一二次融合-智能電網(wǎng)建設(shè)中一二次技術(shù)融合

1、智能電網(wǎng)建設(shè)中一二次設(shè)備融合任雁銘任雁銘yanmingsf-2014.03內(nèi)容提要內(nèi)容提要n智能電網(wǎng)對智能電網(wǎng)對智能智能一次設(shè)備的需求一次設(shè)備的需求n智能一次設(shè)備現(xiàn)狀智能一次設(shè)備現(xiàn)狀n需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題n需要解決的非技術(shù)問題需要解決的非技術(shù)問題智能電網(wǎng)對智能一次設(shè)備的需求智能電網(wǎng)對智能一次設(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。利用傳感器對一次設(shè)備的運行狀態(tài)、控制狀態(tài)、負載能力等進行實時監(jiān)控，從而實現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備可觀測、可控制和自動化是智能設(shè)備的核心和目標。n 一次設(shè)備智能化，內(nèi)嵌測量、計量、繼保、監(jiān)測、控制

2、等功能。智能電網(wǎng)對智能一次設(shè)備的需求智能電網(wǎng)對智能一次設(shè)備的需求n 現(xiàn)場施工簡單、方便，節(jié)約占地。n 對外提供必要的監(jiān)測信息，方便運行維護。智能電網(wǎng)對智能一次設(shè)備的需求智能電網(wǎng)對智能一次設(shè)備的需求智能電網(wǎng)對智能一次設(shè)備的需求智能電網(wǎng)對智能一次設(shè)備的需求n 新的建設(shè)方案，例如預(yù)制倉式方式真正收益，一次設(shè)備需要進一步智能化。智能一次設(shè)備的現(xiàn)狀智能一次設(shè)備的現(xiàn)狀n 考慮到國內(nèi)的現(xiàn)實技術(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 由測量、控制、監(jiān)測等IED集合而成的一種設(shè)備組件，承擔高壓設(shè)備智能化的核心功能，通過電纜或光纖與宿主設(shè)備連接成一個有機整體，通常運行于宿主設(shè)備近旁。智能一次設(shè)

3、備的現(xiàn)狀智能一次設(shè)備的現(xiàn)狀n 智能組件特點智能一次設(shè)備的現(xiàn)狀智能一次設(shè)備的現(xiàn)狀n 變壓器S9電壓、電流油中溶解氣體底層油溫OLTCC有載調(diào)壓冷卻系統(tǒng)智能組件注：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S5S66. 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)S1S2S3S4S7S12S14S8鐵芯接地電流局部放電頂層油溫局部放電電壓、電流系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)S13S11氣體繼電器油中水分S10智能一次設(shè)備的現(xiàn)狀智能一次設(shè)備的現(xiàn)狀n 開關(guān)斷路器/GIS設(shè)備智能

4、組件柜站控層電流傳感器行程傳感器密度傳感器微水傳感器站控層網(wǎng)絡(luò)過程層網(wǎng)絡(luò)開關(guān)控制器主IED斷路器動作特性監(jiān)測IEDSF6氣體狀態(tài)監(jiān)測IED系統(tǒng)測控裝置合并單元局放監(jiān)測IEDUHF傳感器溫度變送器IEC61850智能一次設(shè)備的現(xiàn)狀智能一次設(shè)備的現(xiàn)狀n 智能組件應(yīng)用、實施情況 目前主要是二次廠家實現(xiàn)，為一次廠家配套。開始在智能站中應(yīng)用。 一二次設(shè)備未實現(xiàn)一體化設(shè)計和深度融合。 雙方還存在二次回路重復(fù)設(shè)計，生命周期不匹配等問題。智能一次設(shè)備的現(xiàn)狀智能一次設(shè)備的現(xiàn)狀n 智能組件暴露出的問題 MU、智能終端質(zhì)量不穩(wěn)定。 國調(diào)中心組織統(tǒng)一檢測。 狀態(tài)監(jiān)測類設(shè)備質(zhì)量參差不齊，國網(wǎng)公司對狀態(tài)監(jiān)測類設(shè)備進行停標

5、、整改、檢測。智能一次設(shè)備的現(xiàn)狀智能一次設(shè)備的現(xiàn)狀n 行業(yè)進展情況 在中、低壓開關(guān)上嘗試深度融合。 在高壓開關(guān)還是通過智能組件進行智能化。需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題-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、無源； 3）內(nèi)置、外置； 等等。n 運行環(huán)境惡劣 高溫、強電磁場等惡劣環(huán)境會導(dǎo)致傳感器測量誤差過大或失效。需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題-傳感器n 傳感器的接入 傳感器的不當接入會影響高壓設(shè)備的絕緣，嚴重時導(dǎo)致高壓設(shè)備發(fā)生絕緣擊穿。n 關(guān)鍵傳感器的國產(chǎn)化 一些關(guān)鍵傳感器目前還依賴進口。 例如：變壓器繞組熱點光纖測溫傳感器 變壓器油光聲光譜用傳感器 等。需要

6、解決的關(guān)鍵技術(shù)問題-傳感器n 變壓器繞組熱點測溫用光纖傳感器需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題-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)問題-功能一體化設(shè)計n 過去高壓設(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)備對這一傳統(tǒng)帶來了挑戰(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)計階段就進行充分考慮。 例如，變壓器繞組光纖測溫傳感器的接入，一旦設(shè)計制造完成就無法加裝。需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題-功能一體化設(shè)計n 變壓器繞組熱點光纖測溫需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題-功能一體

7、化設(shè)計n 智能一次設(shè)備需要進行一體化設(shè)計，通盤考慮智能功能，例如傳感器的安裝、布置及其對一次設(shè)別本體的影響。開關(guān)電氣二次回路的優(yōu)化，由此帶來的空間優(yōu)化等收益。n 考慮運行、維護，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，如何進行匹配。需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題-功能一體化設(shè)計n 一體化設(shè)計可以保證高壓設(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)問題-二次設(shè)備可靠性設(shè)計n 電磁及運行環(huán)境比傳統(tǒng)二次設(shè)備更加惡劣，振動、溫度、濕度、鹽霧、地電位等。 例如：GE的BRICK。 運行溫度 -4070 防護等級 IP66需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題-二次設(shè)備可靠性設(shè)計n 二次設(shè)備需要通過更加嚴酷的形式試驗。 例如：給出溫度的要求等與運行在小室環(huán)境中相比，條件惡劣很多。n 制定合適的檢測標準和測試環(huán)境是非常關(guān)鍵的。需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題-狀態(tài)分析技術(shù)n 通過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)。n 一次設(shè)備狀態(tài)綜合診斷，目前還主要依賴人的經(jīng)驗，需要與歷史數(shù)據(jù)、同型號家族數(shù)據(jù)等等進行對比。n 目