ 3 ] 、智能配電網(wǎng)[ 4 ]等很多方面。建設堅強智能電網(wǎng)將對電網(wǎng)新技術的研發(fā)和應用提供更大的發(fā)展空間。但是,從哪些技術層面以及采取怎樣的策略來指導智能化電網(wǎng)的工作成為問題的關鍵之一。應當結合實際的情況,結合國網(wǎng)公司發(fā)展的總體部署,提出符合自身特點發(fā)展地區(qū)電網(wǎng)智能化應用和發(fā)展綱要,突出供電企業(yè)在技術應用和運行方面的優(yōu)勢。其中,基于現(xiàn)有技術和配套社會經(jīng)濟發(fā)展,從局部到整體逐步推進電網(wǎng)智能化進程的策略尤為重要。這里主要探討在建設堅強智能電網(wǎng)中,供電企業(yè)能夠重點研究開展的一些新技術領域的應用策略,包括急需開展的輸配電線路的智能化技術應用、配電網(wǎng)自動化初級階段的監(jiān)控技術應用、數(shù)字化變電站及其集中在線監(jiān)測技術、調(diào)度智能化的初步實踐應用、光纖通信及信息化技術、需求側管理等幾個主要方面。
1 輸配電線路和電纜在線監(jiān)測技術
特高壓、超高壓領域應用的電力電子技術,科技含量高,其應用地區(qū)也局限在部分地區(qū),而且大都由超特高壓專門機構運行管理或建設,這個領域是建設堅強智能電網(wǎng)的重要關注點,但一般供電企業(yè)涉足不多。作為供電企業(yè)和研發(fā)單位卻可以發(fā)展220 kV /110 kV及以下電壓等級的輸配線路、設備和電力電纜涉及智能化方面的科技應用,研究技術集成技術,總結智能化應用經(jīng)驗,比如:
輸電線路光纖在線監(jiān)測預警技術,提高巡視線路和故障查找的效率,解決和預防覆冰或線路故障,也解決電力線路在科技應用手段上相對比較薄弱的局面。該技術適用于山區(qū)、水域、沙漠等輸電線路開展無人區(qū)遠距離光纖在線監(jiān)測應用,體現(xiàn)各地區(qū)的自然特性和線路維護管理特點。發(fā)展電力電纜在線監(jiān)測技術應用。重點在大型城市,特別是省會城市供電企業(yè)開展,這些城市供電企業(yè)通常擁有大面積、超長度的電力電纜和隧道運行維護工作量等特點。電力電纜在線監(jiān)測技術具有廣闊的應用前景。
2 變壓器容量測試儀新技術應用策略的探討
雖然中國在配電網(wǎng)自動化領域中已經(jīng)有了十幾年的應用經(jīng)驗,但是總體效果并不理想,一些示范工程先后出現(xiàn)維護和應用技術問題而退出運行。今天重提配電網(wǎng)智能化,應重新審視配電網(wǎng)自動化的應用范圍和策略,而且宜在大中城市城區(qū)開展配電網(wǎng)智能化的初步應用。
配電網(wǎng)的智能化,必須分步實施,先從點再到線逐步開展:
首先建立地區(qū)統(tǒng)一配電網(wǎng)監(jiān)控中心,一些地區(qū)還可能需要建立配調(diào)中心。應先將配網(wǎng)中物理安裝位置相對比較固定的點,即開關站或環(huán)網(wǎng)柜等,進行二次系統(tǒng)改造,現(xiàn)階段可以借用變電站綜合自動化技術進行改造或建設,分別配以光纖通信,實現(xiàn)配電網(wǎng)監(jiān)控或調(diào)度中心對開關站進行實時監(jiān)控。本階段*基本也是重要的是把握建設配電網(wǎng)監(jiān)控中心模式和配電網(wǎng)監(jiān)控主站系統(tǒng)規(guī)模的策略。建議:建設集中監(jiān)控中心,便于精細管理,以后擴展較為有利;宜一次性按照3～6年的應用規(guī)劃水平年建設配電網(wǎng)監(jiān)控主站系統(tǒng)應用環(huán)境,便于整體功能規(guī)劃,其中優(yōu)先考慮對配電網(wǎng)點的SCADA 功能,也有利于節(jié)約整體項目投資。
在積累對配電網(wǎng)點監(jiān)控經(jīng)驗的同時也給自己留下深入研究和整理地區(qū)配電網(wǎng)如何整體實施自動化的時間。這個階段歸納起來主要完成:配電網(wǎng)SCA2DA以及實現(xiàn)與地區(qū)調(diào)度自動化系統(tǒng)的接口,將變電站10 kV信息采集進配電網(wǎng)。
**步,擴充規(guī)模,從點再到線,實現(xiàn)配電網(wǎng)調(diào)度的部分智能化功能。同時研究實現(xiàn)配電網(wǎng)系統(tǒng)與SG186系統(tǒng)接口、與配電網(wǎng)GIS互聯(lián)(接口)以及配電網(wǎng)自動化整體實現(xiàn)的問題。實實在在地在配電網(wǎng)的技術應用方面有所作為,而不至于理論脫離實際。扭轉目前許多地區(qū)配電網(wǎng)設備由于沒有信息采集手段來支撐遠方監(jiān)視運行工況,從而開關站維護巡視難以做到巡視到位、搶修反應較慢以及配電網(wǎng)調(diào)度運行主要靠用戶反饋信息和紙質(zhì)圖紙指揮生產(chǎn)的局面。
3變壓器容量測試儀新技術應用策略的探討
3. 1 數(shù)字化智能化變電站建設
這是討論熱烈、正在高速發(fā)展的領域,目前國內(nèi)示范工程幾乎遍及各個省區(qū)。雖然各地模式和建設原則尚未統(tǒng)一規(guī)定,但通過調(diào)研顯示其運行效果總體較好。雖然國內(nèi)的建設標準和檢測標準暫時未出臺,但基本認識比較統(tǒng)一,比如采用IEC61850,數(shù)字化光電互感等。數(shù)字化變電站技術的出現(xiàn),打破了一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)關于專業(yè)界面的傳統(tǒng)限制,事實上已經(jīng)涉及到供電企業(yè)生產(chǎn)管理體制整合上的問題,包括專業(yè)整合。供電企業(yè)必須盡快加入這些示范工程建設中,不斷積累經(jīng)驗推動數(shù)字化和智能化的發(fā)展。建議:如果新建數(shù)字化站,可以同時加入一次變電的新技術應用,比如GIS、HGIS與數(shù)字化設備結合的方式等。使變電站建設更加緊湊,技術綜合應用能力更高。大中城市供電企業(yè)通常已經(jīng)具備運行和維護數(shù)字化變電站的一些技術儲備,關鍵在應用。同時智能化同類產(chǎn)品之間、一次和二次方面也開始形成多系統(tǒng)和多形態(tài)百花爭艷的局面。小規(guī)模、專業(yè)化的研發(fā)應用將逐步走向大規(guī)模、集團化發(fā)展應用,走向多專業(yè)尤其是一、二次專業(yè)交叉復合型研發(fā)應用。標準化規(guī)范化建設貫穿了變電站智能化的全過程。
3. 2 變電站集中在線監(jiān)測
老舊和新建變電站均可以采用集中在線監(jiān)測這種技術,為一次變電設備的狀態(tài)檢修和綜合運行工況評判提供科學依據(jù),提高一次過程控制的能力。在線監(jiān)測集中監(jiān)測所采集的數(shù)據(jù)可以通過光纖方式與站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)通信或獨立組網(wǎng),傳送到狀態(tài)監(jiān)測中心。這個領域的研究發(fā)展雖然已經(jīng)走過了十幾年時間,但還處于初步發(fā)展階段,發(fā)展空間非常巨大。關鍵是光纖技術、傳感器技術以及分析、處理技術的進一步提高,還涉及到通信網(wǎng)絡技術的配套等。
4 調(diào)度智能化技術
中國地區(qū)調(diào)度自動化系統(tǒng)其應用功能大多比較豐富,具有幾十年成功運行經(jīng)驗的調(diào)度生產(chǎn)EMS,中國已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗,技術基礎儲備豐厚。可以預測,調(diào)度自動化可能是國內(nèi)智能化建設中率先達到智能化的領域之一,至少是應用比較成功的領域。其他方面如變電站自動化遠方監(jiān)控、電能量信息采集與處理、變電站視頻技術等也將圍繞調(diào)度自動化智能化的發(fā)展突出應用功能并進一步發(fā)展和完善。
但是一般供電企業(yè)EMS還僅僅是智能化的基礎而已,它還必須輔以其它相關系統(tǒng)的完善和配合,比如調(diào)度預警、調(diào)度生產(chǎn)可視化、變電站自動化(智能化變電站) 、光纖網(wǎng)絡化等配套才能比較完善,實現(xiàn)傳統(tǒng)EMS缺少自動跟蹤電網(wǎng)運行狀態(tài)、自動診斷電網(wǎng)問題、根據(jù)問題自動給出控制或調(diào)整建議以及在線暫態(tài)分析和電壓穩(wěn)定分析功能等。智能化調(diào)度需要在線預警系統(tǒng)的建立,地調(diào)自動化系統(tǒng)應當統(tǒng)一規(guī)劃網(wǎng)絡數(shù)據(jù)模型和可視化功能,實現(xiàn)在線**穩(wěn)定分析和**預警,提高調(diào)度的輔助決策能力。調(diào)度員不能繼續(xù)沿用經(jīng)驗和靠離線分析電網(wǎng)**的方式來調(diào)度電網(wǎng),必須依靠智能系統(tǒng)輔助分析和預警提示來控制電網(wǎng)**運行,達到調(diào)度目標。盡管省調(diào)以上調(diào)度領域已經(jīng)有些應用。但地區(qū)調(diào)度電網(wǎng)復雜性和**壓力實際上也相當大,需要研究應用的可能性。省會城市可以在省調(diào)和地調(diào)之間開展聯(lián)合預警,相互支撐,互聯(lián)的結果將會使在線預警分析系統(tǒng)的使用效率更高,更具應用價值。
5 變壓器容量測試儀新技術應用策略的探討
5. 1 光線通信
智能電網(wǎng)是將現(xiàn)代先進的傳感測量技術、通信技術、信息技術、計算機技術和控制技術與物理電網(wǎng)集成而成的新型電網(wǎng),需要**建設高速、寬帶、自愈的堅強電力信息通信網(wǎng)絡,支持多業(yè)務的靈活接入,為電力智能化系統(tǒng)提供即插即用的店里信息通信保障。因此,光纖通信在整個堅強智能化電網(wǎng)的事業(yè)中,起著十分重要的作用,智能電網(wǎng)領域都與之關聯(lián),智能化首先要通信暢通、通信堅強。包括:
光纖網(wǎng)絡通信到每座變電站和相關管理單位、部門;每條通道都能可靠自愈;超長距離光纜必須得到良好的維護管理,在線監(jiān)測和資源管理技術手段必須配套;對于實時系統(tǒng)的通信通道還需在光纖通信的基礎上完善調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡,為電能量采集系統(tǒng)、變電站自動化系統(tǒng)、各站各單位視頻系統(tǒng)等提供公共通道。光纖覆蓋率要做到企業(yè)全覆蓋、全自愈和智能化綜合網(wǎng)絡管理、資源管理。
5. 2 信息化技術
主要圍繞ERP、SG186工程開展,國網(wǎng)公司同步實施。但是,信息網(wǎng)絡的建設和完善需要進一步發(fā)展,主要應從網(wǎng)絡設備上**提升帶寬、覆蓋率和速率,配合各地區(qū)光纖傳輸通信骨干網(wǎng)絡的建設完善,組建起電力專用的堅強信息網(wǎng)絡物理鏈路層。其中專用骨干網(wǎng)絡的資源管理系統(tǒng)和方案涉及到電力系統(tǒng)專用的資源、保密等環(huán)節(jié),應當引入具有專門資質(zhì)為電力服務的集團企業(yè)進入該領域,提供系統(tǒng)專業(yè)服務,參與大企業(yè)的核心技術管理。
6 需求側智能化技術
在用戶側大量開展與用電有關的科技應用,是智能化電網(wǎng)重要的領域之一。智能化的結果就是讓用戶*終能夠感受到電力智能化的成果。國家電網(wǎng)也在積極開展用電智能化技術標準和實施方案的研究,比如需求側用電定制、集中或大宗用戶的智能化負荷管理與電能量采集與電費交易的智能化和個性化等。智能化管理涵蓋智能化抄表、計量智能化。逐步建立**量測體系包括智能電表、通信、電表數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。實現(xiàn)智能需求側管理包括用電狀況收集、需求側/電網(wǎng)雙向通信、實時電價響應、智能家電控制、虛擬電廠和微網(wǎng)控制、防偷電等任務等。這些內(nèi)容需要在一個地區(qū)整體研究并制定實施計劃、調(diào)查分析地區(qū)用電分布尤其是地區(qū)特殊用電情況,研究可實施內(nèi)容,形成能夠分步實施的可行的需求側方案。需求側自動化和智能化管理的實施政策性很強,需要電力企業(yè)與地方政府充分銜接,并得到政策上的有力支持,共同推動智能化電網(wǎng)事業(yè)的進步,為民造福。
7 結 語
智能電網(wǎng)是一個前景廣闊的世紀工程,利國利民。智能電網(wǎng)的技術通過與電力生產(chǎn)的各項業(yè)務實現(xiàn)有機結合, 從而體現(xiàn)智能電網(wǎng)的優(yōu)越性能, 提高系統(tǒng)的運營績效。初級階段的技術應用策略應充分考慮本地區(qū)特點和研發(fā)企業(yè)的技術優(yōu)勢,因地制宜、統(tǒng)一規(guī)劃、分布實施。統(tǒng)一標準、**思路、革新產(chǎn)品。可以預料,智能電網(wǎng)將會極大推動電力科技應用和生產(chǎn)力水平的提高,書寫出令世人生活發(fā)生巨變的篇章。
