國家電網(wǎng)公司于2009年5月公布了智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃:2020年前,,將建成統(tǒng)一的“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”。黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人及多位政治局常委最近都對智能電網(wǎng)建設(shè)做出了批示,,寄予了厚望,。
我國的智能電網(wǎng)包含電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電,、變電,、配電、用電和調(diào)度共六個(gè)環(huán)節(jié),,具有信息化,、數(shù)字化、自動(dòng)化,、互動(dòng)化的“智能”技術(shù)特征,。
在智能電網(wǎng)的各種特征中,“自愈”是首要的,、最具代表性的特征,。有自愈能力的現(xiàn)代化電網(wǎng)可以在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)故障并對此做出及時(shí)反應(yīng),快速解決,,從而提高供電可靠性,、減少停電時(shí)間和降低經(jīng)濟(jì)損失,這與先進(jìn)成熟,、高性能的智能監(jiān)控,、故障診斷與自愈恢復(fù)系統(tǒng)密切相關(guān),。通過對設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,可使電力部門有針對性地,、合理地進(jìn)行電網(wǎng)投資和改造,;通過對狀態(tài)趨勢的預(yù)測和故障預(yù)警,及時(shí)采取控制措施將故障消滅在萌芽狀態(tài),;而通過智能的故障診斷和定位技術(shù),,則可在故障發(fā)生時(shí)將故障隔離或?qū)⒂脩粞杆俚厍袚Q到可靠的電源上,在少用或不用人為干預(yù)的情況下使系統(tǒng)迅速恢復(fù)供電,。
為了適應(yīng)我國電力行業(yè)的極其良好的發(fā)展機(jī)遇和市場需求,,中國科學(xué)院電工研究所正在開展“基于3G網(wǎng)絡(luò)(第三代移動(dòng)通訊技術(shù))的變電站智能監(jiān)控與自愈恢復(fù)系統(tǒng)”關(guān)鍵技術(shù)研究、樣機(jī)研制與產(chǎn)業(yè)化,。市場定位:由于在35kV及以上電壓等級的輸變電系統(tǒng)中都已經(jīng)采用了1000M的光纖通信,,所以,基于3G無線網(wǎng)絡(luò)的變電站智能監(jiān)控與自愈恢復(fù)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍應(yīng)當(dāng)定位于10kV及以下的配電網(wǎng),。
該系統(tǒng)的主要功能有:
1)電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)可視化:通過采集設(shè)備狀態(tài)信息,,并結(jié)合紅外線、紫外線,、激光成像技術(shù)等實(shí)現(xiàn)“遙視”,,監(jiān)控變電站主要設(shè)備,形成對變電站各種電力設(shè)備的數(shù)據(jù)和圖像一體化的在線監(jiān)測,,還可有效地防止竊電,。
2)故障預(yù)警智能化:根據(jù)“遙視、遙信,、遙測”獲得的信號以及各種通信手段獲得的信息,,結(jié)合先進(jìn)的數(shù)據(jù)挖掘、人工智能等技術(shù)進(jìn)行事故預(yù)警,,出現(xiàn)故障時(shí)能夠準(zhǔn)確,、快速的進(jìn)行故障診斷和定位。目前對10kV電網(wǎng)的接地故障一直沒有價(jià)格低,、實(shí)用的監(jiān)測系統(tǒng),。使用基于3G技術(shù)的遙視功能,,配上適當(dāng)?shù)碾娋W(wǎng)設(shè)備,,結(jié)合衛(wèi)星定位技術(shù)、電子地圖等便可輕松的完成此項(xiàng)任務(wù),,構(gòu)建起“配電網(wǎng)故障快速反應(yīng)系統(tǒng)”,。
3)自愈恢復(fù)、負(fù)荷轉(zhuǎn)移與故障排除:通過對電力設(shè)備的局部放電,、局部過熱等事故跡象的圖像識別和趨勢預(yù)測,,可將潛在故障點(diǎn)隔離或迅速轉(zhuǎn)移負(fù)荷,,避免或延緩事故發(fā)生,在少用或不用人為干預(yù)的情況下使電力系統(tǒng)堅(jiān)持正常供電或迅速恢復(fù)供電,,保證供電的連續(xù)性和可靠性,。目前,由于很多地方的配電變電站不便安裝有線通訊設(shè)備,,而遠(yuǎn)距離的信息傳輸又可能出現(xiàn)失真,,難以給事故預(yù)警和故障診斷提供真實(shí)有效的數(shù)據(jù)。3G無線通訊正好彌補(bǔ)了這一空白,,采用基于3G無線網(wǎng)絡(luò)的變電站智能監(jiān)控與自愈恢復(fù)系統(tǒng),,可實(shí)現(xiàn)“五遙”功能(遙測,遙信,,遙調(diào),,遙控和遙視),合理優(yōu)化和配置設(shè)備的停運(yùn)檢修時(shí)間,,提高供電質(zhì)量,;實(shí)現(xiàn)故障提前預(yù)警,快速隔離故障,,自我恢復(fù)和電網(wǎng)重構(gòu)等,,真正做到變電站的“無人值守”。
市場前景:為實(shí)現(xiàn)建設(shè)統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的總目標(biāo),,國網(wǎng)公司將建設(shè)工作分為三階段,,其中第二階段(2011-2015)的主要內(nèi)容就是加快特高壓和城鄉(xiāng)配電網(wǎng)的建設(shè)。而目前我國配電網(wǎng)平均自動(dòng)化率僅為9%,,自動(dòng)化環(huán)節(jié)十分薄弱,,設(shè)備相對落后。且配電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)基本上為放射狀(部分縣城電網(wǎng)已構(gòu)成手拉手環(huán)網(wǎng)供電),,大部分通信調(diào)度手段落后,,配電網(wǎng)沒有處于最經(jīng)濟(jì)、可靠的運(yùn)行狀態(tài),。由于配電網(wǎng)中的變電站數(shù)量甚為巨大,,若采用光纖通訊,建設(shè)成本與現(xiàn)在的輸電網(wǎng)光纖通訊的投資相比將呈幾何級數(shù)的規(guī)律增長,;而微波遇障礙物衍射傳播時(shí)其空間衰耗急驟增加,,因此只適用于點(diǎn)對點(diǎn)通信,更長的距離需要設(shè)中繼站,,不適用于配電網(wǎng)中多點(diǎn)通訊的實(shí)際狀況,。相比而言,3G技術(shù)具有帶寬高,、傳輸速度快,、可傳輸視頻等優(yōu)點(diǎn),,且可靠性高、成本低,,因此可為配電網(wǎng)提供最佳的通信模式,。
我國智能電網(wǎng)建設(shè)將在部分地區(qū)實(shí)行試點(diǎn),然后在全國范圍內(nèi)逐步推廣,,最終到2020年建設(shè)完成,。預(yù)計(jì)到2020年智能電網(wǎng)總投資將不低于12000億。在智能電網(wǎng)的投資構(gòu)成上,,智能變電站大約有20%的市場需求,。