2009年5月,国家电网公司智能变电站试点工程建设正式启动,截至2011年年底,在不同电压等级、不同地域已成功投运41座。智能变电站试点工程虽然在设备研制、设计建设等方面取得了较大进展,但由于系统较多、功能分散,智能变电站整体建设理念、技术创新、设计优化、标准制定等方面仍有待进一步提高。
电网发展方式转变、管理模式创新发展、科学技术进步都对智能变电站的发展提出了新的要求。2012年1月,国家电网公司“两会”工作报告中提出,要开展新一代智能变电站设计和建设,并将其作为国家电网公司的重大集成创新工作,从而实现变电站相关技术(设备)“从有到精”。
新一代智能变电站以“系统高度集成、结构布局合理、装备先进适用、经济节能环保、支撑调控一体”为目标,着力探索前沿技术,推动智能变电站创新发展。新一代智能变电站将实现分专业设计向整体集成设计的转变。通过整体集成设计,明确设备的功能需求,引导设备研制;通过优化主接线和总平面布局,提高变电站整体设计水平,确保先进的设计理念实施到位。
新一代智能变电站将实现一次设备智能化向智能一次设备转变。通过智能组件、传感器与一次设备的一体化设计,实现设备有效集成,功能高度整合,达到安装快捷、运行智能、检修方便。
新一代智能变电站将实现分散独立系统向一体化业务系统的转变。整合原来各分系统功能,构建一体化业务系统;深化高级功能应用,全面支撑“大运行”、“大检修”;采用层次化保护控制,实现安全稳定“三道防线”。
新一代智能变电站近期技术方案以“设计集成优化、支撑管理改革”为重点,通过整合系统功能、优化结构布局,采用“一体化设备、一体化网络、一体化系统”技术构架,有效提升变电站可靠性水平。预期变电站故障概率平均下降约25个百分点,平均持续停电时间减少15%,设备维护的不可用性从3.1小时/年降低至1.2小时/年;配电装置纵向尺寸优化20%~40%,占地面积缩减30%~50%,建筑面积缩减40%~50%;构建一体化业务平台和层次保护系统,实现了空间/时间维度的协调控制,有效支撑大运行、大检修体系的建设;造价水平将与常规智能站投资水平基本相当或进一步降低。
远期新一代智能变电站技术方案以“推动技术变革、展示理念创新”为重点,围绕“新型设备、新式材料、新兴技术”,构建以电力电子技术为特征的“一次电、二次光”新一代智能变电站,可实现电能快速灵活控制,具备交直流混供功能;构建以超导技术特征的“高容量、低损耗、抗短路”新一代智能变电站,增大传输容量、降低网损,降低电网故障短路电流。
目前,国家电网公司已启动两座220千伏和4座110千伏新一代智能变电站示范工程建设,力争打造“安全可靠、运行灵活、运维简便、节约环保”的精品工程。开展新一代智能变电站技术研究与示范工程建设,是国家电网公司继特高压技术之后的又一项革命性技术创新,必将成为变电站建设与发展的重大转折点。
(作者单位:国网北京经济技术研究院)
【 链接 】
北京电力推进新一代智能变电站示范工程建设
本报讯(杜敏) 11月26日,位于北京未来科技城的未来城220千伏变电站和海鶄落110千伏变电站两项工程获批为国家电网公司新一代智能变电站示范工程,为未来科技城智能电网综合示范工程再次增添了新的智能元素,两项工程计划2013年底竣工。
北京未来科技城是为贯彻落实中央引进海外高层次人才“千人计划”而集中建设的人才创新创业基地和研发机构集群。两座智能变电站建成后,将满足北京昌平区未来科技城新增用电负荷需求,改善地区电网结构,有力地推动智能电网在未来科技城综合示范应用。
据悉,北京市电力公司先后开展了智能小区、电动汽车充电设施、智能变电站、配电自动化等20余项智能电网试点工程,积累了智能电网建设方面相关经验。