智能化電力設備是實(shí)現智能電網(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計劃將在“十二五”期間投資10.5億元，用于智能電網(wǎng)重大專(zhuān)項的研究。研究?jì)热莅ù笠幠ｏL(fēng)電接入電網(wǎng)、電動(dòng)車(chē)、高密度分布式電源、太陽(yáng)能發(fā)電、輸變電設備等20幾個(gè)課題。這是國家層面首次對智能電網(wǎng)展開(kāi)研究。

專(zhuān)家指出，由于跨區送電是我國不可回避的問(wèn)題，堅強網(wǎng)架和智能化將是我國未來(lái)電網(wǎng)的兩大支柱。大規?？稍偕茉唇尤腚娋W(wǎng)、集成供電是未來(lái)我國智能電網(wǎng)的重要特征，將大大減少對化石能源的依賴(lài)，并有助于降低凍雨等自然災害對電力安全的影響。鑒于目前智能電網(wǎng)側重在輸電側，未來(lái)5年，技術(shù)重點(diǎn)必須逐漸轉移至配電、用電領(lǐng)域。

分析人士表示，“未來(lái)十年，是國家智能電網(wǎng)的大建設階段，想在這個(gè)領(lǐng)域賺錢(qián)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(lái)不及了。”

智能電網(wǎng)，未來(lái)電網(wǎng)的發(fā)展方向

在綠色節能意識的驅動(dòng)下，智能電網(wǎng)成為世界各國競相發(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，讓消費者積極參與，能及時(shí)從襲擊和自然災害復原，容納所有發(fā)電和能量?jì)Υ?，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，為數字經(jīng)濟提供電源質(zhì)量。

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

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。

建設以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，各級電網(wǎng)協(xié)調發(fā)展，以信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化為特征的堅強智能電網(wǎng)，全面提高電網(wǎng)的安全性、經(jīng)濟性、適應性和互動(dòng)性，堅強是基礎, 智能是關(guān)鍵。

設備智能，實(shí)現智能電網(wǎng)的關(guān)鍵

智能電網(wǎng)是未來(lái)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。對于電力設備商來(lái)說(shuō)如何在發(fā)電、輸電和配電、用電整個(gè)環(huán)節實(shí)現管控一體化、互動(dòng)化是關(guān)注的焦點(diǎn);而對于自動(dòng)化企業(yè)來(lái)說(shuō)，提供從發(fā)電到用電整個(gè)價(jià)值鏈中的自動(dòng)化、IT和可控制的電力設備來(lái)滿(mǎn)足智能電網(wǎng)的需求，是占據未來(lái)電力市場(chǎng)的核心所在。

電力設備是電網(wǎng)中重要的基礎設施，尤其是在輸配電網(wǎng)絡(luò )中。為滿(mǎn)足未來(lái)智能電網(wǎng)的需求，我們需用提供高效、可靠的智能電力設備。那么，如何才能實(shí)現電力設備的智能化呢?

隨著(zhù)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)的科技使得電力設備智能化成為可能。

新型的電子式互感器

傳統的電磁式電流電壓互感器難以直接完成計算機技術(shù)對電流電壓完整信息進(jìn)行數字化處理的要求，難以實(shí)現電網(wǎng)對電量參數變化的在線(xiàn)監測。一種能與數字化網(wǎng)絡(luò )配套使用的新型電流電壓互感器成為電網(wǎng)安全高效運行的迫切需要。

隨著(zhù)計算機技術(shù)和電力設備二次系統測量、保護裝置的數字化發(fā)展，電力系統對測量、保護、控制和數據傳輸智能化、自動(dòng)化及電網(wǎng)安全、可靠和高質(zhì)量運行的要求越來(lái)越高，具有測量、保護、監控、傳輸等組合功能的智能化、小型化、模塊化、機電一體化電力設備，對電網(wǎng)安全、可靠和高質(zhì)量運行具有重要意義。這已成為國內外著(zhù)名電力設備生產(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(wú)源兩類(lèi)，具有絕緣性能優(yōu)越、抗電磁干擾、不飽和、易于數字信號傳輸、測量帶寬和精度高、結構緊湊、重量輕、運行時(shí)無(wú)噪音。2003年，國內開(kāi)始試點(diǎn)電子式互感器,2006年，開(kāi)始在而整個(gè)變電站試點(diǎn)使用，全光纖互感器則是近3年內掛網(wǎng)試運行。

先進(jìn)的傳感器技術(shù)

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

在利用信息的過(guò)程中，首先要解決的就是要獲取準確可靠的信息，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。在現代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，要用各種傳感器來(lái)監視和控制生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)參數，使設備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達到最好的質(zhì)量。因此可以說(shuō)，沒(méi)有眾多的優(yōu)良的傳感器，現代化生產(chǎn)也就失去了基礎。

它是實(shí)現自動(dòng)檢測和自動(dòng)控制的首要環(huán)節，智能設備需大量采用傳感器，作為數字量采集和輸入。

預防性維修的智能組件

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

實(shí)現對電力的自動(dòng)化監視與控制，實(shí)施智能化配電監控系統可以有效保障供電可靠性和供電品質(zhì)，為連續性的自動(dòng)化生產(chǎn)提供保證;有利于合理安排生產(chǎn)計劃，優(yōu)化負荷分配，節約電力成本以及檢修成本;提高維護人員工作效率，減小勞動(dòng)強度，節約人力資源。

因此，設備制造商需要通過(guò)在線(xiàn)監視，實(shí)現自我診斷，及時(shí)發(fā)現設備可能出現的問(wèn)題，進(jìn)行預防性維修。這就離不開(kāi)大量的智能組件，它的研發(fā)需要一次、二次設備制造商間的密切配合，共同進(jìn)行。如ABB根據國內市場(chǎng)的需要，同國內部分二次設備制造商共同開(kāi)發(fā)部份智能組件。這些智能組件能夠幫助斷路器、變壓器、油色譜等設備實(shí)現在線(xiàn)監測。

通信標準IEC61850

為方便變電站中各種IED的管理以及設備間的互聯(lián)，就需要一種通用的通信方式來(lái)實(shí)現。IEC61850提出了一種公共的通信標準，通過(guò)對設備的一系列規范化，使其形成一個(gè)規范的輸出，實(shí)現系統的無(wú)縫連接。

IEC61850標準是基于通用網(wǎng)絡(luò )通信平臺的變電站自動(dòng)化系統唯一國際標準，吸收了IEC60870系列標準和UCA的經(jīng)驗，同時(shí)吸收了很多先進(jìn)的技術(shù)，對保護和控制等自動(dòng)化產(chǎn)品和變電站自動(dòng)化系統(SAS)的設計產(chǎn)生深刻的影響。

它將不僅應用在變電站內，而且將運用于變電站與調度中心之間以及各級調度中心之間。國內外各大電力公司、研究機構都在積極調整產(chǎn)品研發(fā)方向，力圖和新的國際標準接軌，以適應未來(lái)的發(fā)展方向。

ABB智能電力設備解決方案

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

如，IEC61850變電站通訊網(wǎng)絡(luò )和系統，建立起快速和開(kāi)放的共享平臺，為系統提供更加豐富和及時(shí)的信息?？拷髟O備安裝并與主設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 )中的適應性，滿(mǎn)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)現在線(xiàn)監視，實(shí)時(shí)提供設備的健康狀況，提早發(fā)現設備潛在的故障，將會(huì )改變設備傳統的維護保養方式，有針對性的進(jìn)行設備維護保養，降低變電站設備的維護費用，延設備的使用壽命，從而降低設備全壽命周期成本。

智能變壓器監測系統能夠提供精確的狀態(tài)信息，可以延長(cháng)變壓器使用壽命，并通過(guò)減少維護和延伸產(chǎn)品壽命實(shí)現節約成本。