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“智能电网时代”离我们还有多远(2)

北极星智能电网在线  来源:电气中国    2012/4/12 17:20:01  我要投稿  

问题重重

通俗来说,所谓的智能电网即是通过传感器把各种设备、资产连接到一起,形成一个客户服务总线,对信息进行整合分析,以此来降低成本,提高整个电网的可靠性,使运行和管理达到最优化。

一直以来,智能电网的特点可用以下几个词来概括: 自愈、互动、优化、兼容、集成。其关键技术包括发电技术、输配电技术和售用电技术。发电技术部分,目前有可再生能源发电技术,如太阳能、风电、地热、潮汐和生物质,还有分布式发电和储能技术。除传统的供电服务业务外,智能电网也为电气企业拓展业务领域,为以服务创新带动业务转型提供了可能。

西安高压电器研究院副总工程师游一民认为,目前中国对于智能电网的诉求多而杂,但数字化、信息化一定是未来智能电网发展的重点。

具体而言,我国发展智能电网主要是由于能源资源分布不均,负荷快速增长,此外,电源结构以煤为主,调节能力不足,而且节能减排已经成为关注的重点。减小碳排放,保护环境,接纳风电等大规模可再生能源。满足快速增长的负荷需求,加快电网的建设和改造。加大电网,特别是配电网的投入。建设西电东送通道,加强电网跨区互联,解决调峰能力不足问题。提高供电可靠性和电能质量。“现在看来,电网仍是最保守的行业,所以未来的发展空间一定很大。”

而作为智能电网建设的重要一环,智能变电站的建设显然已超前于其他环节。

所谓的智能变电站即采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备,以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求,自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能,并根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。

智能变电站主要由设备层、系统层组成,与传统变电站最大差别体现在三个方面:一次设备智能化、设备检修状态化,以及二次设备网络化。数据显示,“十二五”期间,国家电网公司将在全国建立5000座左右的智能变电站。2016~2020年,还将建设7700座左右的智能变电站。

据游一民介绍,目前智能变电站主要由三部分组成,其一是变电站的数字化和信息化,其二是智能一次设备,其三是高级应用。“高级应用是个锦上添花的事情,而真正的关键的比较难的核心部分还是智能一次设备。主要还是现在一些装置的可靠性存在问题,比如现在一些电子式互感器的可靠性问题还比较多。”

有媒体报道称,去年12月初,黑龙江七台河市北兴农场刚建成的北兴220kV变电站在调试过程中,电子式互感器内部绝缘被电击穿,发生爆炸。

北兴220kV变电站是国家电网公司建设智能变电站第一批42个试点项目之一,也是中国首座高纬度高寒地区智能变电站建设试点。该项目总投资7319万元。而北兴220kV智能变电站的电子式互感器爆炸事件,并非个别现象。

据了解,自去年秋季以来,首批建成的示范智能变电站项目中核心元器件之一的电子式互感器接二连三被击穿,发生爆炸事件。湖南、云南、福建等地的智能电网变电站均发生过互感器爆炸事件,涉及到的电子式互感器生产厂家有南瑞、西安华为、新宁光电等。

在接受本刊记者采访时,一位国家电网公司内部人士证实了这一消息。

“此类产品可靠性出现问题主要源于抗环境能力。实现可靠性抗环境能力的重点主要是装置的设计和制造,因为原来的控制单元主要是控制,现在下放到产品后,一次侧的环境要比原来恶劣的多,对产品要求很高。”游一民指出。

资料显示,国家电网公司曾对所有建成投运的智能变电站电子式互感器暴露出的问题做过统计,故障率高达5%。

为此,国家电网公司曾在2012年1月13日发布了《关于切实加强电子式互感器运行管理的通知》,该文件称:“近年来,随着公司智能电网的发展,已有近2000台各种类型的电子互感器投入运行。运行情况表明,由于部分厂家设计能力不强,工艺控制不严,试验检测装备不完善,在运电子式互感器的故障率远高于传统互感器,对电网安全运行造成了一定影响。”

该文件要求下属的各运行分公司,“当继电保护装置不进行整体或大部分改造时,不宜将互感器更换为电子式互感器;基于现阶段电子式互感器的成熟度和性价比,暂不宜对35kV及以下互感器进行数字化改造。”业内人士对此解读,国家电网公司的态度是目前电子式互感器技术上尚不成熟,出于安全考虑,有些不需要更换新型电子式互感器的则尽量不换,传统互感器性能稳定、可靠性强,在某些项目上将会优先选择。

除了涉及在线监测、互感器等产品的可靠性之外,智能电网所必然导致的一次、二次设备的融合也为电气设备的研发、制造、检测提出了巨大考验。

“一次设备升级为智能电力设备,二次设备升级为智能控制单元,二者的融合是革命性的变化,但这也使一次和二次设备质检没有明显的界限。”游一民告诉记者。

据了解,目前产品智能化过程中,一、二次设备划分界线趋于模糊,导致在多个智能电网工程示范中二次设备厂家对其在电网智能化建设中角色的偏颇,一旦出现问题,责任界定很困难。

“很多设备虽然通过是型式试验,但是在实际运行到智能变电站上还是会出现很多问题,现在一旦出现问题,必须一次、二次设备供应商全部到场,逐个排查事故原因,但即便是这样,互相推诿的事情也时有发生,故障处理过程搞得很麻烦。”上述国家电网公司内部人士告诉记者。

随着智能电网工程的推进,无论是电网公司还是设备的研发、制造企业,都将面临更为深刻的课题。

智能电网的设备研发需要更多的资金和与技术储备,而现如今这又恰恰是国内企业极为缺乏的。“现在很多智能化产品要依靠可靠性研究,进一步提高产品质量,如此深入下去涉及的都是基础研究、材料研究和一些非常关键工艺的研究,这些都是基础研究,我们在此方面的积累显然是不够的。”在接受记者采访时一位业内专家表示。

“目前智能变电站的问题比较多,所以应该有个比较慢的推进过程,需要更多的改进。在考虑智能电网建设与改造时,要首先对电网企业的业务流程进行梳理,业务变革和管理变革要先行,从条件比较成熟的地域和业务着手。对于输电网的智能化,应有条件地选择性试点,并与新建和改造紧密结合。”该专家指出。

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