9月19日,國(guó)電南京自動(dòng)化股份有限公司研究院副院長(zhǎng)唐平在2019 第十二屆中國(guó)(江蘇)國(guó)際風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇上從變電站自動(dòng)化" target="_blank">變電站自動(dòng)化發(fā)展歷史、智慧變電站實(shí)施背景與步驟、智慧變電站設(shè)計(jì)原則、方案以及關(guān)鍵的技術(shù)、風(fēng)電場(chǎng)智慧變電站的應(yīng)用四方面為大家進(jìn)行主題分享《風(fēng)電場(chǎng)智慧變電站關(guān)鍵技術(shù)》。
以下為發(fā)言實(shí)錄:
唐平:各位嘉賓大家上午好,2019 第十二屆中國(guó)(江蘇)國(guó)際風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇影響力越來越大,感謝這個(gè)論壇為我們提供好的平臺(tái),讓我們?cè)谄脚_(tái)上面有機(jī)會(huì)交流。
今天給大家?guī)眍}目《風(fēng)電場(chǎng)智慧變電站的關(guān)鍵技術(shù)》,主要從四個(gè)方面來講述:第一、變電站自動(dòng)化發(fā)展歷史;第二、智慧變電站實(shí)施背景與步驟;第三、智慧變電站設(shè)計(jì)原則、方案以及關(guān)鍵的技術(shù);第四個(gè)、風(fēng)電場(chǎng)智慧變電站的應(yīng)用。
變電站自動(dòng)化發(fā)展歷程
近兩年以來,關(guān)于智能電網(wǎng)的話題,我們叫智慧變電站,其實(shí)這個(gè)演變分為五步,1、前面所說常規(guī)變電站,常規(guī)變電站是以RTU我們最高搞變電站是RTU,通過遠(yuǎn)方的控制終端,把現(xiàn)場(chǎng)的信息輸送到變電站自動(dòng)化里面;
2、綜自變電站,這個(gè)是以保護(hù)和側(cè)重的數(shù)字化為主的,RTU主要側(cè)重是測(cè)量;
3、在90年代隨著危機(jī)的發(fā)展我們說綜自變電站,實(shí)現(xiàn)了“四遙”;
4、隨著中國(guó)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展到2000年前,數(shù)字化逐步進(jìn)入到數(shù)字變電站;
5、智能變電站,2008年前后,數(shù)字變電站發(fā)展到智能電網(wǎng)概念,國(guó)家也提出打造堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng),這個(gè)時(shí)候就提出在數(shù)字化變電站發(fā)展智能變電站。這個(gè)變電站最基本的特征就是在監(jiān)測(cè),在傳統(tǒng)智能變電站的基礎(chǔ)上引入了監(jiān)測(cè),也就是除了運(yùn)行參數(shù)可視化,還有主設(shè)備的可視化、數(shù)字化。
智慧變電站實(shí)施背景與步驟
智慧變電站也是剛剛提出來,去年年底,今年年初,國(guó)家電網(wǎng)推出能源互聯(lián)網(wǎng)和泛在電力互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上,提出建設(shè)下一代的智慧變電站,今天主要講智慧變電站。智慧變電站最主要的特征大量的互聯(lián)網(wǎng)的有光纖和集中互聯(lián)比如說5G等,這個(gè)智慧變電站領(lǐng)域更加延伸,我們說延伸了末端,設(shè)備的末端,還有高級(jí)應(yīng)用。
簡(jiǎn)單回顧一下,變電站自動(dòng)化主要經(jīng)歷五個(gè)階段,目前國(guó)網(wǎng)智慧變電站實(shí)施背景,2019年國(guó)網(wǎng)公司提出的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng),主要是打造成堅(jiān)強(qiáng)的能源互聯(lián)網(wǎng)以泛在電力互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ),以堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)為主要的建設(shè)對(duì)象。堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)在國(guó)際上具有很大的影響力,這是一個(gè)提出智慧變電站的背景。
國(guó)網(wǎng)提出智慧變電站實(shí)施步驟,從2017年12月份,第三代智能變電站開始,智能變電站主要是形成保護(hù)和自動(dòng)化兩個(gè)方案。2018年6月份就在湖南的長(zhǎng)沙50萬的云田站試點(diǎn),2019年3月份國(guó)家過調(diào)和設(shè)備庫(kù),原來主要是國(guó)家調(diào)過來的,原來智慧變電站引入泛在互聯(lián)網(wǎng)的概念,可視化等等概念,所以2019年3月份國(guó)家提出智慧變電站相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),是由國(guó)家中心和國(guó)網(wǎng)設(shè)備庫(kù)共同發(fā)布的。
按照計(jì)劃2019年7月將推進(jìn)智慧變電站的試點(diǎn)建設(shè)。大家關(guān)注國(guó)家電網(wǎng)也知道我們國(guó)家6月份,國(guó)家電網(wǎng)第三批招標(biāo)的時(shí)候,已經(jīng)把全國(guó)大概16個(gè)試點(diǎn)江蘇有一個(gè),江蘇常州變電站也是錄入智慧變電站的試點(diǎn),2019年7月全面啟動(dòng)國(guó)網(wǎng)下一代智慧變電站試點(diǎn)建設(shè),這是我們國(guó)家電網(wǎng)。南方電網(wǎng)提出叫“數(shù)字化電網(wǎng)”意思也大同小異。
2019年按照規(guī)劃,2019年12月試點(diǎn)站要投入運(yùn)行,如果運(yùn)行成功國(guó)家電網(wǎng)要全面推進(jìn)智慧變電站的運(yùn)行。這是一個(gè)進(jìn)程,目前已編制《已投運(yùn)智能變電站改造優(yōu)化措施》,分兩個(gè):一個(gè)是已投運(yùn)是怎么改造,第二個(gè)是變電站完善提升試點(diǎn)設(shè)計(jì)原則。第二就是對(duì)試點(diǎn),完成了《試點(diǎn)技術(shù)方案》,這個(gè)已經(jīng)實(shí)施了。第六個(gè)就是明確智慧變電站的發(fā)展方向、確定了試點(diǎn)項(xiàng)目,7個(gè)變電站大概7個(gè)變電站的試點(diǎn)項(xiàng)目。國(guó)家電網(wǎng)正在按照這個(gè)步驟全面推進(jìn)整個(gè)智慧變電站的建設(shè)。
智慧變電站關(guān)鍵點(diǎn)原則、方案以及關(guān)鍵技術(shù)
第一、以原則“四化”為發(fā)展,一個(gè)就是采集數(shù)字化,現(xiàn)在數(shù)字化已經(jīng)實(shí)現(xiàn),主要是現(xiàn)在測(cè)試運(yùn)行,下一步數(shù)字化是圍繞設(shè)備的數(shù)字化,原來不知道變壓器的運(yùn)行狀態(tài),現(xiàn)在就可以了解。第二傳輸網(wǎng)絡(luò)化,這個(gè)網(wǎng)絡(luò)化剛才講一個(gè)有線一個(gè)無線,包括國(guó)網(wǎng)專用。還有一個(gè)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化,這個(gè)是出了100多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。還有一個(gè)就是運(yùn)檢智能化。這個(gè)最大的變化就是智慧運(yùn)維提高比較大。
“四個(gè)有利于”第一個(gè)有利于電網(wǎng)更安全;有利于設(shè)備可靠性;有利于運(yùn)檢更高效;有利于全壽命成本最優(yōu)。我們講了全設(shè)備進(jìn)行管理,在智慧變電站基礎(chǔ)上提出了全生命成本的最優(yōu)。
治理原則:1、一次設(shè)備,一個(gè)防火防爆、本質(zhì)安全、免、少維護(hù)、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、狀態(tài)感知、綠色環(huán)保,對(duì)于一次設(shè)備來說。還有具體的對(duì)于材料,材料什么樣的技術(shù)路線、材料什么樣的免維護(hù)設(shè)備,采用什么樣的標(biāo)準(zhǔn),特別是對(duì)狀態(tài)感知,特別是狀態(tài)感知,這個(gè)是為下一步的智能運(yùn)維來服務(wù),當(dāng)然還有一個(gè)綠色環(huán)保,在綠色環(huán)保明確了應(yīng)用化的應(yīng)用。
對(duì)于二次系統(tǒng)要求安全可靠、共享融合、靈活高效、智能互動(dòng)。隨著智慧變電站人類干預(yù)越來越少,智能互動(dòng)越來越重要。具體對(duì)線路保護(hù)采用就地化保護(hù)和常規(guī)保護(hù)裝置,這個(gè)主要考慮到平價(jià)。第二個(gè)常規(guī)采樣,還有常規(guī)跳閘,第三安裝于就地設(shè)備艙或保護(hù)小時(shí)。國(guó)家電網(wǎng)前幾年做了大量工作,把六保零工作全面推進(jìn)。第二個(gè)是母線、變壓器保護(hù),還有35/10KV間隔保護(hù)。
二次系統(tǒng)的戶內(nèi)變電站整體構(gòu)架,這個(gè)跟傳統(tǒng)的差不多,就是擴(kuò)展了流動(dòng)。這個(gè)是戶外變電站整體的構(gòu)架,戶外就是強(qiáng)調(diào)了安全、就地的設(shè)備艙。這次在我們智慧變電站里面對(duì)于弧光保護(hù)提出了比較高的要求。
這個(gè)測(cè)控方案,這個(gè)方案在智慧變電站里面把測(cè)控方案提出了一個(gè)冗余,在這次整個(gè)智慧變電站對(duì)于測(cè)控網(wǎng)提出一個(gè)冗余的概念,主要是為了提升變電站可靠性,再一個(gè)就是智慧變電站減少人的干預(yù),減少人的干預(yù)以后對(duì)于整個(gè)智慧變電站控制,等會(huì)兒我們講控制、可靠性那就有了。所以測(cè)控這一塊兒就是冗余測(cè)控的概念。這是我們集群測(cè)控+雙重化。由于時(shí)間關(guān)系不展開了。
這是一個(gè)多功能的測(cè)控方案,測(cè)控提出了一個(gè)PMA的概念,原來我們DMU是單獨(dú)安裝的,在整個(gè)的穩(wěn)控里面獨(dú)立安裝。這次我們?cè)谥腔圩冸娬窘鉀Q方案里面提了。
這一個(gè)就是剛才我們講了一次設(shè)備、二次修理,第三就是輔助系統(tǒng)。輔助系統(tǒng)分消防和安放,還有在機(jī)監(jiān)測(cè)。這里面提出了主輔統(tǒng)一平臺(tái),原來我們變電站建工系統(tǒng)是一個(gè)獨(dú)立的建工系統(tǒng)跟遠(yuǎn)方調(diào)度系統(tǒng)不相連,這里面有一個(gè)輔助系統(tǒng),輔助系統(tǒng)控制系統(tǒng)作為一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái),當(dāng)然考慮到安全因素,我們?cè)谧冸娬据o助系統(tǒng)有一個(gè)隔離。
再一個(gè)運(yùn)維一體化,剛才講運(yùn)維就是智能變電站,把變電站設(shè)備狀態(tài)引進(jìn)來,智慧變電站對(duì)設(shè)備的狀態(tài)提出更高更具體的要求,特別是智慧變電站我們引入了巡檢機(jī)器人,在線檢測(cè)。
再一個(gè)管理智能化一個(gè)管理智能化集中監(jiān)控遠(yuǎn)方的運(yùn)維。這是一個(gè)輔助系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),這里面看到了我們跟調(diào)度跟變電站自動(dòng)化,跟調(diào)度跟消費(fèi)跟輔助監(jiān)控,輔助監(jiān)控包括利潤(rùn),這里面投入已經(jīng)很清晰的都描述了,包括它的感覺,包括重壓加力。
再一個(gè)就是土建設(shè)計(jì),這個(gè)智慧變電站對(duì)土建也提出來里面一個(gè)統(tǒng)一的核心基礎(chǔ),這里面最重要就是一個(gè)予以支持。予以支持可以移動(dòng),第二現(xiàn)場(chǎng)安裝更方便,節(jié)約了時(shí)間、節(jié)約了土地。還有差異化房間的配置等等。
這是我們研制的根據(jù)國(guó)網(wǎng)公司,智慧變電站要求我們研制各種各樣預(yù)制系統(tǒng)。再一個(gè)就是智能管控,這里面主要從安全的角度,這個(gè)里面有一個(gè)重要的概念就是我們智慧變電站有一個(gè)重要的概念,剛才我們講了智能巡檢、全面檢視,另外一個(gè)重要的就是一鍵順控,根據(jù)你操作流程全部自動(dòng)的完成,減少人為的干預(yù)。這個(gè)智慧變電站對(duì)我們智能管控提高了很高的條件。
這是我們二次智能運(yùn)維軟件的構(gòu)架,它主要分兩層一個(gè)是主站還有變電站,這里面描述了我們的信息,第一平臺(tái)數(shù)據(jù)采集等等。再一個(gè)智能管控的系統(tǒng)的一個(gè)方案。再一個(gè)泛在物聯(lián)的智慧變電站自動(dòng)化,這是一個(gè)本地系統(tǒng),從設(shè)備層分三層四層,一個(gè)設(shè)備層、終端層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層,設(shè)備層主要是一次設(shè)備還有二次還有輔助設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層,這個(gè)基于泛在物聯(lián)的變電站這個(gè)系統(tǒng)很全面,我就不展開講了。
這是一個(gè)系統(tǒng)構(gòu)架、還有一體化建模,這個(gè)是我們智慧變電站很重要的一個(gè),也是比較關(guān)鍵的技術(shù)。智慧變電站主要是高級(jí)場(chǎng)景:3D場(chǎng)景化之類的。這是可視化,這是遠(yuǎn)程一級(jí)順控的,這是設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測(cè)評(píng)估。
剛才講了智慧變電站,由于時(shí)間關(guān)系我們只能粗略把整個(gè)國(guó)網(wǎng)下一步推展,開展智慧變電站跟大家匯報(bào)一下:關(guān)鍵技術(shù)是智能巡檢,還有一建順控,還有高級(jí)應(yīng)用。風(fēng)電場(chǎng)智慧變電站有幾點(diǎn):一個(gè)是儲(chǔ)能,在這個(gè)基礎(chǔ)上把儲(chǔ)能進(jìn)入整個(gè)智慧變電站。
由于時(shí)間關(guān)系,介紹比較匆忙,主要跟大家介紹我們國(guó)網(wǎng)下一個(gè)智慧變電站關(guān)鍵技術(shù),這個(gè)對(duì)大家?guī)硪恍┬畔?,另外?duì)風(fēng)電場(chǎng)變電站自動(dòng)化特殊的應(yīng)用給大家做一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。謝謝大家。