南方电网琴韵变电站 关键技术国际领先
本文摘要:在经过数不清的加班、熬夜之后,南方电网广东电网公司珠海供电局220千伏琴韵变电站智能运行控制关键技术研究与应用项目攻关团队成员们...
  在经过数不清的加班、熬夜之后,南方电网广东电网公司珠海供电局“220千伏琴韵变电站智能运行控制关键技术研究与应用”项目攻关团队成员们终于盼来了好消息:经我国电力行业最高级别专家组鉴定,该项目成果被一致认为整体达到国际先进水平,其中的不停电检修等关键技术达到了国际领先水平。
 
  作为南方电网首个3C绿色变电站(3C指“计算机技术Computer”、“通信技术Communications”、“控制技术Control”),220千伏琴韵变电站扮演着南方电网推进智能电网建设的探路者角色,其智能运行控制技术成果获评国际领先,标志着南方电网在智能变电站的运行维护上取得重大突破,也标志着珠海的智能电网技术走在全国前列。
 
  在“生态文明新特区、科学发展示范市”发展定位的统揽下,珠海正着力打造符合生态文明导向的产业体系。今年1月,珠海市与广东电网公司、南网能源公司分别签署战略合作协议,携手推动智能电网建设和打造新能源开发示范市。以琴韵变电站为切入口,珠海供电局在智能电网产业、分布式能源研究、新能源运用等方面开展了卓有成效的工作,成为珠海打造新能源示范市的排头兵。
 
  填补十项国内外技术空白
 
  琴韵变电站是南方电网首个全方位采用“3C绿色电网”标准建设的变电站,该电站在设计建设中采用了智能化一次设备、网络光纤化二次设备、视频与作业联动监控、光伏发电清洁再生能源等多种技术,是南方电网推进智能电网建设的示范项目。
 
  目前,国内电力领域的设备生产商或科研院所都加大智能电网研发力度,有不少新设备、新技术出现,但在智能运维领域存在研究空白。“就像机器一样,光有零件还不行,要将这些零件有机地集成起来系统才会发挥整体的功能。智能变电站里先进的设备和技术如何在实际的电网运行中进行无缝整合,从而发挥整体效用?如何维护,进而提高供电的可靠性?这些问题更为重要。否则这些设备就发挥不了1+1>2的作用,琴韵变电站的智能控制运行技术的关注点就是智能变电站的运行和维护。”珠海供电局副局长胡志广说。
 
  据了解,琴韵变电站的智能运行控制技术通过计算机、通信技术和电网控制技术的结合,首次提出了20kV智能环网控制算法、信息流全回路动态跟踪技术、SMV采样值在线诊断技术、变电站静态组播网技术等十个方面的技术创新,这些创新均填补了相关的技术空白,降低了变电站的故障率,提高了供电的可靠性,也为智能变电站的运营维护提供了许多借鉴。
 
  以不停电检修为例,传统的变电站进行检修工作通常要断电进行,影响了供电的稳定性。“而通过新技术的运用,琴韵变电站可以在不停电的情况下,运用数字化技术预判设备可能存在的隐患,及早对其进行处理,大大降低设备故障率,确保供电的稳定可靠。”项目攻关组负责人、珠海供电局电力调度中心副主任邹国惠说。
 
  经济社会效益可观
 
  想像一下,在一个变电站里,不需要人工,通过数字化系统就可以模拟“专家”的角色,对变电站的设备进行24小时不间断的检测和诊断,从而减少人力成本。这种智能化梦想正在琴韵变电站变成现实。
 
  按照传统的方法,对变电站设备的检修多由资深技术人员或专家来进行,这种方法难以做到24小时不间断地对设备进行维护。而在琴韵变电站,安装了众多参数传感装置,系统就像人一样“智能”地对设备进行监测,不再需要技术人员动手,系统就能实时监测设备的运行状态及健康状况,实现设备由“例行检修”向“状态检修”的转变。
 
  此外,作为南方电网绿色智能电网的示范枢纽,琴韵变电站本身就十分“绿色环保”,在建设和运行过程中,注重引入绿色建筑、绿色照明、雨水回收、光伏系统和微电网技术等,并从建筑材料、设备的设计、施工等各方面采取节能措施,极大地减少了大气污染,为珠海的“生态文明示范市”建设再添亮丽一笔。
 
  ■链接
 
  琴韵变电站十大创新
 
  ●在琴韵变电站运维过程中,珠海供电局在国内外首次提出20kV智能环网控制算法,实现基于动态检载的母线复电技术,满足20kV母线失压后的快速复电需求。
 
  ●首次提出信息流全回路动态跟踪技术,实现对任意智能设备信息流的上行、下行追踪功能。
 
  ●首次提出SMV采样值在线诊断技术,实现对电子互感器的动态智能评价。
 
  ●首次在智能变电站应用静态组播网技术。
 
  ●首次提出并实现设备运维多维度驾驶舱平台技术。
 
  ●首次实现基于网络的站域孤岛保护和微网技术。
 
  ●首次提出并实现在线防误、顺序控制和过程可视化三者融合的智能操作技术,使变电站倒闸操作简便、高效、可视。
 
  ●首次实现自适应工作票工作地点的视频电子围栏技术。
 
  ●首次实现变电站设备的热像测温故障断面自动截图功能,实现了报警断面热像图共享。
 
  ●首次实现故障录波与网络分析一体化集成应用,首次采用创新的神经网络及专家系统结合的故障诊断算法。
 
  ■纵深
 
  珠海供电局:
 
  建设新能源示范市的排头兵
 
  2012年,珠海正式启动全国生态文明示范市的创建,在生态经济、生态文化、生态制度、生态环境等多方面进行探索。其中,智能电网产业、新能源产业等是珠海生态经济发展的重要内容。
 
  今年1月,珠海与广东电网、南网能源公司进行签署战略协议,按照协议,双方将通过推进智能电网的建设和新能源技术的开发利用,调整优化珠海能源利用结构,将珠海打造成国家级的新能源示范城市和清洁能源基地。
 
  据了解,在双方的合作推进过程中,珠海供电局扮演关键角色。目前,除了通过琴韵变电站推动珠海智能电网产业发展外,珠海供电局还专门成立了新能源研究小组,分七个领域对珠海新能源的开发利用进行研究,同时制定了推动横琴智能岛建设、分布式能源发电、配网自动化等六大举措助推珠海生态经济的发展,成为珠海建设新能源示范市的排头兵。
 
  系统探索新能源应用
 
  按照珠海的生态文明建设规划,珠海将积极推动太阳能、风能、潮汐能、天然气等多种新能源的应用,其中包括利用这些新能源发展分布式能源发电,从而调整优化能源结构,推动节能减排。
 
  分布式能源发电是目前新能源产业最主要的应用之一,但其只有并入现行电网才有更大的发展空间,在这个时候,电力企业如何做好对接工作就十分关键。为了顺应这种发展趋势和推动珠海新能源产业的发展,珠海供电局于今年3月专门成立了新能源并网应用研究小组。
 
  据了解,研究小组由该局局长宋新明亲自挂帅、各专业工程师领衔,从综合管理、光伏发电、风力发电、天然气多联供、二次系统、电能质量与计量及智能电网等七个领域对新能源运用进行系统研究。
 
  据介绍,研究小组的共同目标是适应新能源、智能电网建设、配电自动化建设和新技术发展的需要,集中于评估分布式能源接入对珠海市和珠海电网的影响,提出并网报装审批、设计审核、测试验收、运行维护等各个环节的技术要求和管理规章建议,最终成果将打造出一个具有珠海特色的新能源接入电网服务平台。
 
  率先破解太阳能发电“不稳定”难题
 
  分布式能源是分布在用户端的能源综合利用系统。作为电力行业的资深技术人员,邹国惠告诉记者,对于电网的运行来说,稳定性、可靠性是主要目标,而太阳能电源是不稳定、间歇性的,并且在并网时会对现行电网出现一些干扰,影响供电质量,这些问题如果不解决好,太阳能电源就难以大规模的发展应用。
 
  “太阳能电源的供电是不稳定的,比如太阳能发电在阳光猛烈时发电量会大,但在阴天或雨天时就会很小,在发电量大的时候就会产生较大的电压,如果控制不好、平衡不好的话,可能会烧坏电器设备。”邹国惠说。
 
  琴韵变电站的智能运行控制技术则有效地解决了这一问题。在这个变电站的屋顶上,同样有太阳能光伏发电等分布式电源并入电网,“通过网络技术的运用,我们可以方便地检测到分布式电源的发电情况和用电负荷,然后通过系统的综合分析,有效地平衡电网潮流,从而提高并网后电网运行的稳定性、连续性。”
 
  据了解,珠海琴韵变电站的该项技术目前在国内处于先进水平,从电网实际运营维护的角度,解决分布式电源并网的实操问题,对促进国内分布式电源的发展有重要意义。
 
  制定标准力争行业话语权
 
  “一流企业做标准、二流企业树品牌、三流企业做产品”,这句流行的话说明制定标准对企业、区域在产业发展中的重要性。在新能源应用、智能电网发展方面,珠海供电局也努力形成自己的标准,为省内、国内其它地区探索示范。
 
  据了解,目前国家对智能电网建设越来越重视,但业界对新设备、新技术在电网实际运行维护规范和标准方面则没有太多研究,从而影响了智能电网的发展。“珠海琴韵变电站项目对变电站的智能化运维、保护控制等方面的工作起到先行先试、总结提升的作用,是智能电网研究、运用、实践开展的有益探索,在南方电网乃至全国具有广泛的推广应用前景。”参加评审的中国工程院院士韩英铎说。
 
  目前珠海供电局的这个项目已申请13项发明专利、制定两个企业规范和标准,这些均填补了国内相关领域的空白,“我们的目标就是提前谋划、做足准备,争取将这些技术推广到南方电网乃至全国。”珠海供电局局长宋新明说。
 
  而在智能电网、新能源应用产业中均处关键地位的分布式电源并网领域,国家层面的技术标准和管理标准尚未形成体系。珠海供电局则率先对这类服务标准进行探索,目前该局已完成光伏发电系统的并网申请审批8项,在审批流程、回复时间、接入电源的性能审查规范指导书等服务和技术环节进行了摸索并取得初步成效。
 
  六大举措助推珠海新能源发展
 
  新能源项目作为珠海市与广东电网、南网能源公司战略合作的主要内容,在今年也将成为珠海供电局的重点工作。据了解,珠海供电局将从六大方面着手,助推珠海新能源示范市的建设。这六项工作包括:
 
  一是抓好横琴新区智能电网建设。争取在2013年获得横琴新区先进电力技术示范区——智能配网新技术应用规划的批复,年内完成横琴新区配电网规划,并报送横琴新区管委会,以政企合作来共同推进横琴智能配电网建设。
 
  二是站在促进海洋经济发展战略高度,按南方电网能源公司总体安排,积极配合南方电网综合能源公司推进海岛电网建设。2013年上半年完成海上风电开发对珠海电网规划影响研究报告,确保海上风电安全有效地接入珠海电网;年内开工建设220千伏吉大输变电工程,为海上风电接入系统创造条件。
 
  三是继续积极支持风能、光伏发电等分布式能源发展,努力探索实践电网企业投资建设5万千瓦以下LNG发电的可行性。
 
  四是全力推动配网自动化建设。于2013年完成编制配网自动化规划,提高香洲配网自动化在线率,提高金湾、斗门配网自动化装备水平,进一步提高供电可靠性。加快配网自动化通信建设,以配网自动化二次安全防护的研究为突破点,争取在横琴新区建设“南方电网智能配网示范台区”。
 
  五是继续建设“智能电网电力通信珠海示范区”。深化开展TD-LTE无线宽带专网应用研究工作,推进信息化应用。继续开展220千伏琴韵3C绿色智能变电站高级应用研究,继续走在全省甚至全国智能电网前列。
 
  六是成立专门小组就分布式能源接入管理和相关技术开展专题研究,为珠海建设智能电网和新能源应用示范市做好充分支持。
 
  完善配电网推动智能电网产业园建设
 
  珠海目前正着力建设“三高一特”现代产业体系、推动经济参与全球中高端竞争,智能电网产业则是珠海高新技术产业的发展重点。作为供电企业,珠海供电局也在大力推动珠海智能电网产业发展。据介绍,该局将积极配合高新区智能电网产业园项目,与园区市政规划做好衔接,高质量推进园区配电网规划建设。
 
  依托企业的多种渠道,珠海供电局通过举办智能电网技术讲座或论坛,宣传国内外智能电网产业现状、市场需求及最新的技术标准,促进提升珠海智能电网产业链的研发、制造和运行水平。
 
  据了解,珠海供电局是珠海智能电网产业联盟的主要发起人之一,该局将充分发挥好联盟的桥梁和纽带作用、服务和协调作用,加强智能电网行业相关企业之间的沟通、交流、合作,今年着重推动实施“分布式光伏直流直供储能微电网”示范项目,协助政府开展市智能电网产业规划以及出台新能源、智能电网产业发展扶持政策,开展校企合作项目调研,做好关键技术联合攻关。
 
  首次由自身技术人员主导攻关
 
  “内生型”团队推动可持续发展
 
  按照以往电力行业的惯例,一般重大技术攻关都是聘请科研院所的专家来主导,行业内的技术人员只负责提供相关问题和数据参数等辅助工作。但珠海供电局在琴韵变电站智能运行控制的技术攻关中完成了一次“华丽的转身”:重大技术攻关首次由自身技术人员主导实施。
 
  在南方电网、广东电网等上级单位的重视下,珠海供电局为该项目的攻关设四个专责小组,集结了珠海供电局数十名优秀技术人员,“我们有一个共同的理念,就是按高标准要求自己,勇于挑战国际水平,实现自己价值。”邹国惠说。
 
  据了解,该团队不仅有资深的技术专家,也有入职不久的80后年轻员工,通过项目攻关的磨合,整个团队的技术攻关能力得到提升,这种“内生型”技术团队对企业的可持续发展至关重要。
 
  当然,为了这样一个重大技术攻关项目,团队成员也付出艰辛的努力。罗奕飞是一位沉淀多年的专家,他告诉记者,其实整个技术团队的工作,实质就是用好设备、让设备发挥最大效能。“为了实现技术上的突破,几乎所有团队成员都赶赴位于南京的厂家蹲点学习、验收调试设备,自己动手调试,跟工人一起加班干活、同吃同住。”罗奕飞笑着说,到最后“厂家都觉得我们是他们的人。”
 
  作为参与技术攻关的核心人员,珠海电力设计院的工程师孙玉彤说,在攻关期间,下班后大家经常聚集在一起讨论技术问题,然后回去分头攻关,通宵加班是常有的事情。“新团队同样需要一个磨合的过程,在遇到问题的时候,各小组负责人碰头讨论,大会小会经常开,至少有三四十场。”
 
  80后小伙仇炜在2010年从宁夏来到珠海供电局,今年2月他经选拔成为技术团队的一员。但在工作最繁忙的时候,他的父亲因脑梗死在医院抢救,这让他十分纠结,最后在母亲的鼓励下,他还是先把手头的工作完成后才回去看父亲。“我所在的小组分工是研究智能诊断与预警系统,要进行大量电网设备参数的收集选取、修正检测,仅一个后台数据说明书就有150页,而这样的数据说明书我们要查看8本,另外还有上百台的小设备精确校准。这些工作对整个技术攻关的成功起到关键作用。”如今仍在宁夏的仇炜获知项目通过评审十分兴奋。
 
  ■名词解释
 
  3C绿色变电站
 
  3C特指“计算机技术(Computer)”、“通信技术(Communications)”、“控制技术(Control)”。3C绿色变电站将计算机、通信、控制等现代信息技术与传统电力技术有效结合,提升电网安全稳定、经济运行、客户服务和节能水平,实现电网发展向“智能、高效、可靠、绿色”的转变。
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