智能電網(wǎng)的《智能電網(wǎng)關(guān)鍵設備(系統)研制規劃》是《國家電網(wǎng)智能化規劃》的子規劃之一,主要包括關(guān)鍵設備的現狀分析、研制技術(shù)路線(xiàn)、研制內容和目標等。
在規劃中,國家電網(wǎng)公司首先進(jìn)行了關(guān)鍵設備的現狀分析,我國在建設智能電網(wǎng)的設備方面已經(jīng)具備了比較好的條件,例如已有設備基本滿(mǎn)足電網(wǎng)建設和發(fā)展的常規需求;其中部分設備已經(jīng)達到或處于國際先進(jìn)水平,比如在電網(wǎng)的二次控制方面,特別是在特高壓交流、特高壓直流上,我國一直在國際上是領(lǐng)先的;再就是我國具有向智能化發(fā)展的基礎。
但是從建設智能電網(wǎng)的要求來(lái)說(shuō),還存在一些差距。首先是大部分關(guān)鍵設備不能滿(mǎn)足智能電網(wǎng)信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化的要求;其次是智能設備技術(shù)標準不統一,互換性差,技術(shù)性能有待提升;再者部分關(guān)鍵設備的核心技術(shù)還沒(méi)有完全掌握,比如我國在數字化變電站二次控制部分核心設備交換機,還處于進(jìn)口階段。
從關(guān)鍵設備的研制思路來(lái)看,關(guān)鍵設備不是泛指所有的輸配電設備,而是指具有“信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化”的技術(shù)特征,可顯著(zhù)提升電網(wǎng)智能化水平的設備。目前從關(guān)鍵設備的研制進(jìn)展來(lái)說(shuō)可劃分為三類(lèi),分別是已有設備、在研設備和待研設備。
國家電網(wǎng)公司針對不同類(lèi)型提出不同的發(fā)展思路,對于已有的關(guān)鍵設備,注重提升設備性能、拓展產(chǎn)品種類(lèi)、提高產(chǎn)業(yè)能力、加大推廣應用。
針對正在研制的設備,國家電網(wǎng)公司工作思路是明確目標重點(diǎn)、加快研制進(jìn)度、強化示范應用、形成生產(chǎn)能力。在在研設備里面需要突出的提到的是變電站智能設備研發(fā),現在電工行業(yè)的很多變壓器廠(chǎng)家、開(kāi)關(guān)廠(chǎng)家、互感器廠(chǎng)家都在配合國家電網(wǎng)公司開(kāi)發(fā)智能變電站的關(guān)鍵設備智能化,特別是在開(kāi)關(guān)和變壓器方面,現在都在研制。在在研設備中提出明確目標重點(diǎn),例如在開(kāi)關(guān)和變壓器智能化方面,主要是指要明確工作重點(diǎn),那些檢測確實(shí)需要外界檢測,50萬(wàn)千瓦的變壓器和11萬(wàn)千瓦的變壓器重點(diǎn)如何區分,開(kāi)關(guān)重點(diǎn)在哪里,這是首先要明確的。國家電網(wǎng)公司智能化變電站現在有74個(gè),在今年下半年將基本完成設備的招標,這些設備,特別是開(kāi)關(guān)設備和互感設備,必須具備智能化的要求,這就需要強化示范應用。
國家電網(wǎng)公司針對待研制設備,著(zhù)重跟蹤發(fā)展趨勢、加強技術(shù)攻關(guān)、堅持自主創(chuàng )新、提升整體實(shí)力。
國家電網(wǎng)公司在謀劃階段的基礎上,把研制關(guān)鍵設備劃分為發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調度和信息通信等7個(gè)專(zhuān)業(yè),每個(gè)專(zhuān)業(yè)包括若干技術(shù)領(lǐng)域,共28個(gè)技術(shù)領(lǐng)域,137項關(guān)鍵設備。此規劃對137項關(guān)鍵設備國內外發(fā)展水平、智能電網(wǎng)今后對其需求、設備的技術(shù)標準和對關(guān)鍵設備技術(shù)要求都一一做了詳細解釋。
從發(fā)電專(zhuān)業(yè)來(lái)講,可劃分為常規能源發(fā)電、可再生能源發(fā)電和大規模儲能三類(lèi)關(guān)鍵設備的研制計劃。比如在可再生能源領(lǐng)域,我們平常所說(shuō)的風(fēng)電產(chǎn)能過(guò)剩其實(shí)是風(fēng)機產(chǎn)能過(guò)剩,但是我國真正影響風(fēng)電發(fā)展的關(guān)鍵設備仍然不過(guò)關(guān),風(fēng)力發(fā)電的預測、風(fēng)力發(fā)電和電網(wǎng)的銜接都不過(guò)關(guān)。在儲能方面發(fā)展更加緩慢,儲能在今后一個(gè)階段是真正能夠帶動(dòng)一個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的行業(yè)。目前已經(jīng)研制成功新能源發(fā)電監控系統,研制成功了50kW垂直軸風(fēng)電機組,正在組織開(kāi)發(fā)風(fēng)光儲智能協(xié)調控制系統。
從輸電專(zhuān)業(yè)來(lái)講,研制計劃可分為檢測裝置、檢測系統、柔性交流輸電、柔性直流輸電四個(gè)領(lǐng)域。該專(zhuān)業(yè)完成了柔性直流輸電系統關(guān)鍵設備樣機研制,研發(fā)成功500kW故障電流限制器等FACTS裝置,正在進(jìn)行輸變電設備狀態(tài)監測系統研發(fā)。
從變電專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō),關(guān)鍵設備研制計劃分為過(guò)程層設備、站控層設備、輔助支持設備三個(gè)領(lǐng)域,變電方面主要是智能變電站,它分為變壓器、互感器、開(kāi)關(guān)等。在該專(zhuān)業(yè)中,電子式互感器、工業(yè)以太交換機等設備研制成功,電力變壓器、開(kāi)關(guān)設備等正在進(jìn)行智能化研究。
從配電專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō),智能配電設備、配電自動(dòng)化、分布式電源三個(gè)領(lǐng)域,配電自動(dòng)化和分布式電源接入是設備研發(fā)的重點(diǎn)。光伏并網(wǎng)逆變器、微網(wǎng)運行控制器等關(guān)鍵設備研制成功,電能智能監測系統研制成功并投運。
從用電專(zhuān)業(yè)來(lái)講,該專(zhuān)業(yè)分為六個(gè)了領(lǐng)域,分別是用電信息采集、智能用電服務(wù)、用戶(hù)側分布電源、充放電設施、雙向互動(dòng)服務(wù)、智能量測裝備。在中國智能電網(wǎng)很大的一部分就是用電,這里設計的用電信息采集系統,這里涵蓋智能電表,外國發(fā)展比較先進(jìn)。智能用電包括比較多,包括“三網(wǎng)融合”、電力裝嵌到戶(hù)等等,還有分布式電源、電動(dòng)汽車(chē)的充放電設備等。
通信信息分為骨干傳輸網(wǎng)、配用電通信網(wǎng)、通信支撐網(wǎng)三個(gè)領(lǐng)域。信息通訊,包括光線(xiàn)等今后定會(huì )支持智能電網(wǎng)發(fā)展。
搶占智能電網(wǎng)國際技術(shù)標準
從智能電網(wǎng)技術(shù)標準方面來(lái)講,目前國內外組織都在進(jìn)行標準的研究。IEC組織成立了“智能電網(wǎng)工作組(SG3)”,牽頭開(kāi)展智能電網(wǎng)標準的研究,NIST發(fā)布了“智能電網(wǎng)互操作化框架與路線(xiàn)圖”,此外IEEE還成立了P2030工作組,著(zhù)力編制《IEEE P2030標準草案》,歐洲標準化組織CEN成立了工作組,積極推進(jìn)智能電網(wǎng)標準研究工作,日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省成立了智能電網(wǎng)標準化戰略工作組。
我國智能電網(wǎng)標準研究領(lǐng)域也從2009年就開(kāi)始了。2009年國家電網(wǎng)公司啟動(dòng)了智能電網(wǎng)技術(shù)標準體系研究,成立了專(zhuān)家工作組開(kāi)展工作。該工作組從智能電網(wǎng)的需求出發(fā),按照8個(gè)專(zhuān)業(yè)分支,在梳理已有的779項國際標準和772項國內標準的基礎上,編制完成了《國家電網(wǎng)智能電網(wǎng)技術(shù)標準體系規劃》,并確定了標準體系規劃三步走的規劃部署。
國家電網(wǎng)公司的上述技術(shù)標準是企業(yè)性標準,代替不了國家標準,也代替不了行業(yè)標準,這是做企業(yè)標準的綱領(lǐng)性指南。在國家有關(guān)部委指導下,國家電網(wǎng)公司將以這些企業(yè)標準為體系加快智能電網(wǎng)企業(yè)標準的編制,并且積極參與了行業(yè)標準和國家標準的制定,并且開(kāi)展智能電網(wǎng)標準國際化工作,需要強調的是現在國家電網(wǎng)做的是企業(yè)標準,可能?chē)覙藴?,行業(yè)標準還沒(méi)有出來(lái)的時(shí)候,首先必須拼命地去爭取成為國際標準,以前標準的程序是先企業(yè)標準,后行業(yè)標準,再?lài)覙藴?,然后看看能不能在成為國際標準?,F在我們在智能電網(wǎng)方面必須有這樣一個(gè)思路,就是在沒(méi)有國家標準、行業(yè)標準,甚至是企業(yè)標準的情況下,搶先搶占國際標準。
其實(shí)其他國家就沒(méi)有國家標準,ABB、西門(mén)子等這些國際上的跨國公司他們之所以大量涉足智能電網(wǎng),更多的是在搶占智能電網(wǎng)的標準,一旦一些標準被這些企業(yè)搶占以后他們才會(huì )投入大量的資金用于研發(fā),和我國先研發(fā),后應用,再制定標準的模式完全不一樣,所以國家電網(wǎng)公司首先以企業(yè)標準為立足點(diǎn),積極支持國家標準和行業(yè)標準發(fā)展,同時(shí)也要搶占國際標準。
從標準體系的層級來(lái)看,國家電網(wǎng)公司智能電網(wǎng)技術(shù)標準體系由8個(gè)專(zhuān)業(yè)分支組成,每個(gè)專(zhuān)業(yè)分支下又分為若干個(gè)技術(shù)領(lǐng)域,共26個(gè)技術(shù)領(lǐng)域,每個(gè)技術(shù)領(lǐng)域又涵蓋若干標準系列,共有92個(gè)標準系列,每個(gè)標準系列又有若干個(gè)具體標準組成,共分為5個(gè)層級。
從目前標準體系規劃的進(jìn)展情況來(lái)看,智能發(fā)電方面《風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)技術(shù)規定》已作為企業(yè)標準發(fā)布,《光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規定》已經(jīng)申請發(fā)布;在智能輸電方面,《架空輸電線(xiàn)路在線(xiàn)檢測系統通用技術(shù)條件》已作為公司企業(yè)標準發(fā)布,《輸變電設備在線(xiàn)監測系統技術(shù)導則》等6項標準將在2010年完成;智能變電方面,《變電站智能化改造技術(shù)規范》等已經(jīng)作為企業(yè)標準發(fā)布;從智能用電方面來(lái)講,首先“智能電能表”相關(guān)的12項技術(shù)標準和“用電信息采集系統”相關(guān)的24項技術(shù)標準已經(jīng)作為企業(yè)標準發(fā)布,此外與電動(dòng)汽車(chē)有關(guān)的5項標準已經(jīng)作為企業(yè)標準發(fā)布。
在電網(wǎng)公司制定標準體系的同時(shí),國家電網(wǎng)公司依據與智能電網(wǎng)的關(guān)系和重要性,選取了部分與智能電網(wǎng)建設密切相關(guān)、系統性強、涉及面廣、相對重要的技術(shù)標準作為國家電網(wǎng)公司首批推薦的22項核心標準。