智能電網(wǎng)建設(shè)中一二次技術(shù)融合

n智能電網(wǎng)對(duì)智能一次設(shè)備的需求n智能一次設(shè)備現(xiàn)狀n需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題n需要解決的非技術(shù)問(wèn)題智能電網(wǎng)對(duì)智能一次設(shè)備的需求n一次設(shè)備是電網(wǎng)的基本單元，智能一次設(shè)備是智能電網(wǎng)的重要組成部分，主要涉及變壓器和開關(guān)設(shè)備。利用傳感器對(duì)一次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、控制狀態(tài)、負(fù)載能力等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備可觀測(cè)、可控制和自動(dòng)化是智能設(shè)備的核心和目標(biāo)。n一次設(shè)備智能化，內(nèi)嵌測(cè)量、計(jì)量、繼保、監(jiān)測(cè)、控制等功能。智能電網(wǎng)對(duì)智能一次設(shè)備的需求n現(xiàn)場(chǎng)施工簡(jiǎn)單、方便，節(jié)約占地。n對(duì)外提供必要的監(jiān)測(cè)信息，方便運(yùn)行維護(hù)。智能電網(wǎng)對(duì)智能一次設(shè)備的需求智能電網(wǎng)對(duì)智能一次設(shè)備的需求n新的建設(shè)方案，例如預(yù)制倉(cāng)式方式真正收益n考慮到國(guó)內(nèi)的現(xiàn)實(shí)技術(shù)條件，2009年提出了智能組件的技術(shù)路線。n智能組件定義由測(cè)量、控制、監(jiān)測(cè)等IED集合而成的一種設(shè)備組件，承擔(dān)高壓設(shè)備智能化的核心功能，通過(guò)電纜或光纖與宿主設(shè)備連接成一個(gè)有機(jī)整體，通常運(yùn)行于宿主設(shè)備近旁。n智能組件特點(diǎn)n變壓器電壓、電流S6S5S7S6S5S7S10S9電壓、電流S1S1S2S11氣體繼電器S11CS12系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)S13油中溶解氣體油中水分CS12系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)S13OLTCS4S3底層油溫智能S4S3底層油溫S14S8S14S8局部放電有載調(diào)壓冷卻系統(tǒng)注：1.S1、S2頂層油溫，S3、S4底層油溫2.S5、S6、S9、S10電壓、電流3.S7、S8局部放電4.S11氣體繼電器5.S12油中溶解氣體6.S13油中水分7.S14鐵芯接地電流8.C冷卻系統(tǒng)9.OLTC有載調(diào)壓系統(tǒng)n開關(guān)過(guò)n智能組件應(yīng)用、實(shí)施情況目前主要是二次廠家實(shí)現(xiàn)，為一次廠家配套。開始在智能站中應(yīng)用。一二次設(shè)備未實(shí)現(xiàn)一體化設(shè)計(jì)和深度融合。雙方還存在二次回路重復(fù)設(shè)計(jì)，生命周期不n智能組件暴露出的問(wèn)題國(guó)調(diào)中心組織統(tǒng)一檢測(cè)。狀態(tài)監(jiān)測(cè)類設(shè)備質(zhì)量參差不齊，國(guó)網(wǎng)公司對(duì)狀態(tài)監(jiān)測(cè)類設(shè)備進(jìn)行停標(biāo)、整改、檢測(cè)。n行業(yè)進(jìn)展情況在中、低壓開關(guān)上嘗試深度融合。在高壓開關(guān)還是通過(guò)智能組件進(jìn)行智能化。需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題-傳感器n智能高壓設(shè)備所使用的傳感器種類繁多1）電學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、力學(xué)等；2）有源、無(wú)源；n運(yùn)行環(huán)境惡劣高溫、強(qiáng)電磁場(chǎng)等惡劣環(huán)境會(huì)導(dǎo)致傳感器測(cè)量誤差過(guò)大或失效。需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題-傳感器n傳感器的接入傳感器的不當(dāng)接入會(huì)影響高壓設(shè)備的絕緣，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致高壓設(shè)備發(fā)生絕緣擊穿。n關(guān)鍵傳感器的國(guó)產(chǎn)化一些關(guān)鍵傳感器目前還依賴進(jìn)口。例如：變壓器繞組熱點(diǎn)光纖測(cè)溫傳感器變壓器油光聲光譜用傳感器等。需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題-傳感器n變壓器繞組熱點(diǎn)測(cè)溫用光纖傳感器需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題-傳感器n研制滿足智能高壓設(shè)備需要的安全、靈敏、可靠和較強(qiáng)干擾能力的傳感器是智能高壓設(shè)備研究應(yīng)用的關(guān)鍵。需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題-功能一體n過(guò)去高壓設(shè)備制造商很少關(guān)注二次設(shè)備，只考慮到與一次設(shè)備接口的電氣二次回路。智能一次設(shè)備對(duì)這一傳統(tǒng)帶來(lái)了挑戰(zhàn)。作為智能化的一部分，傳感器和執(zhí)行器接植入或接入高壓設(shè)備本體。需要在高壓設(shè)備設(shè)計(jì)階段就進(jìn)行充分考慮。例如，變壓器繞組光纖測(cè)溫傳感器的接入，一旦設(shè)計(jì)制造完成就無(wú)法加裝。需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題-功能一體n變壓器繞組熱點(diǎn)光纖測(cè)溫需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題-功能一體n智能一次設(shè)備需要進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，通盤考慮智能功能，例如傳感器的安裝、布置及其對(duì)一次設(shè)別本體的影響。開關(guān)電氣二次回路的優(yōu)化，由此帶來(lái)的空間優(yōu)化等收益。n考慮運(yùn)行、維護(hù)，以及電子設(shè)備與一次設(shè)備之間的壽命匹配。一次設(shè)備本體壽命要求30年，二次設(shè)備一般12年左右，如何進(jìn)行匹配。需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題-功能一體n一體化設(shè)計(jì)可以保證高壓設(shè)備的可靠性和傳感器靈敏性。n挑戰(zhàn)：涉及到多學(xué)科，需要跨專業(yè)協(xié)作。需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題-二次設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)n電磁及運(yùn)行環(huán)境比傳統(tǒng)二次設(shè)備更加惡劣，振動(dòng)、溫度、濕度、鹽霧、地電位等。例如：GE的BRICK。運(yùn)行溫度-40℃~70℃需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題-二次設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)n二次設(shè)備需要通過(guò)更加嚴(yán)酷的形式試驗(yàn)。例如：給出溫度的要求等與運(yùn)行在小室環(huán)境中相比，條件惡劣很多。n制定合適的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試環(huán)境是非常關(guān)鍵需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題-狀態(tài)分析技術(shù)n通過(guò)各種傳感器獲得了一次設(shè)備豐富的狀態(tài)信息，為一次設(shè)備的狀態(tài)分析提供了基礎(chǔ)。如何將原始信息轉(zhuǎn)化為可用的設(shè)備狀態(tài)信息,如何建立一次設(shè)備狀態(tài)綜合診斷模型，依然面臨很大的挑戰(zhàn)。人的經(jīng)驗(yàn)，需要與歷史數(shù)據(jù)、同型號(hào)家族數(shù)據(jù)等等進(jìn)行對(duì)比。n目前也在探索將新