http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-09 21:42:55 來源:電氣中國
編者語:專業人士表示:“智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)是(shi)電(dian)力(li)工(gong)業(ye)將(jiang)來(lai)的(de)發(fa)展(zhan)方(fang)向(xiang),這(zhe)是(shi)毋(wu)庸(yong)置(zhi)疑(yi)的(de)。在(zai)變(bian)電(dian)環(huan)節(jie),在(zai)智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)規(gui)劃(hua)的(de)推(tui)動(dong)下(xia),未(wei)來(lai)數(shu)字(zi)化(hua)變(bian)電(dian)站(zhan)將(jiang)成(cheng)為(wei)新(xin)建(jian)變(bian)電(dian)站(zhan)的(de)主(zhu)流(liu)。”
日前,美國總統奧巴馬訪華。中美兩國最高領導人會晤中,能源問題是重要話題。
與此同時,一場由中國電器工業協會繼電保護及自動化設備分會主辦的有關智能電網的論壇正熱烈地舉行。
“智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)是(shi)電(dian)力(li)工(gong)業(ye)將(jiang)來(lai)的(de)發(fa)展(zhan)方(fang)向(xiang),這(zhe)是(shi)毋(wu)庸(yong)置(zhi)疑(yi)的(de)。在(zai)變(bian)電(dian)環(huan)節(jie),在(zai)智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)規(gui)劃(hua)的(de)推(tui)動(dong)下(xia),未(wei)來(lai)數(shu)字(zi)化(hua)變(bian)電(dian)站(zhan)將(jiang)成(cheng)為(wei)新(xin)建(jian)變(bian)電(dian)站(zhan)的(de)主(zhu)流(liu)。”在2009年11月18日於北京舉辦的“智能電網與數字化變電站應用技術高級論壇”上,與會的業內人士及專家紛紛表示。
我國的智能電網將走在世界的前麵
全球資源、環境、經濟等問題日益突出,可再生能源、分fen布bu式shi能neng源yuan快kuai速su發fa展zhan,世shi界jie各ge國guo麵mian臨lin著zhe可ke再zai生sheng能neng源yuan如ru何he接jie入ru及ji充chong分fen利li用yong等deng一yi係xi列lie問wen題ti,需xu要yao用yong智zhi能neng化hua的de技ji術shu和he手shou段duan來lai應ying對dui目mu前qian麵mian臨lin的de各ge種zhong挑tiao戰zhan。積ji極ji發fa展zhan智zhi能neng電dian網wang,適shi應ying未wei來lai可ke持chi續xu發fa展zhan的de要yao求qiu,已yi成cheng為wei國guo際ji電dian力li發fa展zhan的de現xian實shi選xuan擇ze。
我國要打造的堅強智能電網是以特高壓電網為骨幹網架,通過先進的設備技術和控製方法,實現安全、高效運行的電網。它既可以減少長距離輸電的損耗,也有利於風電、太陽能發電等間歇性能源的並網利用。
zhuanjiazhichu,woguoshijianqiangzhinengdianwangjianshedexianxingzhe。weilejiejuewoguonengyuanzhuyaofenbudiyuzhuyaoxiaofeidibuyizhihekezaishengnengyuanfazhandewenti,jinnianlai,guojiadianwanggongsiyizhizainulidazaojuyouxinxihua、自動化、互動化特征的統一的堅強智能電網。
qishi,zhinengdianwangbingfeizhongguoyijiazaizuo。zaimeiguo,jinnianaobamazongtongshangrenzhihoujitichuyaojianshezhinengdianwang。danshi,nashimeiguosuotidezhinengdianwangyuwoguobutong,qizhongdianshiyanfakezaishengnengyuanhefenbushidianyuanbingwangjishu;同時,發展智能電表,使消費者可以根據自身需要在不同價格時段使用電力。
對於中國版“智能電網”,據江蘇省電力公司許曉慧博士介紹,已經在研究和實踐上取得不少進展。在大電網安全穩定控製上,對數字化電網、數字化變電站、電網調度可視化進行了大量研究和實踐。在輸電領域,許多指標達到國際先進水平,包括網域測量技術、傳感器技術和量測技術,這些是電網調度基礎,我們已經有700多套相量測量裝置安裝在電網,排國際第一位。
長期以來,我們在重大科技項目方麵往往隻能對西方亦步亦趨,而這一次,我國走在了世界前麵。
新xin能neng源yuan革ge命ming倒dao逼bi電dian網wang智zhi能neng化hua,除chu了le海hai上shang風feng電dian,開kai發fa青qing藏zang高gao原yuan和he沙sha漠mo地di區qu的de太tai陽yang能neng,通tong過guo大da規gui模mo開kai發fa這zhe些xie可ke再zai生sheng能neng源yuan,我wo們men就jiu可ke以yi從cong容rong應ying對dui礦kuang物wu能neng源yuan終zhong將jiang耗hao竭jie所suo帶dai來lai的de危wei機ji。
juyeneirenshitoulu,zaiyingfuxinnengyuanjierushang,yicaiyongjiyudianlidianzijishudelinghuojiaoliushudianjishu,dianwanganzhuangleyitigaoshusongrongliangweimubiaodegudingtuopuzhuangzhi、對電網進行無功補償的發射器、提高電源接納容量和可再生能源即插即用的電網故障電流短路限製器等,正越來越多地發揮作用;數字化電網和電網調度上采用了一些關鍵技術,使數字化水平提高;數字化變電站建設上,已有70多座變電站投入運行,華東電網走在了前麵;配電領域,上海電力[5.90 -0.17%]公司在鈉硫電池儲能、電動汽車充電研究領域走在前列,鈉硫電池已達650安時水平,今年完成中試,明年能夠在現場作示範工程。此外,用電領域,電力用戶信息采集係統在未來3~5年內會實現全麵覆蓋和采集。
許曉慧介紹,我國統一堅強智能電網戰略框架已經浮出水麵。其中包括一個目標、兩條主線、三個階段、四個體係、五個內涵、六個環節。
問數字化變電站為何物
據介紹,數字化變電站技術是變電站自動化技術發展中具有裏程碑意義的一次變革,其主要特征是“一次設備智能化,二次設備網絡化,符合IEC61850標準”,jishuzihuabiandianzhanneidexinxiquanbuzuodaoshuzihua,xinxichuandishixianwangluohua,tongxinmoxingdadaobiaozhunhua,shigezhongshebeihegongnenggongxiangtongyidexinxipingtai。zheshideshuzihuabiandianzhanzaixitongkekaoxing、經濟性、維護簡便性方麵均比常規變電站有大幅度提升。
山shan東dong理li工gong大da學xue教jiao授shou徐xu丙bing垠yin介jie紹shao,傳chuan統tong的de電dian網wang主zhu要yao注zhu重zhong的de是shi信xin息xi化hua傳chuan輸shu,數shu字zi化hua變bian電dian站zhan或huo數shu字zi電dian網wang注zhu重zhong的de是shi實shi現xian信xin息xi的de網wang絡luo交jiao互hu,而er升sheng級ji後hou的de智zhi能neng電dian網wang則ze更geng加jia注zhu重zhong信xin息xi的de互hu換huan互hu用yong以yi及ji功gong能neng的de智zhi能neng化hua應ying用yong。確que切qie地di說shuo,智zhi能neng化hua電dian網wang是shi在zai網wang絡luo信xin息xi交jiao互hu共gong享xiang的de基ji礎chu上shang實shi現xian信xin息xi互hu用yong,這zhe需xu要yao建jian立li電dian力li企qi業ye的de大da信xin息xi平ping台tai,並bing在zai此ci基ji礎chu上shang逐zhu步bu實shi現xian智zhi能neng電dian網wang所suo要yao求qiu的de諸zhu多duo強qiang大da功gong能neng。
數字化變電站是由智能化一次設備、網絡化二次設備在IEC61850tongxinxieyijichushangfencenggoujian,nenggoushixianzhinengshebeijianxinxigongxianghehucaozuodexiandaihuabiandianzhan。yuchangguibiandianzhanxiangbi,shuzihuabiandianzhanjiangecenghezhankongcengdeshebeijiwangluojiekouzhishijiekouhetongxinmoxingfashenglebianhua,erguochengcengquefashenglejiaodadegaibian,youchuantongdedianliu、電壓互感器、一次設備以及一次設備與二次設備之間的電纜連接,逐步改變為電子式互感器、智能化一次設備、合並單元、光纖連接等內容。
徐丙垠指出,IEC61850將數字化變電站分為過程層、間隔層和站控層,各層內部及各層之間采用高速網絡通信。整個係統的通訊網絡可以分為:站控層和間隔層之間的間隔層通訊網,以及間隔層和過程層之間的過程層通訊網。
站控層通信全麵采用IEC61850標準,監控後台、遠動通信管理機和保護信息子站均可直接接入IEC61850裝置。同時提供了完備的IEC61850工程工具,用以生成符合IEC61850-6規範的SCL文件,可在不同廠家的工程工具之間進行數據信息交互。
間隔層通訊網采用星型網絡架構,在該網絡上同時實現跨間隔的橫向聯鎖功能。110kV及以下電壓等級的變電站自動化係統可采用單以太網,110kV以上電壓等級的變電站自動化係統需采用雙以太網。網絡采用IEC61850國際標準進行通信,非IEC61850規(gui)約(yue)的(de)設(she)備(bei)需(xu)經(jing)規(gui)約(yue)轉(zhuan)換(huan)後(hou)接(jie)入(ru)。考(kao)慮(lv)到(dao)傳(chuan)輸(shu)距(ju)離(li)和(he)抗(kang)幹(gan)擾(rao)要(yao)求(qiu),各(ge)繼(ji)電(dian)小(xiao)室(shi)與(yu)主(zhu)控(kong)室(shi)之(zhi)間(jian)應(ying)采(cai)用(yong)光(guang)纖(xian),而(er)在(zai)各(ge)小(xiao)室(shi)內(nei)部(bu)設(she)備(bei)之(zhi)間(jian)的(de)通(tong)訊(xun)則(ze)可(ke)采(cai)用(yong)屏(ping)蔽(bi)雙(shuang)絞(jiao)線(xian)。
清華大學電機係教授董新洲介紹,數字化變電站有3個ge技ji術shu特te點dian。首shou先xian是shi一yi次ci設she備bei的de智zhi能neng化hua。一yi次ci設she備bei中zhong被bei檢jian測ce的de信xin號hao回hui路lu和he被bei控kong製zhi的de操cao作zuo驅qu動dong回hui路lu都dou采cai用yong微wei處chu理li器qi和he光guang電dian技ji術shu的de設she計ji,這zhe使shi常chang規gui機ji電dian式shi繼ji電dian器qi及ji控kong製zhi回hui路lu的de結jie構gou簡jian化hua了le,傳chuan統tong的de導dao線xian連lian接jie被bei數shu字zi程cheng控kong器qi及ji數shu字zi公gong共gong信xin號hao網wang絡luo所suo取qu代dai。可ke編bian程cheng控kong製zhi器qi代dai替ti了le變bian電dian站zhan二er次ci回hui路lu中zhong常chang規gui的de繼ji電dian器qi和he其qi邏luo輯ji回hui路lu,常chang規gui的de強qiang電dian模mo擬ni信xin號hao和he控kong製zhi電dian纜lan被bei光guang電dian數shu字zi和he光guang纖xian代dai替ti。尤you其qi是shi電dian子zi式shi互hu感gan器qi的de應ying用yong,克ke服fu了le傳chuan統tong互hu感gan器qi絕jue緣yuan複fu雜za、體積大且笨重。
其次是二次設備的網絡化。變電站中常規的二次設備:故障錄波裝置、繼電保護裝置、電壓無功控製、遠動裝置、同期操作裝置、在線狀態檢測裝置等,都是基於標準化、模塊化的微處理機技術而設計製造,設備之間的通信連接全部采用高速的網絡,二次設備通過網絡真正地實現了數據、資源的共享。
另外就是自動運行的管理係統。變電站運行管理係統的自動化包括電力生產運行數據、狀態記錄統計無紙化、自動化;變電站運行發生故障時,並且能夠及時地提供故障分析報告,指出故障原因及相應的處理意見;係統能自動發出變電站設備檢修報告。
要(yao)想(xiang)在(zai)變(bian)電(dian)站(zhan)內(nei)一(yi)次(ci)電(dian)氣(qi)設(she)備(bei)與(yu)二(er)次(ci)電(dian)子(zi)裝(zhuang)置(zhi)均(jun)實(shi)現(xian)數(shu)字(zi)化(hua)通(tong)信(xin),並(bing)具(ju)有(you)全(quan)站(zhan)統(tong)一(yi)的(de)數(shu)據(ju)建(jian)模(mo)及(ji)數(shu)據(ju)通(tong)信(xin)平(ping)台(tai),在(zai)此(ci)平(ping)台(tai)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang)實(shi)現(xian)智(zhi)能(neng)裝(zhuang)置(zhi)之(zhi)間(jian)的(de)互(hu)操(cao)作(zuo)性(xing)。在(zai)一(yi)、二er次ci設she備bei之zhi間jian同tong樣yang實shi現xian全quan數shu字zi化hua通tong信xin,如ru果guo變bian電dian站zhan內nei智zhi能neng裝zhuang置zhi的de數shu量liang急ji劇ju增zeng加jia,全quan站zhan智zhi能neng裝zhuang置zhi必bi須xu采cai用yong統tong一yi的de數shu據ju建jian模mo及ji數shu據ju通tong信xin平ping台tai,才cai能neng實shi現xian互hu操cao作zuo性xing。
因(yin)此(ci),無(wu)論(lun)從(cong)哪(na)個(ge)方(fang)麵(mian),當(dang)前(qian)的(de)數(shu)字(zi)化(hua)變(bian)電(dian)站(zhan)從(cong)技(ji)術(shu)上(shang)來(lai)說(shuo),其(qi)突(tu)出(chu)成(cheng)就(jiu)隻(zhi)是(shi)實(shi)現(xian)了(le)變(bian)電(dian)站(zhan)信(xin)息(xi)的(de)數(shu)字(zi)采(cai)集(ji)和(he)網(wang)絡(luo)交(jiao)互(hu),毫(hao)無(wu)疑(yi)問(wen),對(dui)於(yu)智(zhi)能(neng)變(bian)電(dian)站(zhan)來(lai)說(shuo)是(shi)遠(yuan)遠(yuan)不(bu)夠(gou)的(de),因(yin)此(ci)說(shuo),數(shu)字(zi)化(hua)變(bian)電(dian)站(zhan)作(zuo)為(wei)二(er)次(ci)係(xi)統(tong)發(fa)展(zhan)的(de)一(yi)個(ge)階(jie)段(duan),在(zai)技(ji)術(shu)上(shang)還(hai)存(cun)在(zai)有(you)很(hen)大(da)的(de)技(ji)術(shu)提(ti)升(sheng)空(kong)間(jian)。
記(ji)者(zhe)了(le)解(jie)到(dao),我(wo)國(guo)電(dian)力(li)企(qi)業(ye)每(mei)年(nian)的(de)檢(jian)修(xiu)成(cheng)本(ben)是(shi)國(guo)外(wai)檢(jian)修(xiu)成(cheng)本(ben)的(de)數(shu)倍(bei)甚(shen)至(zhi)十(shi)多(duo)倍(bei),節(jie)能(neng)增(zeng)效(xiao)作(zuo)為(wei)各(ge)國(guo)所(suo)追(zhui)求(qiu)的(de)目(mu)標(biao),因(yin)而(er)現(xian)階(jie)段(duan),國(guo)家(jia)大(da)力(li)倡(chang)導(dao)“狀態檢修”的運行管理和檢修辦法,這相對以前的“定期檢修”優勢巨大,對於降低運行成本、提ti升sheng供gong電dian可ke靠kao性xing無wu疑yi帶dai來lai具ju大da的de效xiao益yi。而er數shu字zi化hua變bian電dian站zhan和he設she備bei的de狀zhuang態tai檢jian修xiu無wu疑yi是shi目mu前qian發fa展zhan智zhi能neng電dian網wang建jian設she的de最zui實shi際ji又you最zui易yi見jian實shi效xiao的de兩liang個ge重zhong要yao方fang麵mian。
任重道遠
據了解,在我國,電力工業已經發展了幾十年,特別是改革開放30年以來,經濟得到了迅猛發展,這期間,我國的變電站都是“救火式”的(de)發(fa)展(zhan),哪(na)裏(li)需(xu)要(yao)就(jiu)去(qu)哪(na)裏(li)興(xing)建(jian),非(fei)常(chang)的(de)被(bei)動(dong),導(dao)致(zhi)業(ye)內(nei)對(dui)於(yu)變(bian)電(dian)站(zhan)的(de)規(gui)劃(hua)和(he)設(she)計(ji)都(dou)是(shi)從(cong)需(xu)求(qiu)出(chu)發(fa),並(bing)不(bu)是(shi)完(wan)全(quan)從(cong)安(an)全(quan)運(yun)行(xing)的(de)要(yao)求(qiu)考(kao)慮(lv),甚(shen)至(zhi)在(zai)變(bian)電(dian)站(zhan)的(de)運(yun)行(xing)過(guo)程(cheng)中(zhong)出(chu)現(xian)的(de)問(wen)題(ti),都(dou)沒(mei)有(you)辦(ban)法(fa)全(quan)部(bu)從(cong)根(gen)本(ben)上(shang)解(jie)決(jue)。而(er)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)發(fa)展(zhan)到(dao)今(jin)天(tian),也(ye)已(yi)經(jing)逐(zhu)漸(jian)趨(qu)於(yu)飽(bao)和(he),不(bu)可(ke)能(neng)再(zai)出(chu)現(xian)像(xiang)前(qian)30年那樣每年都有較大的發展甚至翻番的狀況。
董(dong)新(xin)洲(zhou)認(ren)為(wei),數(shu)字(zi)化(hua)變(bian)電(dian)站(zhan)和(he)目(mu)前(qian)提(ti)出(chu)的(de)智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)並(bing)不(bu)矛(mao)盾(dun),可(ke)以(yi)說(shuo)前(qian)者(zhe)是(shi)後(hou)者(zhe)的(de)基(ji)礎(chu),智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)是(shi)更(geng)高(gao)一(yi)級(ji)的(de)應(ying)用(yong)。數(shu)字(zi)化(hua)變(bian)電(dian)站(zhan)要(yao)實(shi)現(xian)信(xin)息(xi)的(de)大(da)量(liang)集(ji)中(zhong),避(bi)免(mian)重(zhong)複(fu)建(jian)設(she),這(zhe)些(xie)資(zi)源(yuan)和(he)信(xin)息(xi)怎(zen)麼(me)進(jin)一(yi)步(bu)的(de)應(ying)用(yong),便(bian)是(shi)智(zhi)能(neng)電(dian)網(wang)下(xia)一(yi)步(bu)要(yao)討(tao)論(lun)的(de)問(wen)題(ti)。數(shu)字(zi)化(hua)變(bian)電(dian)站(zhan)是(shi)要(yao)求(qiu)信(xin)息(xi)用(yong)統(tong)一(yi)的(de)規(gui)約(yue)去(qu)達(da)到(dao)互(hu)聯(lian)、互通、互操作的目標,這個信息會延伸出更多的效益,減少工作人員的運行維護,提高工作效率。
lingwai,shuzihuabiandianzhandeguanlishuipinggenbushangjishushuipingdefazhan。shuzihuabiandianzhanzaitouyunyihou,yixiandejianxiugongchengshiheyunxinggongchengshi,queyiranyongchuantongdeguanlibiandianzhandefangshiquguanlishuzihuabiandianzhan。yinci,ruhezuidaxiandudejieyuechengben、提高效率,以先進的技術促進先進的管理進步,是目前亟待解決的問題。
統一堅強智能電網戰略框架中兩條主線是指,技術上體現信息化、自動化、互動化;管理上體現集團化、集約化、精益化、標準化。
許曉慧指出,數字化變電站作為智能變電站的初級階段,兩者在應用中存在著很大差距。要達到國網公司提出的信息化、數字化、自zi動dong化hua和he互hu動dong化hua智zhi能neng電dian網wang目mu標biao,現xian階jie段duan的de數shu字zi化hua變bian電dian站zhan仍reng需xu要yao提ti升sheng更geng優you化hua的de功gong能neng。而er智zhi能neng變bian電dian站zhan與yu智zhi能neng電dian網wang是shi相xiang匹pi配pei的de,現xian在zai的de數shu字zi化hua變bian電dian站zhan隻zhi是shi具ju備bei了le智zhi能neng變bian電dian站zhan的de一yi些xie基ji本ben條tiao件jian。
對於國家提出的“2020年建設堅強的智能電網”,業內人士認為不太樂觀,“一次設備的智能化就算從現在開始,至少也要3~5年才會出現比較成熟的技術,在試點運行中,還需要不斷改進,這個過程也要2~3年的時間。一個產品從研發到成熟再到工業應用需要5~8年,同時新設備的出現不可能一夜之間就能把老的全部拆掉,還需要循序漸進的逐年更換。”目mu前qian,一yi次ci設she備bei中zhong隻zhi有you互hu感gan器qi有you一yi些xie突tu破po,並bing已yi投tou入ru運yun行xing,然ran而er現xian在zai運yun用yong的de電dian子zi互hu感gan器qi屬shu於yu電dian子zi式shi的de設she備bei,對dui運yun行xing環huan境jing的de要yao求qiu也ye較jiao苛ke刻ke,在zai一yi次ci設she備bei的de惡e劣lie環huan境jing中zhong,電dian磁ci幹gan擾rao以yi及ji環huan境jing的de影ying響xiang,對dui它ta的de壽shou命ming和he運yun行xing穩wen定ding性xing都dou是shi嚴yan峻jun的de考kao驗yan。
采cai訪fang中zhong記ji者zhe了le解jie到dao,現xian在zai數shu字zi化hua變bian電dian站zhan處chu於yu科ke技ji項xiang目mu或huo者zhe試shi點dian階jie段duan,各ge大da電dian網wang公gong司si還hai沒mei有you大da麵mian積ji推tui廣guang,特te別bie是shi一yi次ci設she備bei智zhi能neng化hua的de實shi現xian都dou沒mei有you哪na一yi個ge公gong司si把ba它ta作zuo為wei強qiang製zhi性xing政zheng策ce去qu實shi施shi。而er電dian力li係xi統tong是shi一yi個ge很hen保bao守shou的de行xing業ye,更geng注zhu重zhong的de是shi安an全quan性xing和he可ke靠kao性xing,新xin技ji術shu的de使shi用yong到dao了le決jue策ce層ceng,要yao慢man慢man消xiao化hua接jie受shou,等deng待dai更geng成cheng熟shu的de技ji術shu和he產chan品pin出chu現xian才cai會hui逐zhu步bu推tui廣guang。現xian在zai南nan方fang電dian網wang在zai數shu字zi化hua變bian電dian站zhan的de建jian設she方fang麵mian主zhu要yao偏pian重zhong二er次ci設she備bei網wang絡luo化hua的de建jian設she,如ru新xin建jian的de變bian電dian站zhan,在zai間jian隔ge層ceng/變電站層等二次設備上麵做一些嚐試,電子式互感器的大規模推廣仍然有待時日。