創(chuàng)新,是企業(yè)發(fā)展的不竭動力。多年來,國網遼寧省電力有限公司始終堅持創(chuàng)新驅動,在實踐中走出了一條具有自身特色的創(chuàng)新發(fā)展之路。
伴隨著移動互聯(lián)的快速發(fā)展,智能電網已悄然走進我們的生活。風電、光伏發(fā)電并網,智能電表的普及,手機支付購電……這一切的轉變都離不開智能電網最基礎的環(huán)節(jié)——智能變電站。
說起智能變電站的用途,有人可能不太了解。但回憶幾十年來的用電歷程,我們會有清晰明了的對比——從前,經常停電,電壓不穩(wěn),用電負荷一高保險絲就會爆掉。如今,停電變得很少見,我們用多少電器都很放心,夜晚到處燈火通明……
如此堅強可靠電網的背后,是電網由傳統(tǒng)向智能轉變升級的探索與實踐。
1 從實現(xiàn)小目標開始
2006年至2009年是國網遼寧電力智能變電站發(fā)展的開端。當時,國內外并沒有可借鑒的先例。
十年來,國網遼寧電力在摸索中前進,各相關專業(yè)緊密聯(lián)動,各環(huán)節(jié)無縫對接,穩(wěn)步開展了智能變電站技術研究與實踐,以整個變電站(電網)為保護、測量及控制對象,應用了電子式互感器和基于網絡的集中式保護測控技術,在智能化的同時也大大提高了電網的穩(wěn)定和可靠性水平。
國網遼寧電力科信部主任葛維春介紹說:“國網遼寧電力智能變電站發(fā)展到目前經歷了四個階段。雖然有過曲折,有過坎坷,但我們朝著智能化這一目標走過來了,付出多少艱辛都是值得的。”葛維春對自動化、調度、電力電子、特種導線、無人機、智能變電站、自動化系統(tǒng)等專業(yè)都很精通,不僅懂得技術,還懂得技術哲學。他深深知道智能化的重要性,從制定戰(zhàn)略方向,到把握技術路線,他牽頭協(xié)調,把科技項目作為進步的驅動力,促進了各部門力量的整合。
在智能變電站建設與改造之初,國網遼寧電力人的想法很簡單——希望變電站占地更小,供電可靠性更強。國網遼寧電力對66千伏電壓等級進行了技術初步探索,與中國電科院合作建設了鞍山66千伏小坨子數(shù)字化變電站。該變電站應用了羅氏線圈原理電子式互感器,是國內較早使用電子式互感器的變電站。電子式互感器消除了傳統(tǒng)互感器不良現(xiàn)象,提高了測量精度。同時使用了合并單元和智能終端一體化裝置,改變了以往每一個變電站間隔都要使用專用光纖輸出信息的傳統(tǒng)方式,變電站建設智能水平得到了初步的提升。
2010年至2011年,國網遼寧電力把智能化探索的腳步延伸至220千伏電壓等級。進行了智能變電站的探索。研究、應用了插件式集成保護測控技術,并對網絡可靠性進行技術深化,整個變電站升級應用了磁光玻璃互感器。新建了鞍山220千伏王鐵智能變電站,并對營口220千伏大石橋變電站進行智能化改造。
2 安全運行五年的奧秘
2012年5月6日,三輛大型貨車從遼寧朝陽220千伏何家變電站駛入沈陽市和平區(qū)遼寧電科院運行仿真分析實驗室。在接下來近半年的時間里,國網遼寧電力員工把運來的所有何家變電站二次設備全部安裝后進行了模擬實驗。
所有的二次設備,三輛貨車能夠全部運過去嗎?的確,傳統(tǒng)的二次設備至少需要大型超長卡車15輛,但高度集成后的設備僅需3輛卡車即可全部搬運。
二次設備的精簡得益于國網遼寧電力創(chuàng)新開發(fā)應用的高集成度保護測控和三網合一技術。高集成度保護測控裝置負責狀態(tài)監(jiān)控,保護設備。與以往幾百根各種型號的電纜、光纜密密麻麻分層布置的感官印象大不相同,高度集成后的變電站顯得空蕩蕩的。對此,國網遼寧電力電科院于同偉創(chuàng)新工作室的帶頭人于同偉說:“以前,每條線路的間隔都獨立運行,每個間隔都需要幾個柜子那么大的空間,占地很大?,F(xiàn)在都集中到這幾個裝置中。”
何家變電站是國家電網公司首個采用集中式保護的試點工程,30臺電力保護裝置完全集成為一個裝置。為了確保變電站高度集成后安全穩(wěn)定運行,國網遼寧電力相關部門、單位聯(lián)合行動,對方案的可行性進行細致研討:科信部牽頭,對此進行立項研究;遼寧電科院提出技術方案,進行方案的論證、裝置測試;運檢部對變電站投運后的維護問題進行分析;調度進行電網可靠性分析,提前對智能變電站與電網的適應性、故障率等進行測試;基建部推進工程建設;發(fā)展策劃部涉及落實具體電網規(guī)劃相關事宜;朝陽供電公司成立了副總工程師李洪凱為領隊,博士李鵬、碩士傅振宇等高學歷人才為隊員的創(chuàng)新班組,開展智能變電站相關技術研發(fā),保障變電站建設相關事宜……
何家變電站集成度高,集成后要通過網絡傳輸測量數(shù)據。數(shù)據采集時,各個間隔要同步。主時鐘要對時,實現(xiàn)每個間隔同步采集。
功能集中到一個設備后,不同間隔數(shù)據相互影響怎么辦?時間對不上怎么辦?其中一個間隔壞了會不會影響其他間隔?要知道,任何一個微小的差錯都可能導致事故的發(fā)生。國網遼寧電力把所有的可能想在前面,于同偉創(chuàng)新工作室多年來的研究成果恰好解決了改造期間遇到的一些問題。
遼寧電科院副院長、國網智能變電站二次運維技術科技公關團隊帶頭人黃旭說:“我們邀請了國家電網公司系統(tǒng)的專家共同商討,將所有可能的問題逐一解決,最終研制出穩(wěn)定可靠的高集成保護測控裝置?!?/p>
何家變電站裝置準備就緒,進行動模仿真試驗,驗證其可靠性。于同偉笑著說:“我們就是要把100年內可能遭遇的事件都想到,都模擬出來?!眹W遼寧電力的員工們放棄了休息時間,不分晝夜,廢寢忘食,正常至少需四個月進行的試驗,他們只用了兩個月就圓滿完成了。經過努力,他們共分析判斷出100多項可能發(fā)生的問題,并進行了解決。
目前,何家變電站已安全運行近五年,這期間發(fā)生的故障都是經過國網遼寧電力員工們驗證過的,每個情況下變電站都能正確動作。
3 站得更高,看得更遠
何家變電站成功改造后,國網遼寧電力繼續(xù)致力于其他智能變電站的改造與建設。每個變電站的具體情況不同,進行改造也要針對不同的情況。因此,每一個智能變電站的新建與改造都是一次新的挑戰(zhàn)。
目前,國網遼寧電力運行智能變電站74座,其中220千伏變電站13座(其中改造3座)、66千伏變電站61座(其中改造22座);在建的智能變電站42座,其中500千伏變電站3座、220千伏變電站4座、66千伏變電站35座。
國網遼寧電力各專業(yè)部門干部員工齊心協(xié)力,漂亮地完成了一個又一個挑戰(zhàn),逐漸形成了完整的、高集成化的技術體系,又開始構建智能電網的新模式。
“敢于突破思維定式和傳統(tǒng)觀念的束縛,勇于創(chuàng)新管理方式和工作方法,推動理論創(chuàng)新、業(yè)務創(chuàng)新、科技創(chuàng)新、管理創(chuàng)新。”國網遼寧電力主要領導在2016年二季度會議上的講話給智能電網新模式的開啟指明了方向。9月19日,國網遼寧電力依據國家和國家電網公司有關規(guī)定對《科學技術獎勵實施方案》《管理創(chuàng)新成果、研究工作獎勵實施方案》進行重新修訂,加大對科技創(chuàng)新成果的獎勵力度。這對即將開工的遼陽220千伏東山智能變電站來說更是一大利好。
東山智能變電站按照國家電網公司面向電網、專業(yè)融合、技術集成、二次設備與一次設備一體化的總體思路,在國家電網公司系統(tǒng)開啟了智能變電站二次系統(tǒng)集中布局新模式的探索與掛網試運。該模式簡化了系統(tǒng),減少了設備,實現(xiàn)即插即用的免維護模式,又提升了基于數(shù)據的高級應用和智能分析水平。這種模式既可適應當前電網逐站建設和改造特點,又可劃定試點區(qū)域整體建設;既適用于變電站,又適用于發(fā)、配、用電環(huán)節(jié)實現(xiàn)整個電網的互通互動。該變電站按計劃將于2017年年底投運。
站在更高的角度看,電網與變電站將進一步融合,用最少的設備,實現(xiàn)智能化的實施。如果未來,變電站可以關聯(lián)在一起,信息連接,數(shù)據提取方便無阻,一個變電站發(fā)生故障不能正確操作時,可由其他變電站代勞,電網可隨時按需升級更新,那么電網將更加安全。國網遼寧電力期待更加智能、安全、可靠的堅強智能電網。