智能化電力設(shè)備是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的關(guān)鍵

從日前舉辦的亞太智能電力峰會(huì)上獲悉，科技部863計(jì)劃將在“十二五”期間投資10.5億元，用于智能電網(wǎng)重大專項(xiàng)的研究。研究?jī)?nèi)容包括大規(guī)模風(fēng)電接入電網(wǎng)、電動(dòng)車、高密度分布式電源、太陽(yáng)能發(fā)電、輸變電設(shè)備等20幾個(gè)課題。這是國(guó)家層面首次對(duì)智能電網(wǎng)展開研究。

專家指出，由于跨區(qū)送電是我國(guó)不可回避的問題，堅(jiān)強(qiáng)網(wǎng)架和智能化將是我國(guó)未來電網(wǎng)的兩大支柱。大規(guī)模可再生能源接入電網(wǎng)、集成供電是未來我國(guó)智能電網(wǎng)的重要特征，將大大減少對(duì)化石能源的依賴，并有助于降低凍雨等自然災(zāi)害對(duì)電力安全的影響。鑒于目前智能電網(wǎng)側(cè)重在輸電側(cè)，未來5年，技術(shù)重點(diǎn)必須逐漸轉(zhuǎn)移至配電、用電領(lǐng)域。

分析人士表示，“未來十年，是國(guó)家智能電網(wǎng)的大建設(shè)階段，想在這個(gè)領(lǐng)域賺錢的企業(yè)，要抓緊時(shí)間了，盡快研發(fā)出新的產(chǎn)品，否則就來不及了。”

智能電網(wǎng)，未來電網(wǎng)的發(fā)展方向

在綠色節(jié)能意識(shí)的驅(qū)動(dòng)下，智能電網(wǎng)成為世界各國(guó)競(jìng)相發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域。

智能電網(wǎng)是電力網(wǎng)絡(luò)，是一個(gè)自我修復(fù)，讓消費(fèi)者積極參與，能及時(shí)從襲擊和自然災(zāi)害復(fù)原，容納所有發(fā)電和能量?jī)?chǔ)存，能接納新產(chǎn)品，服務(wù)和市場(chǎng)，優(yōu)化資產(chǎn)利用和經(jīng)營(yíng)效率，為數(shù)字經(jīng)濟(jì)提供電源質(zhì)量。

智能電網(wǎng)建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)之上，旨在利用先進(jìn)傳感和測(cè)量技術(shù)、先進(jìn)設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)控制方法，以及先進(jìn)決策支持系統(tǒng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全的高效運(yùn)行。

它的發(fā)展是一個(gè)漸進(jìn)的逐步演變,而是不是一場(chǎng)徹底的變革,是現(xiàn)有技術(shù)和新技術(shù)協(xié)同發(fā)展的產(chǎn)物，除了網(wǎng)絡(luò)和智能電表外還飽含了更廣泛的范圍。

建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，以信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化為特征的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，全面提高電網(wǎng)的安全性、經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性和互動(dòng)性，堅(jiān)強(qiáng)是基礎(chǔ), 智能是關(guān)鍵。

設(shè)備智能，實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的關(guān)鍵

智能電網(wǎng)是未來整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向，重點(diǎn)關(guān)注新能源發(fā)電,網(wǎng)絡(luò)的可靠性和效率。對(duì)于電力設(shè)備商來說如何在發(fā)電、輸電和配電、用電整個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)管控一體化、互動(dòng)化是關(guān)注的焦點(diǎn);而對(duì)于自動(dòng)化企業(yè)來說，提供從發(fā)電到用電整個(gè)價(jià)值鏈中的自動(dòng)化、IT和可控制的電力設(shè)備來滿足智能電網(wǎng)的需求，是占據(jù)未來電力市場(chǎng)的核心所在。

電力設(shè)備是電網(wǎng)中重要的基礎(chǔ)設(shè)施，尤其是在輸配電網(wǎng)絡(luò)中。為滿足未來智能電網(wǎng)的需求，我們需用提供高效、可靠的智能電力設(shè)備。那么，如何才能實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備的智能化呢?

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新的互感技術(shù)、傳感技術(shù)、智能組件和通信技術(shù)等先進(jìn)的科技使得電力設(shè)備智能化成為可能。

新型的電子式互感器

傳統(tǒng)的電磁式電流電壓互感器難以直接完成計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)電流電壓完整信息進(jìn)行數(shù)字化處理的要求，難以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)對(duì)電量參數(shù)變化的在線監(jiān)測(cè)。一種能與數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)配套使用的新型電流電壓互感器成為電網(wǎng)安全高效運(yùn)行的迫切需要。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電力設(shè)備二次系統(tǒng)測(cè)量、保護(hù)裝置的數(shù)字化發(fā)展，電力系統(tǒng)對(duì)測(cè)量、保護(hù)、控制和數(shù)據(jù)傳輸智能化、自動(dòng)化及電網(wǎng)安全、可靠和高質(zhì)量運(yùn)行的要求越來越高，具有測(cè)量、保護(hù)、監(jiān)控、傳輸?shù)冉M合功能的智能化、小型化、模塊化、機(jī)電一體化電力設(shè)備，對(duì)電網(wǎng)安全、可靠和高質(zhì)量運(yùn)行具有重要意義。這已成為國(guó)內(nèi)外著名電力設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)的主流。

新型電子式互感器分為有源和無源兩類，具有絕緣性能優(yōu)越、抗電磁干擾、不飽和、易于數(shù)字信號(hào)傳輸、測(cè)量帶寬和精度高、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、運(yùn)行時(shí)無噪音。2003年，國(guó)內(nèi)開始試點(diǎn)電子式互感器,2006年，開始在而整個(gè)變電站試點(diǎn)使用，全光纖互感器則是近3年內(nèi)掛網(wǎng)試運(yùn)行。

先進(jìn)的傳感器技術(shù)

傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。

在利用信息的過程中，首先要解決的就是要獲取準(zhǔn)確可靠的信息，而傳感器是獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域中信息的主要途徑與手段。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)過程中，要用各種傳感器來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程中的各個(gè)參數(shù)，使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達(dá)到最好的質(zhì)量。因此可以說，沒有眾多的優(yōu)良的傳感器，現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎(chǔ)。

它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)，智能設(shè)備需大量采用傳感器，作為數(shù)字量采集和輸入。

預(yù)防性維修的智能組件

能源是所有現(xiàn)代企業(yè)賴以生存的基礎(chǔ)性資源和前提條件，同時(shí)又是一項(xiàng)重要的成本開支，這些特點(diǎn)又以電力能源表現(xiàn)的最為普遍、最為鮮明。能源管理信息化、自動(dòng)化在企業(yè)信息管理系統(tǒng)中站有舉足輕重的地位，這也是由能源在企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中的重要性所決定的。

實(shí)現(xiàn)對(duì)電力的自動(dòng)化監(jiān)視與控制，實(shí)施智能化配電監(jiān)控系統(tǒng)可以有效保障供電可靠性和供電品質(zhì)，為連續(xù)性的自動(dòng)化生產(chǎn)提供保證;有利于合理安排生產(chǎn)計(jì)劃，優(yōu)化負(fù)荷分配，節(jié)約電力成本以及檢修成本;提高維護(hù)人員工作效率，減小勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約人力資源。

因此，設(shè)備制造商需要通過在線監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)自我診斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備可能出現(xiàn)的問題，進(jìn)行預(yù)防性維修。這就離不開大量的智能組件，它的研發(fā)需要一次、二次設(shè)備制造商間的密切配合，共同進(jìn)行。如ABB根據(jù)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要，同國(guó)內(nèi)部分二次設(shè)備制造商共同開發(fā)部份智能組件。這些智能組件能夠幫助斷路器、變壓器、油色譜等設(shè)備實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)。

通信標(biāo)準(zhǔn)IEC61850

為方便變電站中各種IED的管理以及設(shè)備間的互聯(lián)，就需要一種通用的通信方式來實(shí)現(xiàn)。IEC61850提出了一種公共的通信標(biāo)準(zhǔn)，通過對(duì)設(shè)備的一系列規(guī)范化，使其形成一個(gè)規(guī)范的輸出，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無縫連接。

IEC61850標(biāo)準(zhǔn)是基于通用網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)唯一國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，吸收了IEC60870系列標(biāo)準(zhǔn)和UCA的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)吸收了很多先進(jìn)的技術(shù)，對(duì)保護(hù)和控制等自動(dòng)化產(chǎn)品和變電站自動(dòng)化系統(tǒng)(SAS)的設(shè)計(jì)產(chǎn)生深刻的影響。

它將不僅應(yīng)用在變電站內(nèi)，而且將運(yùn)用于變電站與調(diào)度中心之間以及各級(jí)調(diào)度中心之間。國(guó)內(nèi)外各大電力公司、研究機(jī)構(gòu)都在積極調(diào)整產(chǎn)品研發(fā)方向，力圖和新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌，以適應(yīng)未來的發(fā)展方向。

ABB智能電力設(shè)備解決方案

智能電網(wǎng)術(shù)語(yǔ)出現(xiàn)以前，ABB就處于智能技術(shù)開發(fā)的前沿，積極參與了中國(guó)電網(wǎng)的建設(shè),提供了許多技術(shù)先進(jìn)、可靠性高的智能電力設(shè)備。作為電力與自動(dòng)化技術(shù)全球領(lǐng)先的供應(yīng)商，ABB擁有全系列的智能電力產(chǎn)品與解決方案，能夠減少現(xiàn)場(chǎng)施工調(diào)試的工作了，縮短現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)間，提高效率和設(shè)備可靠性。

如，IEC61850變電站通訊網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)，建立起快速和開放的共享平臺(tái)，為系統(tǒng)提供更加豐富和及時(shí)的信息。靠近主設(shè)備安裝并與主設(shè)備一起提供的分布式智能組件，將提高變電站在智能網(wǎng)絡(luò)中的適應(yīng)性，滿足分布式、間隙性的新能源接入的需求。

具有自診斷功能的智能組件，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)視，實(shí)時(shí)提供設(shè)備的健康狀況，提早發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在的故障，將會(huì)改變?cè)O(shè)備傳統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)方式，有針對(duì)性的進(jìn)行設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)，降低變電站設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用，延設(shè)備的使用壽命，從而降低設(shè)備全壽命周期成本。

智能變壓器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠提供精確的狀態(tài)信息，可以延長(zhǎng)變壓器使用壽命，并通過減少維護(hù)和延伸產(chǎn)品壽命實(shí)現(xiàn)節(jié)約成本。