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国电南自 唐平:风电场智慧变电站关键技术

北极星智能电网在线  来源:北极星风力发电网    2019/9/19 10:56:14  我要投稿  

北极星智能电网在线讯:9月19日,国电南京自动化股份有限公司研究院副院长唐平在2019 第十二届中国(江苏)国际风电产业发展高峰论坛上从变电站自动化发展历史、智慧变电站实施背景与步骤、智慧变电站设计原则、方案以及关键的技术、风电场智慧变电站的应用四方面为大家进行主题分享《风电场智慧变电站关键技术》。

以下为发言实录:

唐平:各位嘉宾大家上午好,2019 第十二届中国(江苏)国际风电产业发展高峰论坛影响力越来越大,感谢这个论坛为我们提供好的平台,让我们在平台上面有机会交流。

今天给大家带来题目《风电场智慧变电站的关键技术》,主要从四个方面来讲述:第一、变电站自动化发展历史;第二、智慧变电站实施背景与步骤;第三、智慧变电站设计原则、方案以及关键的技术;第四个、风电场智慧变电站的应用。

变电站自动化发展历程

近两年以来,关于智能电网的话题,我们叫智慧变电站,其实这个演变分为五步,1、前面所说常规变电站,常规变电站是以RTU我们最高搞变电站是RTU,通过远方的控制终端,把现场的信息输送到变电站自动化里面;

2、综自变电站,这个是以保护和侧重的数字化为主的,RTU主要侧重是测量;

3、在90年代随着危机的发展我们说综自变电站,实现了“四遥”;

4、随着中国自动化技术发展到2000年前,数字化逐步进入到数字变电站;

5、智能变电站,2008年前后,数字变电站发展到智能电网概念,国家也提出打造坚强的智能电网,这个时候就提出在数字化变电站发展智能变电站。这个变电站最基本的特征就是在监测,在传统智能变电站的基础上引入了监测,也就是除了运行参数可视化,还有主设备的可视化、数字化。

智慧变电站实施背景与步骤

智慧变电站也是刚刚提出来,去年年底,今年年初,国家电网推出能源互联网和泛在电力互联网的基础上,提出建设下一代的智慧变电站,今天主要讲智慧变电站。智慧变电站最主要的特征大量的互联网的有光纤和集中互联比如说5G等,这个智慧变电站领域更加延伸,我们说延伸了末端,设备的末端,还有高级应用。

简单回顾一下,变电站自动化主要经历五个阶段,目前国网智慧变电站实施背景,2019年国网公司提出的坚强智能电网和泛在电力物联网,主要是打造成坚强的能源互联网以泛在电力互联网为基础,以坚强智能电网为主要的建设对象。坚强智能电网在国际上具有很大的影响力,这是一个提出智慧变电站的背景。

国网提出智慧变电站实施步骤,从2017年12月份,第三代智能变电站开始,智能变电站主要是形成保护和自动化两个方案。2018年6月份就在湖南的长沙50万的云田站试点,2019年3月份国家过调和设备库,原来主要是国家调过来的,原来智慧变电站引入泛在互联网的概念,可视化等等概念,所以2019年3月份国家提出智慧变电站相关标准,是由国家中心和国网设备库共同发布的。

按照计划2019年7月将推进智慧变电站的试点建设。大家关注国家电网也知道我们国家6月份,国家电网第三批招标的时候,已经把全国大概16个试点江苏有一个,江苏常州变电站也是录入智慧变电站的试点,2019年7月全面启动国网下一代智慧变电站试点建设,这是我们国家电网。南方电网提出叫“数字化电网”意思也大同小异。

2019年按照规划,2019年12月试点站要投入运行,如果运行成功国家电网要全面推进智慧变电站的运行。这是一个进程,目前已编制《已投运智能变电站改造优化措施》,分两个:一个是已投运是怎么改造,第二个是变电站完善提升试点设计原则。第二就是对试点,完成了《试点技术方案》,这个已经实施了。第六个就是明确智慧变电站的发展方向、确定了试点项目,7个变电站大概7个变电站的试点项目。国家电网正在按照这个步骤全面推进整个智慧变电站的建设。

智慧变电站关键点原则、方案以及关键技术

第一、以原则“四化”为发展,一个就是采集数字化,现在数字化已经实现,主要是现在测试运行,下一步数字化是围绕设备的数字化,原来不知道变压器的运行状态,现在就可以了解。第二传输网络化,这个网络化刚才讲一个有线一个无线,包括国网专用。还有一个设备标准化,这个是出了100多个标准。还有一个就是运检智能化。这个最大的变化就是智慧运维提高比较大。

“四个有利于”第一个有利于电网更安全;有利于设备可靠性;有利于运检更高效;有利于全寿命成本最优。我们讲了全设备进行管理,在智慧变电站基础上提出了全生命成本的最优。

治理原则:1、一次设备,一个防火防爆、本质安全、免、少维护、标准设备、状态感知、绿色环保,对于一次设备来说。还有具体的对于材料,材料什么样的技术路线、材料什么样的免维护设备,采用什么样的标准,特别是对状态感知,特别是状态感知,这个是为下一步的智能运维来服务,当然还有一个绿色环保,在绿色环保明确了应用化的应用。

对于二次系统要求安全可靠、共享融合、灵活高效、智能互动。随着智慧变电站人类干预越来越少,智能互动越来越重要。具体对线路保护采用就地化保护和常规保护装置,这个主要考虑到平价。第二个常规采样,还有常规跳闸,第三安装于就地设备舱或保护小时。国家电网前几年做了大量工作,把六保零工作全面推进。第二个是母线、变压器保护,还有35/10KV间隔保护。

二次系统的户内变电站整体构架,这个跟传统的差不多,就是扩展了流动。这个是户外变电站整体的构架,户外就是强调了安全、就地的设备舱。这次在我们智慧变电站里面对于弧光保护提出了比较高的要求。

这个测控方案,这个方案在智慧变电站里面把测控方案提出了一个冗余,在这次整个智慧变电站对于测控网提出一个冗余的概念,主要是为了提升变电站可靠性,再一个就是智慧变电站减少人的干预,减少人的干预以后对于整个智慧变电站控制,等会儿我们讲控制、可靠性那就有了。所以测控这一块儿就是冗余测控的概念。这是我们集群测控+双重化。由于时间关系不展开了。

这是一个多功能的测控方案,测控提出了一个PMA的概念,原来我们DMU是单独安装的,在整个的稳控里面独立安装。这次我们在智慧变电站解决方案里面提了。

这一个就是刚才我们讲了一次设备、二次修理,第三就是辅助系统。辅助系统分消防和安放,还有在机监测。这里面提出了主辅统一平台,原来我们变电站建工系统是一个独立的建工系统跟远方调度系统不相连,这里面有一个辅助系统,辅助系统控制系统作为一个统一的平台,当然考虑到安全因素,我们在变电站辅助系统有一个隔离。

再一个运维一体化,刚才讲运维就是智能变电站,把变电站设备状态引进来,智慧变电站对设备的状态提出更高更具体的要求,特别是智慧变电站我们引入了巡检机器人,在线检测。

再一个管理智能化一个管理智能化集中监控远方的运维。这是一个辅助系统的结构,这里面看到了我们跟调度跟变电站自动化,跟调度跟消费跟辅助监控,辅助监控包括利润,这里面投入已经很清晰的都描述了,包括它的感觉,包括重压加力。

再一个就是土建设计,这个智慧变电站对土建也提出来里面一个统一的核心基础,这里面最重要就是一个予以支持。予以支持可以移动,第二现场安装更方便,节约了时间、节约了土地。还有差异化房间的配置等等。

这是我们研制的根据国网公司,智慧变电站要求我们研制各种各样预制系统。再一个就是智能管控,这里面主要从安全的角度,这个里面有一个重要的概念就是我们智慧变电站有一个重要的概念,刚才我们讲了智能巡检、全面检视,另外一个重要的就是一键顺控,根据你操作流程全部自动的完成,减少人为的干预。这个智慧变电站对我们智能管控提高了很高的条件。

这是我们二次智能运维软件的构架,它主要分两层一个是主站还有变电站,这里面描述了我们的信息,第一平台数据采集等等。再一个智能管控的系统的一个方案。再一个泛在物联的智慧变电站自动化,这是一个本地系统,从设备层分三层四层,一个设备层、终端层、网络层、平台层,设备层主要是一次设备还有二次还有辅助设备。网络层、平台层,这个基于泛在物联的变电站这个系统很全面,我就不展开讲了。

这是一个系统构架、还有一体化建模,这个是我们智慧变电站很重要的一个,也是比较关键的技术。智慧变电站主要是高级场景:3D场景化之类的。这是可视化,这是远程一级顺控的,这是设备状态的监测评估。

刚才讲了智慧变电站,由于时间关系我们只能粗略把整个国网下一步推展,开展智慧变电站跟大家汇报一下:关键技术是智能巡检,还有一建顺控,还有高级应用。风电场智慧变电站有几点:一个是储能,在这个基础上把储能进入整个智慧变电站。

由于时间关系,介绍比较匆忙,主要跟大家介绍我们国网下一个智慧变电站关键技术,这个对大家带来一些信息,另外对风电场变电站自动化特殊的应用给大家做一个简单的介绍。谢谢大家。

(发言为北极星风力发电网根据速记整理,未经本人审核)

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